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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳楓霖
研究生(外文):Chen,Fong-Lin
論文名稱:新型點吸收式波能轉換系統之改善與評估
論文名稱(外文):Improvement and Assessment of Energy Efficiency of a New Type Point Absorption Converter
指導教授:翁文凱翁文凱引用關係
指導教授(外文):Weng,Wen-Kai
口試委員:邱永芳石瑞祥許泰文
口試日期:2016-01-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:42
中文關鍵詞:點吸收式波力發電機波浪擷取效率浮筒無因次垂直運動振幅發電效率
外文關鍵詞:mechanical power transmission systempoint absorption converterRate of Amplitude Operationpower efficiency
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摘要
本研究以水工模型試驗的方式,配合機械式能量傳遞系統,研發新型點吸收式波力發電系統。以在水深1.3公尺之斷面水槽進行單一方向規則波、不規則波試驗,研究過程分別檢討浮筒無因次垂直運動振幅(RAO,rate of amplitude operation)、能量傳遞系統的轉速、扭力的變化,以了解最佳發電效率的波浪週期。
本試驗結果顯示在規則波高25公分時週期1.6秒~週期2.0秒為本組試驗機組之最佳發電功率與效率週期,此範圍內之浮筒無因次垂直運動在0.7以上,扭力在2N-m以上,轉速在120RPM以上,發電功率在30瓦特以上,發電效率在40%以上。不規則波在示性週期16.秒~2秒時浮筒無因次垂直運動振幅為0.6以上,在示性週期較長時浮筒垂直運動振幅都在0.8以上。
關鍵詞:點吸收式波力發電機、波浪擷取效率、浮筒無因次垂直運動振幅、發電效率


Abstract
This research is based on the experiment of hydraulic model, with mechanical power transmission system to development a new type point absorption converter. It tests the regular waves and irregular waves in one direction at the depth of 1.3 meters. It discusses about RAO (Rate of Amplitude Operation), RPM (Revolutions Per Minute) and torque to understand the best period for power efficiency.
The experiment results show that the best wave power efficiency for the regular wave tests takes place when wave height is at 25 cm and the periods are in the range of 1.6–2.2 seconds. Under this condition, the power generation is more than 30 watt and efficiency is more than 40% while RAO is more than 0.7, torque is more than 2 N-m and RPM is more than 120. Irregular wave tests show that the RAO is more than 0.6 when the periods are in the range of 1.6–2.0 seconds. Also, RAO can reach more than 0.8 when the period is longer.
Keywords: mechanical power transmission system、point absorption converter、Rate of Amplitude Operation、power efficiency

目錄

摘要 I
Abstract II
目錄 III
照片目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 3
1.3研究目的與方法 6
1.4本文組織 7
第二章 試驗配置與分析方法 8
2.1試驗模型 8
2.1.1能量擷取系統 9
2.1.2能量傳遞系統 10
2.1.3能量轉換系統 12
2.1.4模型相似律 13
2.2 試驗設備與儀器 14
2.2.1試驗水槽 14
2.2.2 造波系統 15
2.2.3 波高計與增幅器 16
2.2.4 雷射位移計 16
2.2.5 扭力計 17
2.2.6 轉速計 17
2.2.7 資料擷取系統 18
2.2.8 功率分析儀 19
2.3試驗模型與儀器配置 20
2.4試驗造波條件 20
2.5試驗步驟 21
2.5.1 波高計率定 21
2.5.2 雷射位移計率定 21
2.5.3 轉速計率定 21
2.5.4試驗流程 22
2.6資料分析 23
第三章 新型點吸收式波力發電機特性評估 25
3.1試驗數據分析 25
3.2週期對系統之影響 28
3.2.1週期對擷取系統之影響 28
3.2.2 週期對傳遞系統之影響 30
3.2.3 週期對轉換系統之影響 32
3.3 不規則波試驗 33
3.4 發電效率之評估 35
第四章 結論與建議 40
4.1結論 40
4.2建議 40
參考文獻 42

參考文獻
1. Backer, G.D. (2009)“Hydrodynamic Design Optimization of Wave Energy Converters Consisting of Heaving Point Absorbers”, Ghent University.
2. Morten Kramer, Michael Brorsen & Peter Frigssrd (2004) “Wave Star¬-Preliminary study of flowing geometry”, Department of Civil Engineering, Aalborg University.
3. BUDAR, K.(1975). “A resonant point absorber of ocean-wave power ”. Nature(London)(0028-0836), 256(5517), pp. 478.
4. Chaplin, Robert V. (2007). “An Investigation into Power from Pitch-Surge Point-Absorber wave Energy Converters ” International Conference on Clean Electrical Power (1-4244-0631-5, 978-1-4244-0631-9), pp. 520.
5. Aggidis,G A(2009). “Optimum mean power output of a point-absorber wave energy converter in irregular waves”.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A, Journal of power and energy (0957-6509), 223(7), pp. 773.
6. Drew, B., Plummer, A. and Sahinkaya, M. N., (2009). “A review of wave energy converter technology”,.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers.
7. 財團法人工業技術研究院(2007)「我國海域能源高潛能區之評估及利用研究計畫」,經濟部能源科技研究發展計劃九十五年度執行報告。
8. 何奎德(2014) “新型點吸收式波能轉換系統之研發 ” 碩士論文

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