新型垂直軸潮流能水輪機——潛式載體系統研究

《新型垂直軸潮流能水輪機——潛式載體系統研究》是依託大連理工大學,由陳兵擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型垂直軸潮流能水輪機——潛式載體系統研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳兵

項目摘要

利用潮流的動能發電是海洋能利用的一種重要形式。目前常見的潮流能水輪機，有水平軸貫流式和垂直軸式兩種。垂直軸水輪機的能量轉換效率雖然比水平軸水輪機稍低，但可適應潮流方向的變化，不需要迎流控制裝置，結構簡單，可靠性高。垂直軸水輪機，尤其是直葉片垂直軸水輪機，形狀簡單，製造成本低。低成本和高可靠性是垂直軸水輪機最大的優點。現有的潮流能水輪機通常安裝在坐底式、樁柱式基礎或懸吊在浮式載體上。坐底式和樁柱式基礎較穩定，但製造、安裝成本高昂，在水深達到數十米以上時，其成本難以承受。浮式載體造價低，但受風浪影響大，不穩定，在大風浪中易損壞，造成較大損失。本項目提出把垂直軸式水輪機安裝在潛式載體上，用錨鏈系留，漂浮於海面和海床之間，即可避開海面風浪的影響，又造價低廉。本項目將利用物理模型實驗和三維數值模擬手段，對這種潛式垂直軸潮流能水輪機系統的水動力特性進行研究，為以後全尺寸樣機的設計提供依據。

結題摘要

本基金項目採用數值模擬和水槽模型實驗手段，對垂直軸潮流能水輪機及其潛式載體的水動力性能進行了系統的研究。研究內容包括水輪機幾何參數最佳化、導流涵道與水輪機相互影響、葉片變偏角策略及其對水輪機性能的影響、新型葉片的水動力特性研究、潛式載體動力回響特性、葉片和旋臂結構最佳化等等。研究證明了垂直軸潮流能水輪機具有結構簡單可靠、潮流能效率高的特點，其性能可以通過採用變偏角葉片、結合導流涵道、採用高性能的新型葉片等措施得到進一步提升。本項目的研究成果對於潮流能開發技術的推廣套用具有重要的科學和實際工程意義。