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本項(xiàng)目將“節(jié)能減排、低碳環(huán)?!?、“綠色能源—波浪能”與“新型防波堤結(jié)構(gòu)”三種理念結(jié)合起來(lái),提出一種通過(guò)簡(jiǎn)單改造箱筒型防波堤來(lái)發(fā)電的理念并設(shè)計(jì)了數(shù)種復(fù)合型箱筒型防波堤發(fā)電結(jié)構(gòu),進(jìn)行了水工物理模型試驗(yàn),同時(shí)重點(diǎn)針對(duì)OWC式發(fā)電,采用物理模型試驗(yàn)與fluent數(shù)值模擬相結(jié)合的方式進(jìn)行發(fā)電可行性驗(yàn)證,并且考察了開(kāi)孔形式等對(duì)發(fā)電效率的影響。該復(fù)合型發(fā)電方式可明顯降低建設(shè)成本,為波浪開(kāi)發(fā)發(fā)展開(kāi)辟了新途徑。
20世紀(jì)以來(lái),依賴于傳統(tǒng)化石燃料的開(kāi)發(fā)和利用,雖然創(chuàng)造了空前繁榮的物質(zhì)文明,但也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和巨大的資源浪費(fèi)。上世紀(jì)70年代首次爆發(fā)了石油危機(jī),根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計(jì)2006》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,以目前的開(kāi)采速度,全球化石燃料最多供應(yīng)162年,而依據(jù)短板效應(yīng),僅供40年的需求量,若不開(kāi)發(fā)新能源,改變能源結(jié)構(gòu),一場(chǎng)能源危機(jī)將不可避免。因此,各國(guó)開(kāi)始將注意力注意到尋找適宜廉價(jià)的綠色能源上,而海洋波浪能作為一種清潔的可再生能源,成為了21世界人類關(guān)注并大力開(kāi)發(fā)利用的新能源,長(zhǎng)期以來(lái),世界各國(guó)對(duì)其投入了大量的研究。
據(jù)世界能源委員會(huì)的調(diào)查顯示,全球可利用的波浪能達(dá)到20億千瓦,相當(dāng)于目前世界電產(chǎn)量的2倍。我國(guó)是一個(gè)陸地廣袤、海洋遼闊、島嶼眾多、海岸線很長(zhǎng)的國(guó)家,僅大陸岸線就長(zhǎng)達(dá)18000Km。具備著研究波浪能發(fā)電的優(yōu)勢(shì)與條件。波浪能表現(xiàn)以機(jī)械能形式、能流密度大、分布廣等特點(diǎn)也均有利于利用波浪發(fā)電的研究。依據(jù)《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》,到2020年我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,在如此短時(shí)間內(nèi)這樣大規(guī)模降低二氧化碳排放,我們必須依賴于水電的有效利用。
鑒于波浪能利用在成本及技術(shù)方面難以和常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng),波力發(fā)電裝置雖然研究很多,但在全球范圍內(nèi)并沒(méi)有得到廣泛推廣。隨著波力發(fā)電新形式提出,建造成本的降低和效益的提高,波浪能發(fā)電必在世界能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要位置。
本項(xiàng)目提出的是一種復(fù)合型箱筒型防波堤發(fā)電方式,箱筒型防波堤適用的地質(zhì)條件上層為淤泥質(zhì),持力層為粉細(xì)砂層或粉質(zhì)粘土層,箱筒型結(jié)構(gòu)可作為防波堤或碼頭的基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于港工結(jié)構(gòu)中,尤其在渤海灣的淤泥質(zhì)海岸有很好的應(yīng)用前景。鑒于采用抽真空和充氣可以使鋼箱筒下沉和上浮反復(fù)進(jìn)行,并能有效控制鋼箱筒的標(biāo)高,施工中可以把鋼箱筒作為施工平臺(tái)使用,其上部結(jié)構(gòu)可以在鋼箱筒上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)澆注,節(jié)省大量預(yù)制吊運(yùn)費(fèi)用,這一點(diǎn)是其他基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所無(wú)法比擬的,因此,在水運(yùn)工程中尤其是在渤海灣淤泥質(zhì)海岸,具有很好的應(yīng)用前景。
第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
校級(jí)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)
校級(jí)第二屆節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競(jìng)賽特等獎(jiǎng)