CN104110347B - 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置 - Google Patents

漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104110347B
CN104110347B CN201410302081.0A CN201410302081A CN104110347B CN 104110347 B CN104110347 B CN 104110347B CN 201410302081 A CN201410302081 A CN 201410302081A CN 104110347 B CN104110347 B CN 104110347B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
solar energy
turning cylinder
moving block
malaria
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410302081.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104110347A (zh
Inventor
张庆力
刘福顺
刘贵杰
王新宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ocean University of China
Original Assignee
Ocean University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ocean University of China filed Critical Ocean University of China
Priority to CN201410302081.0A priority Critical patent/CN104110347B/zh
Publication of CN104110347A publication Critical patent/CN104110347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104110347B publication Critical patent/CN104110347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明涉及利用太阳能和波浪复合式发电，尤其是一种漂浮式太阳能波浪复合发电装置。包括外壳、获能装置、太阳能光伏板和发电机，外壳包括上壳体和下壳体，太阳能光伏板设置在上壳体的内表面，获能装置装置包括摆动转动转换机构、支撑板和摆子，摆动转动转换机构包括齿轮传动机构、转动轴和转动块，齿轮传动机构包括齿轮、惰轮和齿圈，齿圈的内圈与惰轮相啮合，惰轮和齿轮相啮合，齿轮套在转动轴上，同时齿轮与转动轴之间设有单向轴承II，转动块与齿圈固定连接，转动块套在转动轴上，转动块和转动轴之间设有单向轴承I，转动块的底端与摆子固定连接。其结构简单，使用方便，使用寿命长，波浪和装置在接近共振时钟摆摆动加强，提高了发电效率。

Description

漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置
技术领域
本发明涉及利用太阳能和波浪复合式发电，尤其是一种利用波浪和装置产生共振激励钟摆摆动的漂浮式太阳能波浪复合发电装置。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展，能源需求及能源紧缺已成为共同关注的课题，由于被人们广泛使用的煤炭、石油、天然气、水能、木材等常规传统能源随着消耗而日益减少，人们急需新的能源来替代这些常规能源。而海洋中蕴藏着十分丰富的能源，这些能源主要包括波浪能、潮汐能、盐浓度、温度差等。其中波浪能是海洋中取之不尽、用之不竭的一种可再生能源，而且波浪能具有可再生、储量大、分布广等特点，因此波浪发电一直倍受人们重视和关注。一般的波浪发电装置都是固定式的。现有的波浪发电装置存在以下缺陷：第一，在远海的地方，固定机架需要较高的成本并且机架的稳定性会随着时间的推移而降低；第二，现有的波浪发电装置大多是利用波浪能直接推动与发电主轴连接的部件，由于波浪长时间无间歇的冲击，该部件在波浪中容易腐蚀；第三，在推动的过程中，波浪和该部件的直接接触使得该部件的运动“拖泥带水”，能量损失较大。第四，没有对波浪发电装置放置区域的太阳能进行利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有波浪发电装置存在的上述缺陷，提出了一种漂浮式太阳能钟摆波浪复合发电装置，其结构简单，使用方便，使用寿命长，波浪和装置在接近共振时钟摆摆动加强，获能发电效率高，同时利用安装在装置内的太阳能光伏板将照射在浮体上的太阳能转换为电能，提高了发电效率。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，包括外壳、获能装置、太阳能光伏板以及发电机，其中，所述外壳包括上壳体和下壳体，太阳能光伏板设置在在上壳体的内表面，获能装置装置包括摆动转动转换机构、支撑板和摆子，上壳体固定于支撑板的上表面，下壳体固定于支撑板的下表面，摆动转动转换机构和发电机设置在上壳体与支撑板的上表面形成的封闭空间内，发电机固定在支撑板上，摆子和配重块设置在下壳体与支撑板的下表面形成的封闭空间内，配重块设置在下壳体的底部；
摆动转动转换机构包括齿轮传动机构、转动轴和转动块，齿轮传动机构包括齿轮、惰轮和齿圈，齿圈的内圈与惰轮相啮合，惰轮和齿轮相啮合，齿轮套在转动轴上，同时齿轮与转动轴之间设有单向轴承II，转动块与齿圈固定连接，转动块套在转动轴上，转动块和转动轴之间设有单向轴承I，转动块的底端通过连接板与摆子固定连接，转动轴与发电机连接。
本发明中，所述发电机及太阳能光伏板皆是直流发电机。
所述摆子是具有一定重量的质量块，且摆子质量可变，可以通过改变摆子的质量实现获能装置的固有频率和波浪的频率的接近，从而在波浪的激振下实现摆子的大幅度摆动，提高获能效率。
配重块是质量可改变的质量块组合，改变的标准是当摆子摆动和受到波浪作用时该装置能顺利复位。
该装置还包括降压稳压模块和蓄电池。降压稳压模块的输入端与发电机和太阳能发电的输出端连接，降压稳压模块的输出端与蓄电池连接。
所述摆子产生的往复摆动在摆动转动转换机构的作用下实现向单向转动的转变：在波浪冲击整体装置的时候，壳体发生摆动，内部的摆子不与波浪直接接触，而与壳体发生相对运动，当摆子顺时针摆动时，单向轴承I不旋转，从而带动转动轴顺时针旋转，此时转动轴和齿轮之间的单向轴承II处于转动状态，齿轮空挂在转动轴上，当摆子逆时针摆动时，单向轴承I旋转，摆子空挂在转动轴上，单向轴承II不旋转，摆子的摆动通过内齿圈和惰轮将运动传递到转动轴上，使得转动轴顺时针旋转，转动轴与发电机连接，实现单方向的转动，从而实现发电。
本发明的有益效果是：当该装置整体随着波浪的起伏摆动时，内部的摆子与整体产生相对运动，在摆动转动转换机构的作用下，实现往复摆动向单向运动的转换，最终带动发电机旋转，产生电能，与现有的波浪发电装置相比，
(1)该装置内部的摆子、摆动转动转换机构、发电机等部分不直接与波浪接触，通过上壳体和下壳体密封，始终处于干态环境中，延长了装置的工作寿命；
(2)下壳体的设置使该装置可以自动识别主波浪的方向，从而使装置可以自动转到工作位置，波浪和装置在接近共振时钟摆摆动加强，获能发电效率高，摆子摆动效率，从而提高了该装置的发电效率；
(3)该装置结构简单，无需安装其他辅助设备，放入指定海域即可发电，安装成本低；
(4)通过上壳体内表面的光伏板，实现太阳能和波浪的复合发电。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明中摆动转动转换机构的左视图；
图3是本发明中摆动转动转换机构的右视图。
图中：1上壳体；2摆动转动转换机构；3发电机；4下壳体；5配重块；6摆子；7支撑板；21齿轮；8连接板；22转动轴；23单向轴承Ⅰ；24惰轮；25内齿圈；26单向轴承Ⅱ；27转动块；28太阳能光伏板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1至图3是本发明所述的漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，该装置包括外壳、获能装置、太阳能光伏板28和发电机3，所述外壳包括上壳体1和下壳体4，获能装置包括摆子6、摆动转动转换机构2和支撑板7。上壳体1固定于支撑板7的上表面，下壳体4固定于支撑板7的下表面，上壳体1与支撑板7的上表面之间形成封闭空间，摆动转动转换机构2和发电机3设置在该封闭空间内，发电机3固定在支撑板7上，太阳能光伏板28紧贴在上壳体的内表面；下壳体4与支撑板7的下表面之间形成封闭空间，摆子6和配重块5设置在封闭空间内，配重块5设置在下壳体4的底部。所述的摆动转动转换机构2包括齿轮传动机构和转动轴22，齿轮传动机构包括齿轮21、惰轮24和齿圈25，其中齿圈25的内圈设有内齿，并与惰轮24相啮合；同时惰轮24和齿轮21之间相啮合。齿轮21套在转动轴22上，同时齿轮21与转动轴22之间设有单向轴承Ⅱ26。转动轴22通过联轴器与发电机3连接。
本实施例中，发电机是直流发电机；配重块5是质量可改变的质量块组合。当摆子与整体产生相对运动时，配重箱提供的重力与装置的浮力产生扭矩，使得装置整体被复位到平衡位置，让整体装置不会因为摆子位置的变化而发生倾覆；摆子6的质量可以根据波浪的频率进行调整，使得获能装置的的固有频率接近波浪的频率，波浪微小的激振实现摆子的大幅度摆动，提高获能效率，共振后发电效率和发电量就会大幅度提升。
所述摆动转动转换机构2还包括转动块27，转动块27与齿圈25固定连接，也可以与齿圈25呈一体式结构。转动块27套在转动轴22上，转动块27和转动轴22之间设有单向轴承Ⅰ23。转动块27的底端通过连接板8与摆子6固定连接。连接板8可以与转动块27呈一体式结构。所述摆子6是具有一定重量的质量块，在波浪冲击整体装置的时候，整体发生摆动，内部的摆子不与波浪直接接触，而与装置发生相对运动。
该装置还包括降压稳压模块和蓄电池。降压稳压模块的输入端与发电机以及太阳能光伏板的输出端连接，降压稳压模块的输出端与蓄电池连接。所述降压稳压模块作用是将发电机和光伏板发出的不稳定电压稳定到蓄电池的充电电压；蓄电池用于储存发电机发出的电能。通过降压稳压模块，把发电机发出的直流电稳压到蓄电池的充电电压，给蓄电池充电。
利用本装置发电的工作过程如下所述：一方面，该装置是利用海中的波浪能进行钟摆式发电，将该装置放置在波浪中，装置整体跟随波浪的起伏开始摆动，根据牛顿第一定律，在刚开始摆动时，装置内部的摆子维持原来的运动状态保持不变。随着时间的推移，摆子受力后开始摆动。通过调整摆子的质量，改变摆子的惯性，从而使得装置整体和摆子6之间产生最大程度的相对运动。当摆子6顺时针摆动时，单向轴承I23不旋转，从而带动转动轴22顺时针旋转，此时转动轴22和齿轮21之间的单向轴承II26处于转动状态，齿轮21空挂在转动轴22上；当摆子6逆时针摆动时，单向轴承I23旋转，摆子6空挂在转动轴22上，单向轴承II26不旋转，摆子的摆动26通过内齿圈25和惰轮24将运动传递到转动轴22上，使得转动轴22顺时针旋转。转动轴22与发电机3连接，带动发电机3发出直流电发电机3发出的直流电通过降压稳压模块后，给蓄电池充电。根据不同海域中波浪的大小和发电量的要求，可以改变本装置的大小，以适应不同海域和发电量大小的要求。根据不同海域波浪频率的大小，可以调整配重块5的质量，进而改变装置整体的质量，使得装置的固有频率接近波浪的频率，使得摆动更加剧烈，提高发电效率。另一方面，太阳能光伏板在太阳的照射下产生电流，实现太阳能发电，利用降压稳压模块将波浪发电和太阳能发电储存在蓄电池中。

Claims (5)

1.一种漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，包括外壳、获能装置、太阳能光伏板(28)和发电机(3)，其特征在于：所述外壳包括透明的上壳体(1)和下壳体(4)，太阳能光伏板(28)设置在上壳体的内表面，获能装置包括摆子(6)、摆动转动转换机构(2)和支撑板(7)，上壳体(1)固定于支撑板(7)的上表面，下壳体(4)固定于支撑板(7)的下表面，摆动转动转换机构(2)和发电机(3)设置在上壳体(1)与支撑板(7)的上表面形成的封闭空间内，发电机(3)固定在支撑板(7)上，摆子(6)和配重块(5)设置在下壳体(4)与支撑板(7)的下表面形成的封闭空间内，配重块(5)设置在下壳体(4)的底部；
摆动转动转换机构(2)包括齿轮传动机构、转动轴(22)和转动块(27)，齿轮传动机构包括齿轮(21)、惰轮(24)和齿圈(25)，齿圈(25)的内圈与惰轮(24)相啮合，惰轮(24)和齿轮(21)相啮合，齿轮(21)套在转动轴(22)上，齿轮(21)与转动轴(22)之间设有单向轴承Ⅱ(26)，转动块(27)与齿圈(25)固定连接，转动块(27)套在转动轴(22)上，转动块(27)和转动轴(22)之间设有单向轴承Ⅰ(23)，转动块(27)的底端通过连接板(8)与摆子(6)固定连接，转动轴(22)与发电机(3)连接。
2.根据权利要求1所述的漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，其特征在于：所述发电机及太阳能光伏板是直流发电机。
3.根据权利要求1所述的漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，其特征在于：配重块(5)是质量可改变的质量块组合。
4.根据权利要求1所述的漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，其特征在于：摆子(6)是质量可改变的质量块。
5.根据权利要求1所述的漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，其特征在于：该装置还包括降压稳压模块和蓄电池，降压稳压模块的输入端与发电机输出端连接，降压稳压模块的输出端与蓄电池连接。
CN201410302081.0A 2014-06-28 2014-06-28 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置 Active CN104110347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410302081.0A CN104110347B (zh) 2014-06-28 2014-06-28 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410302081.0A CN104110347B (zh) 2014-06-28 2014-06-28 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104110347A CN104110347A (zh) 2014-10-22
CN104110347B true CN104110347B (zh) 2016-05-25

Family

ID=51707290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410302081.0A Active CN104110347B (zh) 2014-06-28 2014-06-28 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104110347B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3715622A4 (en) * 2017-11-24 2021-03-24 Logosware Incorporation CAPSULE BUOY-TYPE WAVE ENERGY CONVERTER

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104454316B (zh) * 2014-10-28 2016-11-23 朴承镐 重锤式波力发电方法及装置
CN104454321B (zh) * 2014-11-11 2016-08-17 天津市景宝荣春科技有限公司 全封闭摆锤内感波浪发电系统
CN104612889B (zh) * 2015-01-08 2017-02-01 中国海洋大学 波浪发电装置
CN104632515A (zh) * 2015-01-15 2015-05-20 裘尧云 一种海洋能转换装置
CN107747527B (zh) * 2017-04-28 2019-12-27 李广明 波浪发电机组及波浪发电单元、波浪发电装置
CN107218171B (zh) * 2017-06-19 2023-10-27 苏州大学 一种波浪能收集装置
CN107191312B (zh) * 2017-06-19 2023-10-27 苏州大学 一种波浪能发电设备
CN109209748B (zh) * 2018-11-30 2023-02-03 苏州大学 一种波浪能收集装置
CN109630345B (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 朱晓彤 一种万向摆动能量捕获及转换装置以及换能器
CN110594077A (zh) * 2019-10-24 2019-12-20 苏州大学 一种复摆升频式波浪能收集装置
CN111997823B (zh) * 2020-09-27 2022-09-06 香港理工大学 一种低频且频率可调的浮子式波浪发电装置
CN113217261B (zh) * 2021-04-09 2023-08-01 深圳技术大学 发电装置及海洋牧场
CN117141660B (zh) * 2023-10-31 2024-01-16 华南理工大学 集成有高可靠波浪能发电机构的海洋观测平台及工作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1208298A1 (ru) * 1984-08-10 1986-01-30 Башкирский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт Волнова энергетическа установка
CN101021200A (zh) * 2007-03-26 2007-08-22 中国海洋大学 浪涌蓄能自发电浮标
CN102312766A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 王俊琪 摆式波浪发电装置
CN103122832A (zh) * 2013-03-04 2013-05-29 桂林电子科技大学 环境水体原位自动监测仪的供电装置
CN203962285U (zh) * 2014-06-28 2014-11-26 中国海洋大学 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1208298A1 (ru) * 1984-08-10 1986-01-30 Башкирский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт Волнова энергетическа установка
CN101021200A (zh) * 2007-03-26 2007-08-22 中国海洋大学 浪涌蓄能自发电浮标
CN102312766A (zh) * 2010-07-06 2012-01-11 王俊琪 摆式波浪发电装置
CN103122832A (zh) * 2013-03-04 2013-05-29 桂林电子科技大学 环境水体原位自动监测仪的供电装置
CN203962285U (zh) * 2014-06-28 2014-11-26 中国海洋大学 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
海底沉积物保真采样器保温性能的数值模拟与实验研究;刘国营 等;《海洋技术》;20090315;第28卷(第1期);第55至59页 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3715622A4 (en) * 2017-11-24 2021-03-24 Logosware Incorporation CAPSULE BUOY-TYPE WAVE ENERGY CONVERTER

Also Published As

Publication number Publication date
CN104110347A (zh) 2014-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104110347B (zh) 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置
CN110219766B (zh) 一种行星轮传动的波浪能发电装置
CN103423073B (zh) 新型摆杆式海洋波浪能发电装置
CN109737009B (zh) 基于海上浮式平台的风能—波浪能联合发电装置及发电方法
CN108412675A (zh) 一种基于波浪能的摇荡式发电装置
CN109185066A (zh) 一种浮式风能、波浪能、潮汐能联合发电系统
CN108626064A (zh) 一种具有开启式填装浮子的波浪发电装置
CN103821662A (zh) 移动式光伏波浪发电船
CN102192077B (zh) 波浪与潮汐能储能系统、方法和发电方法、系统
CN103850866A (zh) 一种双摆板波浪能转换装置设计
CN108825426A (zh) 一种多自由度偏心摆式波浪能发电装置及发电方法
CN104728046A (zh) 一种新型的风浪发电系统
CN203285614U (zh) 漂浮式风力机
CN205001117U (zh) 双摆式波浪能发电单元结构
CN203962285U (zh) 漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置
CN202176448U (zh) 振荡浮子式海洋波浪发电装置
CN207111309U (zh) 一种新型浮式风能‑波浪能联合发电系统
CN203717228U (zh) 移动式光伏波浪发电船
CN210738728U (zh) 一种岸式齿轮式波浪能发电装置
CN104314739A (zh) 一种基于漂浮式平台的重力摆式波浪能装置
CN110594084A (zh) 自动定向水浪提升发电设备
CN204061036U (zh) 海浪潮汐发电装置
CN110021990A (zh) 基于电池储能的复合海洋发电系统
CN105604774B (zh) 基于共振的振荡纵荡式波浪能转换器系统
CN201891550U (zh) 波浪发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant