%20(1)%20(1).png)
Nghiên cứu thiết bị biến đổi năng lượng sóng - Điện ứng dụng cho khai thác năng lượng sóng tại vùng biển Việt Nam
.png)
2. Mục tiêu nghiên cứu
a) Về cơ sở khoa học
Luận án nghiên cứu tổng hợp các thông tin về năng lượng sóng biển ở Việt Nam để định hướng nghiên cứu lựa chọn thiết bị chuyển đổi năng lượng phù hợp với từng vùng. Tìm hiểu phân tích nguyên lý hoạt động và cấu tạo của thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển đang được nghiên cứu và sử dụng trên thế giới để đề xuất ứng dụng
mô hình phù hợp với vùng biển tiềm năng tại Việt Nam. Nghiên cứu phát triển sơ đồ cấu tạo, mô hình mô phỏng và tiến hành tính toán xác định khả năng hoạt động của thiết bị. Thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị để kiểm tra nguyên lý hoạt động của thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển dạng chuyển động thẳng.
b) Về thực tiễn
Cung cấp cơ sở khoa học trong công tác nghiên cứu lựa chọn thiết kế thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển ứng với từng mức năng lượng sóng biển của vùng biển phù hợp với đặc điểm sóng tại Việt Nam.
NỘI DUNG:
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................. 5
1.1. Nguồn năng lƣợng từ biển .................................................................................... 5
1.2. Năng lƣợng sóng biển ............................................................................................ 6
1.2.1. Các đặc trưng của sóng biển .............................................................................. 7
1.2.2. Năng lượng ở các vùng hình thành sóng .......................................................... 9
1.2.3. Đặc trưng năng lượng sóng biển ..................................................................... 11
1.3 Tiềm năng năng lƣợng sóng biển Việt Nam ....................................................... 15
1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu phát triển thiết bị chuyển đổi năng lƣợng
sóng biển ...................................................................................................................... 21
1.4.1. Sơ lược một số nguyên lý và thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng ................ 21
1.4.2. Tổng quan các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng của Thế giới ................ 25
1.4.3 Các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng xa bờ ............................................... 28
1.4.4. Các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng gần bờ ............................................ 34
1.5. Tổng quan tình nghiên cứu thiết bị chuyển đổi năng lƣợng trong nƣớc........ 37
1.6 Kết luận chƣơng 1 ................................................................................................. 39
Chƣơng 2. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI
NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN .................................................................................... 41
2.1. Cơ sở tính toán dòng năng lƣợng sóng biển ...................................................... 41
2.2. Các đặc trƣng cơ bản vùng nghiên cứu phát triển thiết bị .............................. 41
2.3. Cơ sở tính toán tƣơng tác sóng biển với công trình nổi ................................... 43
2.2.1. Các giả thuyết đối với sóng trên công trình ..................................................... 44
iv
2.3.2. Xác định tải trọng sóng tác dụng lên công trình nổi ...................................... 45
2.4. Nghiên cứu lựa chọn thiết bị chuyển đổi năng lƣợng sóng biển ..................... 46
2.4.1. Lựa chọn nguyên lý chuyển đổi năng lượng sóng phù hợp mục tiêu để
nghiên cứu phát triển ................................................................................................. 47
2.4.2. Lựa chọn dạng phao tiếp nhận cho thiết bị ..................................................... 49
2.5. Phƣơng pháp tính toán mô hình phao dạng hộp chữ nhật .............................. 51
2.6. Nghiên cứu nguyên lý làm việc thiết bị sử dụng dạng phao trụ chóp nón ..... 54
2.6.1. Nguyên lý chuyển đổi năng lượng sóng bằng phao nổi dạng chóp nón ........ 54
2.6.2. Mô hình cơ cấu máy phát ................................................................................. 56
2.6.3. Nguyên lý hoạt động của mô hình ................................................................... 57
2.7 Kết luận chƣơng 2 ................................................................................................. 57
Chƣơng 3. NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI NĂNG
LƢỢNG SÓNG BIỂN ................................................................................................. 58
3.1. Xây dựng mô hình tính toán của thiết bị ........................................................... 58
3.1.1. Các phương trình cơ học của thiết bị .............................................................. 58
3.1.2. Phương trình chuyển động của phao 1: .......................................................... 59
3.1.3. Phương trình chuyển động của phao 2 ........................................................... 60
3.2. Phƣơng trình cơ bản cho hệ thống máy phát .................................................... 63
3.2.1. Mô hình điện từ trường máy phát .................................................................... 63
3.2.2. Áp dụng trong cấu hình máy phát nam châm chuyển động thẳng ................ 64
3.3. Phƣơng trình lực điện từ của máy phát ............................................................ 68
3.4. Tính toán mô phỏng hoạt động của hệ thống chuyển đổi năng lƣợng sóng
sang điện ...................................................................................................................... 69
3.4.1. Giới thiệu về các phầm mềm mô phỏng .......................................................... 69
3.4.2. Tính phân bố từ trường nam châm vĩnh cửu bằng FlexPDE ........................ 70
3.4.3. Tính toán mô phỏng hoạt động của máy phát bằng Matlab........................... 77
3.5 Kết luận chƣơng 3 ................................................................................................. 81
Chƣơng 4. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ
CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN ......................................................... 83
4.1. Tính toán khảo sát đặc tính, tính toán thiết kế cho thiết bị có P= 50W .......... 83
4.2. Thiết kế, chế tạo hệ thống chuyển đổi năng lƣợng sóng thử nghiệm .............. 87
4.2.1. Thiết kế, chế tạo máy phát điện ........................................................................ 87
4.2.2. Thiết kế, chế tạo hệ thống phao thu nhận năng lượng................................... 89
v
4.2.3. Thử nghiệm, hoàn thiện thiết bị ...................................................................... 91
4.3. Đề xuất mô hình chuyển đổi năng lƣợng sóng 5kW để phát triển thiết bị quy
mô thực tế .................................................................................................................. 101
4.4. Khảo sát một số đặc tính cơ bản ...................................................................... 104
4.5 Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................... 110
a) Kết luận chung ...................................................................................................... 111
b) Khuyến nghị .......................................................................................................... 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 114
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ...
2. Mục tiêu nghiên cứu
a) Về cơ sở khoa học
Luận án nghiên cứu tổng hợp các thông tin về năng lượng sóng biển ở Việt Nam để định hướng nghiên cứu lựa chọn thiết bị chuyển đổi năng lượng phù hợp với từng vùng. Tìm hiểu phân tích nguyên lý hoạt động và cấu tạo của thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển đang được nghiên cứu và sử dụng trên thế giới để đề xuất ứng dụng
mô hình phù hợp với vùng biển tiềm năng tại Việt Nam. Nghiên cứu phát triển sơ đồ cấu tạo, mô hình mô phỏng và tiến hành tính toán xác định khả năng hoạt động của thiết bị. Thiết kế chế tạo thử nghiệm thiết bị để kiểm tra nguyên lý hoạt động của thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển dạng chuyển động thẳng.
b) Về thực tiễn
Cung cấp cơ sở khoa học trong công tác nghiên cứu lựa chọn thiết kế thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng biển ứng với từng mức năng lượng sóng biển của vùng biển phù hợp với đặc điểm sóng tại Việt Nam.
NỘI DUNG:
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................................. 5
1.1. Nguồn năng lƣợng từ biển .................................................................................... 5
1.2. Năng lƣợng sóng biển ............................................................................................ 6
1.2.1. Các đặc trưng của sóng biển .............................................................................. 7
1.2.2. Năng lượng ở các vùng hình thành sóng .......................................................... 9
1.2.3. Đặc trưng năng lượng sóng biển ..................................................................... 11
1.3 Tiềm năng năng lƣợng sóng biển Việt Nam ....................................................... 15
1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu phát triển thiết bị chuyển đổi năng lƣợng
sóng biển ...................................................................................................................... 21
1.4.1. Sơ lược một số nguyên lý và thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng ................ 21
1.4.2. Tổng quan các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng của Thế giới ................ 25
1.4.3 Các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng xa bờ ............................................... 28
1.4.4. Các thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng gần bờ ............................................ 34
1.5. Tổng quan tình nghiên cứu thiết bị chuyển đổi năng lƣợng trong nƣớc........ 37
1.6 Kết luận chƣơng 1 ................................................................................................. 39
Chƣơng 2. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI
NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN .................................................................................... 41
2.1. Cơ sở tính toán dòng năng lƣợng sóng biển ...................................................... 41
2.2. Các đặc trƣng cơ bản vùng nghiên cứu phát triển thiết bị .............................. 41
2.3. Cơ sở tính toán tƣơng tác sóng biển với công trình nổi ................................... 43
2.2.1. Các giả thuyết đối với sóng trên công trình ..................................................... 44
iv
2.3.2. Xác định tải trọng sóng tác dụng lên công trình nổi ...................................... 45
2.4. Nghiên cứu lựa chọn thiết bị chuyển đổi năng lƣợng sóng biển ..................... 46
2.4.1. Lựa chọn nguyên lý chuyển đổi năng lượng sóng phù hợp mục tiêu để
nghiên cứu phát triển ................................................................................................. 47
2.4.2. Lựa chọn dạng phao tiếp nhận cho thiết bị ..................................................... 49
2.5. Phƣơng pháp tính toán mô hình phao dạng hộp chữ nhật .............................. 51
2.6. Nghiên cứu nguyên lý làm việc thiết bị sử dụng dạng phao trụ chóp nón ..... 54
2.6.1. Nguyên lý chuyển đổi năng lượng sóng bằng phao nổi dạng chóp nón ........ 54
2.6.2. Mô hình cơ cấu máy phát ................................................................................. 56
2.6.3. Nguyên lý hoạt động của mô hình ................................................................... 57
2.7 Kết luận chƣơng 2 ................................................................................................. 57
Chƣơng 3. NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI NĂNG
LƢỢNG SÓNG BIỂN ................................................................................................. 58
3.1. Xây dựng mô hình tính toán của thiết bị ........................................................... 58
3.1.1. Các phương trình cơ học của thiết bị .............................................................. 58
3.1.2. Phương trình chuyển động của phao 1: .......................................................... 59
3.1.3. Phương trình chuyển động của phao 2 ........................................................... 60
3.2. Phƣơng trình cơ bản cho hệ thống máy phát .................................................... 63
3.2.1. Mô hình điện từ trường máy phát .................................................................... 63
3.2.2. Áp dụng trong cấu hình máy phát nam châm chuyển động thẳng ................ 64
3.3. Phƣơng trình lực điện từ của máy phát ............................................................ 68
3.4. Tính toán mô phỏng hoạt động của hệ thống chuyển đổi năng lƣợng sóng
sang điện ...................................................................................................................... 69
3.4.1. Giới thiệu về các phầm mềm mô phỏng .......................................................... 69
3.4.2. Tính phân bố từ trường nam châm vĩnh cửu bằng FlexPDE ........................ 70
3.4.3. Tính toán mô phỏng hoạt động của máy phát bằng Matlab........................... 77
3.5 Kết luận chƣơng 3 ................................................................................................. 81
Chƣơng 4. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ
CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƢỢNG SÓNG BIỂN ......................................................... 83
4.1. Tính toán khảo sát đặc tính, tính toán thiết kế cho thiết bị có P= 50W .......... 83
4.2. Thiết kế, chế tạo hệ thống chuyển đổi năng lƣợng sóng thử nghiệm .............. 87
4.2.1. Thiết kế, chế tạo máy phát điện ........................................................................ 87
4.2.2. Thiết kế, chế tạo hệ thống phao thu nhận năng lượng................................... 89
v
4.2.3. Thử nghiệm, hoàn thiện thiết bị ...................................................................... 91
4.3. Đề xuất mô hình chuyển đổi năng lƣợng sóng 5kW để phát triển thiết bị quy
mô thực tế .................................................................................................................. 101
4.4. Khảo sát một số đặc tính cơ bản ...................................................................... 104
4.5 Kết luận chƣơng 4 ............................................................................................... 110
a) Kết luận chung ...................................................................................................... 111
b) Khuyến nghị .......................................................................................................... 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 114
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ...
.png "Hướng dẫn download ti liệu")
%20(1).png "Hướng dẫn download ti liệu")
%20(1).png "Gói VIP Member EBOOKBKMT - Hỗ trợ tài liệu nhanh nhất, ưu tiên cho thành viên VIP (Update 2026)")
.png "SÁCH - Cẩm nang thợ điện học - Từ phổ thông tới thợ điện (Nguyễn Văn Phong) Full")
.png "QUYẾT ĐỊNH 438:QĐ-CT - Ban hành Quy chế giáo dục chính trị trong Quân đội nhân dân và Dân quân tự vệ Việt Nam (Full)")
Không có nhận xét nào: