CN103527392A - 海浪涌垂直发电技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海浪涌垂直发电技术，属新能源领域。海浪涌垂直发电技术，充分利用近海浪涌在垂直方向起伏高度的浪涌上升动能和重力位能，同时也利用水平方向潮汐、浪涌等运动的脉动动能，以大地坐标零点通过缆绳把浮动舱相对运动的能量传递给固定坐标位电动机发电，实现大、小海浪涌高效发电。在海面上空与水下以整体式钢筋混疑土桁架方形笼式组网结构，实现矩阵式群体大容量发电，即以小面积海面实现大容量发电的能力。本发明技术特点：投资少、易建设、抗风力好、环境适应好、经济效益高、长寿命，是海浪涌能的最佳转换电能技术，绿色、环保、可再生新能源技术。充分满足沿海地区、海岛经济发展用电需求。

Description

海浪涌垂直发电技术

技术领域：

本发明涉及海浪涌垂直发电技术，属新能源领域。为沿海地区近海浪涌、潮汐发电，其中特别是海岛浪涌、潮汐发电问题，有了电能就有了解决沿海地区与海岛建设和居民生活的头等大问题。

背景技术：

我国拥有漫长的海岸线和辽阔的海域，近海有数千个海岛，大的如：舟山群岛，台湾岛，海南岛，南海诸岛，万山岛等等，沿海地区与海岛所需电力电源、淡水等资源，无法普及从海浪涌、潮汐中获得能源，目前的解决方法，依赖建火力电厂发电，风力发电，太阳能光伏发电，或远距离超高压电网供电，国外个别有财力支持下可建大规模潮汐发电，渦轮直径达百米，投资几十亿美亿，产电能几十北瓦，还有筑埧潮汐落差发电，这些技措投资效益差，维修成本太大，无法推广应用。海岛若采用岸基电网供电，必须建海底高压供电电缆，投资同样十分巨大，安全性较差。目前有一种机械蓄能式浪涌发电装置实用专利，以海底为参照零点，转换效率低，难实现。为了解决沿海地区与海岛供电问题，提出海浪涌垂直发电技术。

发明内容：

为解决上述问题，本发明的目的是：沿海地区与海岛近海浪涌一年365天都有，即使较为平静的日子浪涌高也有0.5米，俗称：海上无风3尺浪，遇大风或台风，天文大潮等条件浪涌高约有1.0米至6.0米，浪涌起伏周期大约在0.5秒至10.0秒，主要利用近海浪涌在垂直方向起伏高度的浪涌上升动能和重力位能，同时也利用水平方向潮汐、浪涌等运动的脉动动能，在海面下与海面上的垂直方向分别固定为大地坐标零点(运动参考点)，浮动舱受海面浪涌垂直方向起伏和水平方向潮汐、浪涌等运动的脉动力的共同作用下，浮动舱在两大地坐标零点之间作上下或水平，或上下与水平综合运动，在上缆绳两端分别与浮动舱顶部固定点和通过固定海面上大地坐标零点的电机同轴的上定滑棘轮组重力锤相连接，上定活棘轮在浮动舱运动力和重力锤牵引力的作用下，上定滑棘轮组旋转，驱动同轴的发电机旋转发电；在下缆绳两端分别与浮动舱底部固定点和通过固定海面下大地坐标零点的电机同轴的带有机械旋转记忆弹簧下定滑棘轮组相连接，下定活棘轮在浮动舱运动力和重力锤牵引力的作用下，下定活轮棘轮旋转，驱动同轴的发电机旋转发电；发电机发电容量大小，既取决于海浪涌起伏高度和速度，同时也取决于浮动舱排水量的大小，排水量越大，升降力就越大，发电能力越强。而浮动舱排水量的大小完全由设计者决定，即重力锤的质量大小由浮动舱排水量大小决定，下定活轮棘轮组机械旋转记忆弹簧力的大小。浮动舱在设计时稳心偏上，促使海浪涌起伏高度较小时浮动舱也能运动，发电机发电；浮动舱排水量大于浮动舱质量(包括舱内添加质量)，保证浮动舱露出水面；重力锤质量小于浮动舱质量，保证浮动舱脱出水面；海面下固定棘轮轴上的机械旋转记忆弹簧力与重力锤质量相匹配，同时与发电机能力相匹配；上下缆绳长度，即浮动舱与海面上下固定坐标点的高度满足6m浪涌高度的要求，保证系统平稳工作。见图1；由于海浪涌运动是随机脉动的，发电机发电输出也是脉动的，有正反转，输出电压有正负，为了保证平稳供电，必须把发电机输出经充电控制噐向蓄电池充电，实现储能，再经逆变器把蓄电池直流变为50赫兹交流电，经变压器输出。也可去除重力锤，但必须把上定滑棘轮组改为水下的带机械旋转记忆弹簧的下定滑棘轮组结构，上下定滑棘轮组完全一样，其它结构相同，海浪涌垂直发电原理相同。

为了实现沿海地区与海岛大容量用电需求，利用近海有利条件采用海面上、下整体式钢筋混疑土桁架方形笼式组网结构，如图6，实现矩阵式群体发现，形成多路或百路以上的并联发电模式，从而实现大容量用电需求，而且结构简单易行。

该项发明的宗旨，充分利用近海浪涌在垂直方向高度起伏的浪涌上升动能和重力位能，同时也利用水平方向潮汐、浪涌等运动的脉动动能，以大地坐标零点(运动参考点)通过缆绳把浮动舱相对运动的能量传递给固定坐标位电动机发电，实现近大、小海浪涌高效发电技术。同时，在海面上、下以整体式钢筋混疑土桁架方形笼式组网结构，实现矩阵式群体发电的新能源技术，实现小面积海面大容量发电的能力，满足沿海地区与海岛经济发展用电需求。该项发明技术特点：投资少、易建设、抗风力好、环境适应好、经济效益高、长寿命、能最大可能满足用电需要等，是海浪涌能的最佳转换电能技术，是一项绿色、环保、可再生新能源技术。

附图说明

图1是岸海一体式海浪涌垂直发电构成示意框图

图2是上座标点棘轮驱动发电机构成示意框图

图3是水下座标点棘轮驱动结构弹性儲能发电机构成示意框图

图4是发电机输出至充控、蓄电池、逆变、变压构成示意框图

图5是水下一体式海浪涌垂直发电构成示意框图

图6是水下沉箱一体式海浪涌垂直发电构成示意框图

图7是海面上、下以整体式钢筋混疑土方形笼式桁架组网结构示意框图

具体实施方式

图中标号：

1浮动舱 2重力锤 3上定滑棘轮组 31定滑棘轮 32升速变速箱 33发电机 34发电机输出 4上缆绳 5下缆绳 6下定滑棘轮组 61定滑棘轮 62机械旋转记忆弹簧 63升速变速箱 64发电机 65发电机输出 7水下固定壳体结构件 8水下锚定件 9浮动舱上环 10浮动舱下环 11陆基钢筋混凝土梁 111水下岩基钢筋混凝土梁 12陆基岸海礁石 121水下岩基礁石 13海平面示意图示 14水下沉箱15水下沙底或泥沙底 16整体式钢筋混疑土方形笼式桁架 161水面上钢筋混疑土桁架 162垂直钢筋混疑土桁架 163水面下钢筋混疑土桁架 17多路充电控制器 18大能量蓄电池 19大功率逆变器20大功率变压器

实例1，标号1浮动舱受海浪涌上下波动力和潮汐力的共同作用下，浮动舱上下或斜向运动，4上缆绳通过固定在浮动舱上的9浮动舱上环，经3上定滑棘轮组和2重力锤相连，5下缆绳通过固定在浮动舱上的10浮动舱下环，和6下定滑棘轮组相连，6下定滑棘轮组安装在7水下固定壳体结构件内，7水下固定壳体结构件经8水下锚定件固定在岸海一体式12陆基岸海水下礁石上。浮动舱上下或倾斜任意方向运动，通过上下缆绳所牵制的2重力锤和8水下锚定件机械旋转记忆弹簧固定形成一个整体，产生相对运动，从而驱动3上定滑棘轮组和6下定滑棘轮组旋转，两组发电机发电；一方面3上定滑棘轮组上缆绳所牵制的2重力锤，当浮动舱上下或斜向运动时，在动能与重力能的作用下31定滑棘轮旋转，并带动同轴的32升速变速箱和33发电机旋转，33发电机发出电，经34输出。另一方面6下定滑棘轮组上缆绳所牵制的61定滑棘轮，当浮动舱上下或斜向运动时，经62机械旋转记忆弹簧驱动同轴的63升速变速箱和64发电机旋转，64发电机发出电，经65输出。34和65输出接入17多路充电控制器，经18大能量蓄电池、19大功率逆变器、20大功率变压器输出，并入电网。

实例2，图5是水下一体式海浪涌垂直发电构成示意框图，当陆基岸离海浪涌发电较远时，而海底是礁石地质，采用图5结构方式。工作原理同实例1。

实例3，图6是水下沉箱一体式海浪涌垂直发电构成示意框图，当陆基岸离海浪涌发电较远时，而海底是15泥沙地质，把14水下沉箱放入15泥沙地质层固定，采用图6结构方式。工作原理同实例1。

实例4，图7是海面上、下以整体式钢筋混疑土方形笼式桁架组网结构示意框图，161水面上钢筋混疑土桁架，162垂直钢筋混疑土桁架，163水面下钢筋混疑土桁架，161、162和163构成整体式钢筋混疑土方形笼式桁架。组网的目的，实现海浪涌高效并联大容量发电，如图7实现32组并联发电，并联数目的多少，以满足用电需求为准。

Claims (10)

1.海浪涌垂直发电技术，由标号1浮动舱，2重力锤，3上定滑棘轮组，4上缆绳，5下缆绳，6下定滑棘轮组，7水下固定壳体结构件，8水下锚定件，9浮动舱上环，10浮动舱下环，11陆基钢筋混凝土梁，12陆基岸海礁石，14水下沉箱，15水下沙底或泥沙底，16整体式钢筋混疑士方形笼式桁架，17多路充电控制器，18大能量蓄电池，19大功率逆变器，20大功率变压器构成海浪涌垂直发电技术。

2.如权利要求1所述，由标号1浮动舱，3上定滑棘轮组改用为6下定滑棘轮组，4上缆绳，5下缆绳，6下定滑棘轮组，7水下固定壳体结构件，8水下锚定件，9浮动舱上环，10浮动舱下环，11陆基钢筋混凝土梁，12陆基岸海礁石，14水下沉箱，15水下沙底或泥沙底，16整体式钢筋混疑土方形笼式桁架，17多路充电控制器，18大能量蓄电池，19大功率逆变器，20大功率变压器构成海浪涌垂直发电技术。

3.如权利要求1所述，由标号1浮动舱，2重力锤，3上定滑棘轮组，4上缆绳，5下缆绳，6下定滑棘轮组，7水下固定壳体结构件，8水下锚定件，9浮动舱上环，10浮动舱下环，11陆基钢筋混凝土梁，12陆基岸海礁石，17多路充电控制器，18大能量蓄电池，19大功率逆变器，20大功率变压器构成海浪涌垂直发电技术。

4.如权利要求1所述，由标号1浮动舱，2重力锤，3上定滑棘轮组，4上缆绳，5下缆绳，6下定滑棘轮组，7水下固定壳体结构件，8水下锚定件，9浮动舱上环，10浮动舱下环，111水下岩基钢筋混凝土梁，121水下岩基礁石，17多路充电控制器，18大能量蓄电池，19大功率逆变器，20大功率变压器构成海浪涌垂直发电技术。

5.如权利要求1所述，由标号1浮动舱，2重力锤，3上定滑棘轮组，4上缆绳，5下缆绳，6下定滑棘轮组，7水下固定壳体结构件，8水下锚定件，9浮动舱上环，10浮动舱下环，111水下岩基钢筋混凝土梁，14水下沉箱，15水下沙底或泥沙底，17多路充电控制器，18大能量蓄电池，19大功率逆变器，20大功率变压器构成海浪涌垂直发电技术。

6.如权利要求1所述，由标号161水面上钢筋混疑土桁架，162垂直钢筋混疑土桁架，163水面下钢筋混疑土桁架，构建16整体式钢筋混疑土方形笼式桁架，构成海浪涌垂直发电组网技术。

7.如权利要求1所述，由标号11陆基钢筋混凝土梁构建上坐标点，和在12陆基岸海礁石上用8水下锚定件构建下坐标点，以1浮动舱随海浪涌提供能量的构成海浪涌垂直发电技术。

8.如权利要求1所述，由标号31定滑棘轮，32升速变速箱，33发电机，34发电机输出构建3上定滑棘轮组，构成海浪涌垂直发电技术。

9.如权利要求1所述，由标号61定滑棘轮，62机械旋转记忆弹簧，63升速变速箱，64发电机，65发电机输出构建6下定滑棘轮组，构成海浪涌垂直发电技术。

10.如权利要求1所述，由标号1浮动舱，9浮动舱上环，10浮动舱下环构成海浪涌垂直发电技术。

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