海洋环境用摩擦纳米发电材料的制备及输出特性

摘要: 针对胜利海域环境特点,以四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(FEP)共聚物作为摩擦纳米发电机(TENG)的核心功能材料,系统优化了TENG装置的关键结构参数,并研究了该装置在海洋环境中的能量转换效率和输出稳定性。结果表明:摩擦纳米发电装置的最优结构参数为倾斜角30°,间隙距离10 mm;当环境湿度为40%、驱动频率为8 Hz、驱动压力为5 kPa时,FEPTENG输出信号最强(开路电压为300 V,短路电流为50 μA);随着负载电阻的增大,FEPTENG的输出功率密度先增大后减小,当负载电阻为5 MΩ时,FEP-TENG的输出功率密度最大(12 208 mW/m2)。

动态电缆对海上浮式风机发电效率的影响

摘要:为解决传统线型电缆不利于漂浮式风电场电缆运行维护的问题,提出动态电缆概念,分析不同结构形式对电缆产生的影响。开展半潜式浮式基础在风浪流联合载荷作用下的全耦合时域仿真模拟。分析悬链线形传统电缆与缓波形动态电缆对浮式风机水动力性能的影响,发现缓波形动态电缆对漂浮式风机水动力性能的影响较小,有利于浮式风机发电。对比采用不同电缆的浮式风机发电效率,结果显示,采用2种线型电缆的风机发电效率降低幅度均随着风浪夹角的增大而降低,且采用缓波形电缆发电效率的降低幅度小于采用悬链线形电缆。

海上风电用42CrMo轴承钢的电化学行为

摘要: 采用开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化测试等手段研究了42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学行为,并研究了温度和腐蚀时间对其电化学过程的影响规律。结果表明:42CrMo轴承钢在3.5%NaCl溶液中的电化学过程以活化溶解为主;且随着温度的升高和浸泡时间的延长,42CrMo钢的电化学活性显著增加,其电荷转移电阻Rct显著降低,自腐蚀电流密度Jcorr 则显著提高,表明其耐蚀性下降。腐蚀形貌分析发现,42CrMo轴承钢的表面以局部腐蚀为主,伴随着点蚀坑的特征。

深海大兆瓦级浮式海上风电结构强度分析

摘要:对深海大兆瓦级浮式海上风电结构设计分析中的关键问题进行研究。浮式风电支撑结构采用美 国国家可再生能源实验室(NREL)的OC3 Spar平台为基准模型。分别选用5.0 MW、6.7 MW和>0 MW风机,采用比例因子设计法提出对应浮式支撑结构设计方案。考虑风载荷与波浪载荷联合作用,进行操作工况和极限工况下浮式支撑结构水动力分析及强度分析,分别得到支撑结构响应幅值算子(Response Amplitude Operator, RAO)和结构关键节点应力响应随风机功率变化规律。提出大兆瓦浮式风电结构应力消减方案,经过验证,改进后结构应力显著降低。

沿海滩涂大型光伏电站施工关键技术

摘要:[目的]为解决沿海滩涂光伏电站建设受海水涨落潮影响明显,浅水与露滩环境交替,加上海底表层被深厚淤泥层覆盖,给光伏电站建设带来的诸多困难:物料输送困难,可用窗口期短;滩涂打桩施工可用工器具受限;光伏支架及组件安装人员无落脚点,效率低下,人员安全无法保障;海陆施工模式均不可用。[方法]针对以上问题,研发出了适用于这种滩涂环境的物料运输模式,小型浮船打桩与水挖机打桩相结合的打桩模式,利用悬吊平台进行光伏支架及组件的安装模式。[结果]现场应用结果表明,通过应用这一套施工模式,安全高效,有效保证了电站建设的顺利进行。[结论]这种沿海滩涂大型光伏电站施工技术取得了良好效果,值得推广。

吸力桩基础在海洋工程中的应用及其关键技术

摘要:[目的]吸力桩基础在海洋工程中得到越来越广泛的应用,但在新的应用场景下也带来了设计和施工方面新的挑战,为了进一步明确这些关键问题和技术,确保吸力桩设计和施工过程的安全高效,[方法]通过系统梳理吸力桩基础从海洋油气工程和海上新能源工程中的发展历程以及典型应用案例,分析总结吸力桩基础的安装流程及核心装备体系,对比吸力桩基础在传统管汇领域的设计方法和在海上风电领域的设计方法。[结果]结果表明,目前海上风电领域吸力桩设计和施工技术在破坏机理、设计方法和施工风险方面都有特殊方面,指出了目前吸力桩在大型海洋风机基础领域应用的设计和施工方面的问题及挑战。[结论]研究结果为后续吸力桩技术的发展和应用提供参考。

深海防腐涂层和阴极保护的研究现状与展望

摘要:防腐涂层和阴极保护是防止深海装备和设施受到海水腐蚀的有效方法,开展深海环境防腐涂层和阴极保护技术研究,对保障深海装备和设施的可靠性和安全性、促进深海装备技术的发展具有十分重要的意义。本论文介绍了深海防腐涂层和阴极保护的研究现状,分析了深海环境对有机和无机防腐涂层以及牺牲阳极性能的影响,探讨了深海防腐涂层和阴极保护在深海装备和设施上的应用情况,提出了存在的问题和挑战,并就深海防腐涂层和阴极保护技术的发展方向进行了展望。

柔性海洋CTD传感器发展概述

摘要:海洋水文信息对发展和海洋资源探测具有重大作用,温盐深是海洋水文的基本要素。在海洋资源开发与利用中,海洋温盐深数据信息监测具有重要意义。CTD传感器是海水温盐面观测的主要仪器,利用CTD传感器可实现对不同深度海水的温度和电导率等参数的测量。近年来,凭借其出色的可拉伸、易贴附等优点,柔性电子传感器既在一定程度上实现了传统刚性传感器的传感性能,又弥补了传统传感器体积、重量大等缺陷,展示出巨大的应用潜力。本文综述了近年来柔性海洋CTD传感器的研究进展,主要包括柔性传感器的工作机理与分类、常用材料、制作工艺,并对现有的柔性海洋CTD传感器的结构、性能和应用平台进行了分析。最后,展望了柔性海洋 CTD传感器的发展。

载人深潜器耐压壳体用金属材料研发进展

摘要:介绍了目前6000m以上国内外载人深潜器耐压壳体的选材现状,以各海洋强国载人深潜器应用的金属材料为例,对载人深潜器耐压壳体用金属材料的研发进展情况进行了梳理,分析了未来技术发展趋势。

海上光伏关键结构的腐蚀与防护综述

摘要:海上光伏的建设实现了光伏发电系统由陆向海的转移,为解决陆地上可再生能源利用空间有限的问题提供了途径,为光伏产业的发展创造了新机遇,成为光伏产业一个重要发展方向。然而,海洋环境具有高湿、高盐雾等特性,这给海上光伏产业的发展带来了新的挑战,尤其是光伏组件桁架及桩基材料等关键结构的腐蚀成为制约其大规模发展和应用的关键。基于此,本文围绕海上光伏系统关键结构的腐蚀问题展开论述,根据海上光伏的类型、结构特征、材料种类、服役环境等,分析其在海洋环境下潜在的腐蚀特征,并系统性介绍关键结构的腐蚀防护方案,为海上光伏系统的建设及运维提供参考。