CN101644223A - 环形链索式海浪能量转换装置 - Google Patents

环形链索式海浪能量转换装置 Download PDF

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CN101644223A CN200810117923A CN200810117923A CN101644223A CN 101644223 A CN101644223 A CN 101644223A CN 200810117923 A CN200810117923 A CN 200810117923A CN 200810117923 A CN200810117923 A CN 200810117923A CN 101644223 A CN101644223 A CN 101644223A
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张吉林
张益�
卓小勤
崔秀芳
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Beijing 3d Zhengji Science & Technology Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

一种将海浪无序的机械能转换为可利用的动能或势能的环形链索式海浪能量转换装置,由水上固定支架、支架导轮、海底固定导轮、环形链索、漂浮采能装置和换能器组成。其特征在于漂浮采能装置和换能器的工作部件与环形链索呈串联状相连,将漂浮采能装置取得的能量通过环形链索传递给换能器。该装置具有容易实施、中间环节少、能量转换率高、抗风险能力强等特点,可用于发电或直接做功。

Description

环形链索式海浪能量转换装置
技术领域
本发明涉及一种能量转换装置,尤其是一种将海浪无序的机械能转换为可 利用的动能或势能的环形链索式海浪能量转换装置。 背景技术:
海洋面积占地球表面的71%,海浪能是海洋能源中最丰富、最普遍、取之 不尽、用之不竭而又较好利用的最可靠资源。波浪能又是海洋能中所占比重最 大的海洋能源。海水的波浪运动产生十分巨大的能量。据估算,世界海洋中比 较容易利用的波浪能达700亿千瓦以上,占全部海洋能量的94%以上。
中国是一个海岸线长,海浪可利用度高的国家,海南岛、台湾及福建、浙 江、广东、广西、山东、江苏、辽宁等沿海省份及西沙、南沙群岛海域波浪能 的密度可达5〜8kW/m (大西洋、太平洋东海岸的波浪能密度更是高达50〜70 千瓦/米)。我国近海受季风控制,冬季浪大,夏季浪小,特别是冬季在强烈的 偏北风作用下,从黄海到南海形成一条东北至西南走向的大浪带,平均浪波高 度在2米以上,且周期在4-8s之间,有利于波浪能发电,具有广阔的开发利用 前景。
波浪能是最清洁的可再生资源,它的开发利用,将从根本上缓解矿物能源 逐渐枯竭的危机,改善由于燃烧矿物能源对环境造成的破坏。
100多年来,世界各国科学家不懈努力,提出了 300多种设想,发明了各种 各样的波浪能发电装置。目前已经研究开发比较成熟的波浪发电装置基本上有 下列三类:
一是"波浪压縮空气型",用一个容积固定的、与海水相通的容器装置, 通过波浪产生的水面位置变化引起容器内的中间介质-空气容积发生变化,压 縮容器内的空气,用压縮空气驱动叶轮,带动发电装置发电;二是"机械压縮液体型",利用波浪的运动推动装置的活动部分:鸭体、 筏体、浮子等,活动部分压縮(驱动)油、水等中间介质,通过中间介质推动 发电装置发电。
三是"海浪积蓄下流型",利用收縮水道将涨潮时的海浪引入高位水库形 成水位差(水头),利用水头下流直接驱动水轮发电机组发电。
这三种类型虽然各有优点,但它们共同的缺点是:1、海浪能转换成电能的 中间环节多,效率低,不容易形成规模;2、只能部分的利用海浪机械能,不能 把无序的、分散的、低密度的、不稳定的波浪能吸收起来,发电成本高;3、海 浪能量转换装置及其构筑物承受灾害性海洋气候的能力差,不容易抵御台风、 海啸的破坏,安全隐患较大。这是当今海浪能开发利用的主要难题。
最近英国等西欧国家开发出了浮筒式海蛇技术,他们使用几个串接在一起 的浮筒骑在海浪上,利用海浪的起伏坡角的变化来推动浮筒的活塞发电,这种 方式的确可以使得系统的抗风浪性得以增强,但因为波浪的起伏本身其实很平 缓,角度变化也很小,且它是垂直于波峰线的,所以一串浮筒只能对应很小宽 度的波浪,效率并不理想,其抗台风、海啸的能力也不够,并没有克服上述缺 占。
/ v、、 o
由于各种各样的技术问题,海浪发电成本比热电高10倍且存在隐患。 要想提高海浪能的实用化水平,必须解决现有技术存在的上述主要难题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述难题而提出的一种能量转换装置,尤其是一 种机构简单、中间环节少、运行安全,可将海浪无序的机械能比较充分地转换 为可利用的动能或势能的环形链索式海浪能量转换装置,以供发电或直接做功 之用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种环形链索式海浪能量转换装置,由水上固定支架、支架导轮、海底固 定导轮、环形链索、漂浮采能装置、换能器组成。其特征在于漂浮采能装置和 换能器的工作部件与环形链索呈串联状相连,将漂浮采能装置取得的能量通过 环形链索传递给换能器。
固定支架为一基底部位于陆地、海岛、或海底支柱支撑起来的高出海平面 一定高度的支架。支架导轮固定在固定支架上,海底固定导轮固定在海底部。
环形链索为可沿导轮往复运动的能量传递装置,全部或大部分为柔性链索,
其中的一段或几段可采用刚性材料。
漂浮采能装置为一体积大而中空的容器,具有储水仓和进出水调节装置。
可根据海浪能量的大小调节进出水量,当台风、海啸等灾害天气出现时,可将
其降至海底。
本发明的环形链索式海浪能量转换装置具有结构简单可靠、适用范围广、 能量转换率高、能抗风险、成本低等特点。 下面结合附图进一步说明
图1为本发明的环形链索式海浪能量转换装置的结构示意图; 图中:1、水上固定支架;2、支架导轮;3、海底导轮;4、环形链索;5、 漂浮采能装置;6、换能器;501、储水仓。 具体实施方式 参见图1,
一种环形链索式海浪能量转换装置,
由水上固定支架l、支架导轮2、海底固定导轮3、环形链索4、漂浮采能 装置5、换能器6组成。其特征在于漂浮采能装置5和换能器6的工作部件与 环形链索4呈串联状相连,将漂浮采能装置5取得的能量通过环形链索4传递 给换能器6。
固定支架1为一基底部位于陆地、海岛、或海底支柱支撑起来的高出海平 面一定高度的支架。可以单独建设,也可以利用跨海桥梁的下层替代。
支架导轮2固定在固定支架1上,至少两个,也可以有若干个,可以是导 向用的滑轮,也可以是直接做功或传递能量的棘轮。
海底固定导轮3固定在海底部,起能量导向的作用和防止漂浮采能装置5 远离的作用。
环形链索4为可沿导轮往复运动的能量传递装置,全部或大部分为柔性链 索,其中的一段或几段可采用刚性材料。
漂浮采能装置5为一体积大而中空的容器,具有储水仓501和进出水调节 装置。可根据海浪的大小以及漂浮采能装置5及其附属物重量调控漂浮采能装 置5的进水量以控制环形链索4的移动距离,以最大限度利用海浪的能量,同 时在破坏性巨浪来临时将漂浮采能装置5降至海底,以保护漂浮采能装置5免 遭巨浪的破坏,并在破坏性巨浪消失后将漂浮采能装置5升起,继续海浪能量 转换工作。本发明与已有技术相比具有设备结构简单可靠、中间环节少、能量转换率 高、抗风险能力强等特点。
最后所应说明的是,以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制。 尽管参照上述实施方式对本发明进行了较详细说明,本领域的普通技术人员应 当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方 案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
6

Claims (5)

1、一种环形链索式海浪能量转换装置,由水上固定支架1、支架导轮2、海底固定导轮3、环形链索4、漂浮采能装置5、换能器6组成。其特征在于漂浮采能装置5和换能器6的工作部件与环形链索4呈串联状相连,将漂浮采能装置5取得的能量通过环形链索4传递给换能器6。
2、 根据权利要求1所述的海浪能量转换装置,其特征在于固定支架1为一 基底部位于陆地、海岛、或海底支柱支撑起来的高出海平面一定高度的支架。
3、 根据权利要求1所述的海浪能量转换装置,其特征在于支架导轮2固定 在固定支架l上,海底固定导轮3固定在海底部。
4、 根据权利要求1所述的海浪能量转换装置,其特征在于环形链索4为可 沿导轮往复运动的能量传递装置,全部或大部分为柔性链索,其中的一段或几 段可采用刚性材料。
5、 根据权利要求1所述的海浪能量转换装置,其特征在于漂浮采能装置5 为一体积大而中空的容器,具有储水仓501和进出水调节装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103867379A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 天津大学 防缆绳松弛型浮子式波浪能发电系统
CN104169570A (zh) * 2012-03-12 2014-11-26 张贤秀 水流能源转换装置
CN104791181A (zh) * 2015-02-12 2015-07-22 陈建希 一种发电装置
CN111946535A (zh) * 2020-08-25 2020-11-17 何伟周 一种利用海洋能的能量采集装置

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