CN105888933A - 阵列式波浪能发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了波浪能发电装置技术领域中的一种阵列式波浪能发电系统。本系统包括浮子、气室、输风管道、活塞、钢架结构、海上发电平台、储气室、涡轮发电机、单向阀门。钢架结构将输风管道、气室等固定于海面上，浮子与气室中的活塞连接，气室上下表面各有两个管道开口，管道内各有一个阀门；每个气室上下表面各有一个管道连通输气管道形成阵列，输气管道连接储气室，储气室连接涡轮发电机。通过海水的起伏带动浮子上下运动，进而活塞上下压缩空气，在管道中的形成的风进入储气室储存，储气室中到达一定压强后排放推动空气涡轮机发电。本发明中多个气室构成集群阵列，组装拆卸方便，具有发电效率高，发电平稳等优点。

Description

阵列式波浪能发电系统

技术领域

本发明属于波浪能发电装置技术领域，尤其涉及一种阵列式波浪能发电系统。

背景技术

能源是经济与社会发展的推动力，但由于传统化石能源燃烧污染严重、不环保的特点与当前经济、环境的矛盾越来越突出，所以寻找可替代的新能源是社会可持续发展的必由之路，发展可再生能源已成为全球性亟待解决的问题。海洋能作为一种新的能源形式受到广泛重视，其中，波浪能蕴含量大，具有较高的开发潜力，如果能积极开发沿海海域的波浪能，则可以为沿海海域缺电地区供电，还可以为偏远的海岛地区提供必需的能源。当前，已设计和生产测试的波浪能发电装置种类繁多，但这些装置都有以下基本缺点：1)装置复杂，操作困难；2)波浪能的转换效率低，发电效率低；3)电能输出不稳定；4)装置不够坚固，易损坏。

发明内容

针对上述背景技术中提到现有波浪发电装置工作效率低，电能输出不稳等不足，本发明提出了一种阵列式波浪能发电系统。

本发明的技术方案是，阵列式波浪能发电系统包括浮子、气室、输风管道、活塞、钢架结构、海上发电平台、储气室、涡轮发电机、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、充气阀、恒压排气阀。

所述钢架结构支撑整个发电系统于海面上，浮子与气室中的活塞连接；输风管道连接储气室，在两者的连接处，输风管道内部安装充气阀；储气室连接涡轮发电机，两者之间的连接管道内安装恒压排气阀；储气室和涡轮发电机位于海上发电平台上面。

所述气室上下表面各有两个开口引出管道；气室上表面一个管道内部安装第三单向阀，其开口与外界大气连通，另一个管道内部安装第四单向阀，该管道与输风管道连通；气室下表面一个管道内部安装第一单向阀，其开口与外界大气连通，另一个管道内部安装第二单向阀，该管道与输风管道连通。

所述单向阀门中，第一单向阀与第四单向阀为一组同时开闭，第二单向阀与第三单向阀为一组同时开闭，同一时刻两组阀门工作状态相反。

所述气室为圆柱体形状。

所述浮子的上表面为弧形。

所述气室多个为一组横向排列，并有多列。

本发明的有益效果为：

本系统中，第一单向阀与第四单向阀为一组同时开闭，第二单向阀与第三单向阀为一组同时开闭，同一时刻两组阀门工作状态相反。当波浪推动活塞向上运动时，活塞上部气室内的空气被压缩，第四单向阀打开，第三单向阀关闭，风被挤压到输风管道内部，此时，活塞下部气室空间增大，第二单向阀关闭，第一单向阀打开，进行充气；当活塞向下运动时，活塞上部气室空间增大，第四单向阀关闭，第三单向阀打开，进行充气，此时，活塞下部气室内的空气被压缩，第二单向阀打开，第一单向阀关闭，风被挤压到输风管道内部。上述过程保证了波浪起伏造成的浮子上升与下降运动都产生了风能，并都进入到了输风管道中。该过程提高了波浪能利用率。

进入输风管道内的风经过充气阀充入储气室内储存，然后再发电，利用储气室和恒压排气阀，可使得经过涡轮发电机的风速平稳，提高了电力输出的稳定性。

本系统由多个气室组成，各气室横向、纵向排列形成集群阵列，通过输风管道连接到一起，提高了整体发电量，且相互之间连接结构简单，各气室之间工作状况相互不影响，提高了本系统的实用性及可操作性。

附图说明

图1是本发明所述的气室结构侧视图。

图2是本发明所述的多气室连接侧视图。

图3是本发明所述的系统整体结构侧视图。

图4是本发明所述的系统整体钢架结构俯视图。

图5是本发明所述的系统输风管道连接俯视图。

图中标号：

1-浮子；2-气室；3-输风管道；4-活塞；5-钢架结构；6-海上发电平台；7-储气室；8-涡轮发电机；9-第一单向阀；10-第二单向阀；11-第三单向阀；12-第四单向阀；13-充气阀；14-恒压排气阀。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明所要解决的问题是，现有的波浪发电装置能量转换效率低、发电不平稳的现状。

本发明的技术方案：

阵列式波浪能发电系统，由浮子1、气室2、输风管道3、活塞4、钢架结构5、海上发电平台6、储气室7、涡轮发电机8、第一单向阀9、第二单向阀10、第三单向阀11、第四单向阀12、充气阀13、恒压排气阀14组成。

如图2、图3所示，钢架结构5支撑整个发电系统于海面上，浮子1与气室2中的活塞4连接；输风管道3连接储气室7，在两者的连接处，输风管道3内部安装充气阀13；储气室7连接涡轮发电机8，两者之间的连接管道内安装恒压排气阀14；储气室7和涡轮发电机8位于海上发电平台6上面。

如图1所示，气室2上下表面各有两个开口引出管道；气室2上表面一个管道内部安装第三单向阀11，其开口与外界大气连通，另一个管道内部安装第四单向阀12，该管道与输风管道3连通；气室2下表面一个管道内部安装第一单向阀9，其开口与外界大气连通，另一个管道内部安装第二单向阀10，该管道与输风管道3连通。

如图4、图5所示，该系统由多个气室2构成，各气室2横向、纵向排列形成集群阵列，通过输风管道3连接到一起。

该系统中，第一单向阀9与第四单向阀12为一组同时开闭，第二单向阀10与第三单向阀11为一组同时开闭，同一时刻两组阀门工作状态相反。当波浪推动活塞4向上运动时，活塞4上部气室2内的空气被压缩，第四单向阀12打开，第三单向阀11关闭，风被挤压到输风管道3内部，此时，活塞4下部气室2空间增大，第二单向阀10关闭，第一单向阀9打开，进行充气。当活塞4向下运动时，活塞4上部气室2空间增大，第四单向阀12关闭，第三单向阀11打开，进行充气，此时，活塞4下部气室2内的空气被压缩，第二单向阀10打开，第一单向阀9关闭，风被挤压到输风管道3内部。上述过程中，波浪起伏带动浮子1和活塞4上升与下降运动产生的风能进入到了输风管道3中，通过充气阀13充入到储气室7中，当储气室7中压强到达一定限值之时，恒压排气阀14打开，流出恒速气流，气流推动涡轮发电机8转动发电。该过程循环往复不断，电能平稳输出。

值得注意的是，该系统中多气室形成集群阵列式可以提高波浪能利用效率以及系统的总发电量。该阵列式发电系统不受安装方位影响，即可顺波浪方向排列也可横波浪方向安装，这是因为无论浮子1上升或下降，风能都流入输风管道3中，各气室2之间工作状况相互不产生影响。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.阵列式波浪能发电系统，其特征是该系统包括浮子(1)、气室(2)、输风管道(3)、活塞(4)、钢架结构(5)、海上发电平台(6)、储气室(7)、涡轮发电机(8)、第一单向阀(9)、第二单向阀(10)、第三单向阀(11)、第四单向阀(12)、充气阀(13)、恒压排气阀(14)；所述钢架结构(5)支撑整个发电系统于海面上，浮子(1)与气室(2)中的活塞(4)连接；输风管道(3)连接储气室(7)，在两者的连接处，输风管道(3)内部安装充气阀(13)；储气室(7)连接涡轮发电机(8)，两者之间的连接管道内安装恒压排气阀(14)；储气室(7)和涡轮发电机(8)位于海上发电平台(6)上面。

2.根据权利要求1所述的阵列式波浪能发电系统，其特征是所述气室(2)上下表面各有两个开口引出管道；气室(2)上表面一个管道内部安装第三单向阀(11)，其开口与外界大气连通，另一个管道内部安装第四单向阀(12)，该管道与输风管道(3)连通；气室(2)下表面一个管道内部安装第一单向阀(9)，其开口与外界大气连通，另一个管道内部安装第二单向阀(10)，该管道与输风管道(3)连通。

3.根据权利要求1所述的阵列式波浪能发电系统，其特征是所述单向阀门中，第一单向阀(9)与第四单向阀(12)为一组同时开闭，第二单向阀(10)与第三单向阀(11)为一组同时开闭，同一时刻两组阀门工作状态相反。

4.根据权利要求1所述的集群阵列式波浪能发电系统，其特征是所述气室(2)为圆柱体形状。

5.根据权利要求1所述的阵列式波浪能发电系统，其特征是所述浮子(1)的上表面为弧形。

6.根据权利要求1所述的阵列式波浪能发电系统，其特征是所述气室(2)多个为一组横向排列，并有多列。