涡街提频振荡水柱驱动压电发电理论分析

作者：杜小振; 李周杰; 康辉; 张咪; 于红

来源：压电与声光, 2019, 41(04): 557-569.

• 波浪能
• 振荡水柱
• 卡门涡街
• 气室流量
• 压电发电

海洋波浪能频率低(0.3～1 Hz),海浪进入振荡水柱气室压缩空气形成高速气流。在高速气流通道内放置绕流圆柱钝体,采用卡门涡街效应提高波浪能振荡水柱采集气室气压激振频率,实现高频驱动压电发电,提高海洋能量转换效率。推导波浪进入气室形成振荡的水气动力转换理论,计算了气室初级压强和流速。分析了低频高压气流经钝体形成卡门涡街高频涡流激振提频过程,计算出气压作用于钹型压电发电结构输出的电量。研究气体流速、钝体等系统参数与输出能量的关系。计算结果表明,周期为0.65～1.1 s的海浪进入气室经提频作用于钹型压电发电结构,稳定输出电能可达70～80 mW,为新型波浪能采集技术提供了理论基础。

• 单位
  中国石油大学（华东）; 山东科技大学; 电子工程学院