小型海洋观测平台温差发电技术研究与验证

针对小型自主式海洋剖面观测平台电能供给问题,开展了海水温差能发电技术研究工作;设计了温差能-电能转换系统技术方案,研制了试验样机;建立了仿真分析模型,对样机的热能转换和发电性能进行了分析;最终对样机进行了模拟环境下的试验验证。试验结果表明样机在12℃的环境中能够完成低温相变,在25~28℃的环境中能够完成高温相变,发电机输出功率达130 W,达到了设计要求,设计的系统能够有效地吸收、转换海水热能,并产生电能。     

基于MATLAB and Simulink的波浪能装置液压能量转换系统仿真研究

液压式能量转换系统是波浪能发电装置应用最为广泛的一种能量转换方式。本文针对波浪能液压能量转换系统展开了模型仿真研究,建立了带有蓄能稳压环节和液压自治控制器的波浪能装置液压能量转换系统的数学模型。基于所建立的数学模型搭建了波浪能装置液压转换系统的MATLAB and Simulink仿真框图,对系统进行仿真,并利用实海况实验得到的发电数据和仿真数据进行对比。结果显示,二者之间的相对误差较小,验证了该系统仿真模型的准确性。此外,还分别模拟了规则波和随机波输入情况下液压能量转换系统的发电特性曲线。仿真结果表明,无论是规则波还是随机波,经过液压能量转换系统之后,输出的发电特性都比较稳定,也即是利用该能量转换系统实现将不稳定的波浪能转换成稳定的电能,提高了发电质量,为后续的电力输送及并网提供了便利。     

鹰式一号波浪能装置频域运动分析与优化设计

波浪能发电装置的波能转换通常分为两级能量转换:第一级能量转换是波浪作用下波浪能装置部件发生相对运动驱动PTO做功捕获波浪能;第二级能量转换为将捕获的波浪能转换为电能。其中一级波浪能转换系统的优化设计是提高波浪能装置能量转换效率的重要手段和关键技术。波浪作用下波浪能装置的运动与PTO做功运动相互耦合和影响,本文通过对不同波浪要素环境下、不同PTO阻尼下波浪能装置的频域运动模拟,以迎波宽度比为尺度对波浪能装置的一级能量转换系统进行优化设计,获得波浪能装置的最优做功阻尼,为实型装置负载加载设计提供设计依据,提高波浪能装置能量转化效率。鹰式一号波浪能装置的实海况运动证明,通过对一级能量转换系统的优化设计,能够有效提高装置的发电效率和提高装置对波浪响应频带宽度。     

极地冰基浮标温差能转换技术仿真研究

为了解决北极海域海洋观测与通讯导航节点浮标的供电问题,提出利用北极海域冰面上冷空气与冰下海水之间的温差能转换为电能,为冰基浮标供电。根据北极温差的时空分布特性与冰基浮标的应用场景,提出了一种基于有机朗肯循环的冰基浮标温差能发电系统,并对其进行了建模与仿真分析。根据5 种工质的热力循环性能计算结果,确定R124 工质作为系统的循环工质。仿真结果表明：温差能发电系统在北极冬季两个月的总发电量为745 kWh,相当于3.72 t 能量密度为200 Wh/kg 的锂电池。因此,北极海域温差能转换发电系统能输出相当可观的功率与电能,显著提升冰基浮标的供能水平,提高其观测能力,延长其持续工作时间,减少破冰船对其的维护频率,从而打造冰下观测网络的关键节点,支撑北极冰下移动观测网络的构建。     

简讯

日本东电设计公司最近完成了海洋温差发电商用设备的设计工作。并准备销售给南大平洋附近的瑙鲁共和国。这是迄今为止世界上第一次OTEC商用设备设计,对于海洋热能转换技术必将产生深远的影响。还是在十四年以前,东电设计公司便从事海洋温差发电实用化的工作。该公司在发电设备的研究方面,始终处于领先的地位。经过多年的研究,他们的热交换器等设备、系统设计等方面已渐趋成熟,使得海洋温差发电具备了较为充分的商业基础。该公司设计的这种商用发电设备,功率为500千瓦,扣除本身的电力消耗,净功率为300-500千瓦。计算表明,当使用温差为22℃(29℃和7℃)时,使用氟利昂作为推动透平旋     

GPS坐标向国家坐标转换的三维分离回归法

三维分离回归法是一种简单、有效、实用的转换方法,该方法可有效地克服病态矩阵问题。同时,为切实、有效地提高三维分离回归法的转换精度,计算时引入了三向尺度因子,使得三维转换参数由传统的7个变为现在的9个。详细介绍了三维分离回归法的基本原理、转换过程及转换实例。     

温盐环流的补给

温盐环流的补给Ｃ．Ｍａｕｒｉｔｚｅｎ太阳的热能在地球上分布不均一，接受热最多的是在赤道地区，大气层和海洋两者也分享了部分的热能。对于海洋起作用的就是人们经常提到的温盐环流问题，即：经向往复环流是最上层的温水向极地流动，转换为致密水后再作为冷水返回赤道...     

南海西北部89PC柱样沉积物中浮游有孔虫特征及其古环境意义

对南海北部89PC柱状样进行了浮游有孔虫定量统计分析、氧碳同位素测试、碳酸钙含量分析和AMS14C测年,并采用古生态转换函数计算了表层海水古温度和温跃层深度,揭示了该海区约127 ka以来的古海洋学特征。温跃层转换函数计算的温跃层深度结果表明,在MIS5-MIS4期,温跃层深度没有大的变化,在MIS3-MIS1期,温跃层的深度逐渐变深。古温度转换函数计算的古温度结果表明,夏季温度的变化范围为27.9~29.3℃,变化幅度为1.4℃,冬季温度变化范围为20.6~26.3℃,变化幅度为5.7℃。与南海南部的冬夏古水温资料进行对比,南海南部的温度比南海北部的温度要高,这种差异在冬季时表现更为突出,且在冰期时南海南部和北部的温度差异梯度进一步增大,指示了冰期时冬季风更加强盛。     

基于波浪能的浮式装备随体供电技术研究

随着我国海洋开发向深远海方向发展，各类海洋装备长时间工作于深远海域，能源供给极不方便，迫切需要一种便捷的能源供给方式。针对上述需求，提出了一种可内置于海洋浮式装备的波浪能转换装置，以海洋浮式装备为载体，依靠载体在波浪作用下的垂荡运动获取波浪能，由于惯性波浪能转换装置的振子在弹簧的作用下产生振动，驱动动力输出(PTO)系统做功，将波浪能转换为电能。基于流体力学基本原理， 建立了浮体与波浪能装置的耦合运动学模型和能量转换数学模型，分析不同参数对 RAO 和 CWR 的影响。通过优化分析，本文所提出的基于惯性原理的双共振波浪能转换装置能量转换效率最高可达 45%以上，可有效地应用于海洋浮式装备，具有可观的应用前景。     

“浪轮机”型小型发电装置

浪轮机是一种特殊的涡轮机,它由波浪推动,而不是由海流推动。本文介绍了浪轮机的原理、设计以及实验室和海上试验的结果。利用浪轮机可把海浪能量有效地转换为电能。     

节能型海带育苗新技术——黑暗流水储存配子体

目前采用的海带苗培育方法已经有50多年的历史,它将21~28℃的自然海水降温至6~8℃用于育苗。缺点是海水降温成本高、管理需要人工多。而本技术在育苗过程中的一定时期,将苗帘集中堆放,在流水黑暗条件下储存配子体14 d,储存期间无需人工管理。以此配子体储存技术,可以将海带育苗平均水温从目前的7℃左右提高到10℃左右。     

海底原位在线观测节点电能管理系统设计

为了保证海底原位在线观测节点安全、稳定运行,研制了一套电能管理系统,该系统由电能分配模块、节能控制模块、参数采集模块、控制模块、故障隔离模块、管理软件模块组成。方案设计中首次采用含有现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的嵌入式控制器,实现远程供电和管理、运行状态实时监控以及突发故障快速隔离。文中重点介绍了电能管理系统参数采集、电能分配、节能控制以及故障隔离等模块的硬件和软件设计。观测节点在蓬莱海域成功布放后,在两个月的试验期内电能管理系统稳定运行。海试结果证明,电能管理系统达到了功能设计要求。     

环境因子对栉孔扇贝血淋巴中谷胱甘肽转硫酶活性的影响

采用分光光度法研究了环境因子对栉孔扇贝（Chlamys farreri）血淋巴中谷胱甘肽转硫酶（GST）活性的影响。结果表明,血清和血细胞中都存在GST,且血细胞中酶活力高于血清。血细胞中GST的适宜温度范围是20～35℃,最适温度为30℃,在60℃时酶活力完全丧失。该酶的适宜pH为7—8,最适pH为7．5。将血细胞裂...     

点吸收式波浪能摩擦纳米发电系统输出性能的仿真研究

为了寻求低成本、结构简单、无污染、输出电压高的波浪能发电系统,本文提出了一种新型点吸收式波浪能摩擦纳米发电系统,该系统包括振荡浮子、具有纳米摩擦层的连杆套筒和固定在海底的支架。首先利用AQWA软件对该装置进行水动力仿真得出在波浪周期为5 s,不同波浪高度时浮子对应的振荡位移情况,然后进一步建立数学仿真模型,分析了垂直滑动摩擦纳米发电机的开路电压、转移电荷量、电流以及电容随位移和时间的关系,得到了外接不同负载时发电机的最大功率和最大功率对应的电压电流情况。通过数据分析发现:随着波浪高度和纳米摩擦层绝对摩擦位移的增加,电能输出稳定后的最优匹配电阻在109Ω左右,此时摩擦纳米发电机的发电性能最佳,对应波浪高度为0.5 m时最大发电功率为173.6 W。     

用于深海温度梯度探测的高分辨力测温系统

高分辨力测温技术一直是制约海底热流探测的关键技术之一,文中介绍了一种用于深海温度梯度探测的高分辨力测温系统,给出了总体设计方案。高分辨力测温电路解决了NTC热敏元件互换性差、输出信号微弱等问题,每个测量通道的信号转换电路、高分辨力测温电路和数据采集电路使用同一个精密电压基准源,提高了测量数据的一致性。搭建了系统测试平台,测试结果表明,使用标定分度为0.05℃的NTC热敏元件,系统量程为0~5℃,分辨力为0.001℃。在中国大洋第38航次搭载"蛟龙"号载人潜水器完成了深海原位实验,获取了西北印度洋大糦热液区深海沉积物的温度梯度数据,验证了系统的高分辨力测温性能,同时也发现,本次作业站位的深海区近似一个恒温场,沉积物的温度波动范围可能小于0.001℃。     

文蛤外套膜组织与细胞培养

以文蛤(Meretrix meretrix Linnaeus)外套膜为材料,采用改良的M199培养基,在不同温度和盐平衡条件下进行组织与细胞培养。培养结果显示,24 h左右外套膜组织边缘有细胞爬出,48 h后开始形成单层新生细胞,并发展为生长晕,7~10 d细胞基本长满培养瓶底。细胞培养可持续30~35 d。作者还描述了培养过程中出现的3种不同形态特征的细胞,并对37℃培养条件下细胞的生长及分裂特征作了描述与讨论。     

国内外海洋热能转换概况

一、前言海洋热能转换(Ocean Thermal Energy Conversion OTEC)这一概念早在1881年法国物理学家 D~1 Arsonval 就提出来了。他设想在热带海洋表面温海水与深层冷海水之间,设置闭式朗肯循环,把海洋中所储存的太阳热能转换为电能。为实现这一设想,D~1Arsonval 的学生,法国工程师 G.Claude 于1926年在一个海水温差发电的模拟装置上使     

多点液压式波浪能海水淡化系统建模与仿真

为缓解淡水资源短缺及化石能源过度使用问题,提出多点液压式波浪能海水淡化系统,该系统主要由采能装置、液压传递系统与反渗透膜海水淡化设备组成。系统的采能装置采用振荡浮子式,可将波浪能转换为浮子振荡从而被液压系统吸收达到采集波浪能的目的。为了提高液压式波浪能海水淡化系统的采能效率及淡水率,利用AMEsim软件对液压传递系统进行建模与仿真,分析了蓄能器、浮子个数及波高对液压传递系统输出响应的影响。结果表明:蓄能器能够使液压马达的输出响应更加稳定;当浮子的数量增加时,液压系统达到稳定的运行状态所需的时间更短,从而有利于提高系统的效率;波高在2 m左右时,本系统的产水量达到最大。     

冷活性纤维素酶性质研究

对海洋嗜冷菌MB1所产冷活性纤维素酶的性质进行了研究。该酶最适反应温度为35℃,0℃时残余酶活约为20％,最适pH值为6．0,在pH5～7．5范围内酶活均较高。该酶对热敏感,50℃保温2h,残余酶活为15％;60℃时,酶完全失活。     

海上多道地震数据的解编和格式转换

将DFS－V地震仪记录系统的磁带记录方式升级改造为微机文件记录方式，分析比较和实践证明后者具有轻便、经济、易操作等优点。为进行现场数据保存备份和传输交换，作者通过编程在微机上实现了海上多道地震数据的解编，并成功地把非标准的SEGB格式数据转换为通用的标准SEGY格式。文中对该程序的有关技术问题和应用情况作了分析和阐述。