棘轮式海洋波浪能发电装置结构设计与分析研究

席文奎，姜 辛，贺齐齐，曲玉龙

（1.西安石油大学 机械工程学院，陕西 西安710065；2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，陕西 西安710018；3.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西 西安710018）

0 前言

随着社会经济的发展和人类探索自然步伐的进一步加快，可持续发展问题已经成为影响一个国家和地区经济发展的重要因素之一。全球约70%的面积是海洋，海洋每年产生的波浪能约为80 000 TW，且海洋波浪能是一种清洁无污染、分布范围广、能量密度高的可再生能源[1]。目前，世界各国在研究海洋能源利用领域都有一定投入，特别是对较高功率的海洋波浪能发电技术的研究。我国是一个海洋大国，拥有丰富的海洋资源，为了开发海洋资源、促进经济发展，我国将波浪能发电研究列入国家重点科技攻关项目之一[2]。

1974年，研究波浪能的文章在Nature上发表，此后各种波浪能发电装置相继问世。根据波浪能捕获方式，波浪能发电装置主要有振荡水柱式、振荡浮子式和越浪式3种[3]。这些发电装置的基本原理：将波浪作用下物体的上下左右运动转化为电能；将波浪压力变化转化为电能；将波浪的势能转化为动能等[4]。振荡水柱式波浪能发电装置是通过波浪的运动转换为空气的运动来进行发电，这类装置存在的问题是转换效率低、建造难度大和成本高。振荡浮子式波浪能发电装置是在振荡水柱式波浪能发电装置的基础上发展起来的，是将浮体在波浪作用下的上下运动转换为液压或机械能进行发电，此类装置在美国和英国已经进入成熟应用阶段，存在的主要问题是易损坏。……