CN106677974A - 一种深海浮标海浪波发电装置 - Google Patents

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魏昱葳
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    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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Abstract

本发明公开了一种深海浮标海浪波发电装置，属于电能转换领域。本发明的发电装置包括位于深海无法锚泊的海域的浮标，浮标的内部设置有电力转换单元，浮标的下端通过吊索连接有重锤,重锤的上下方向掏空形成用于容纳海水的空间，重锤的中间部位设计有威尔斯单向水涡轮发电机，威尔斯单向水涡轮发电机输出的电力通过吊索输出至电力转换单元，所述的重锤位于平静区。本发明可以有效地利用海洋海浪波来提供持续电能、结构简单；满足深海浮标的电子设备的供电需要。

Description

一种深海浮标海浪波发电装置
技术领域
本发明涉及一种深海浮标海浪波发电装置，涉及一种无人值守、长期放置外海的用于海洋研究的浮标发电装置，属于电能转换领域。
背景技术
对于深海的水文气象的研究，以及洋流的研究需要放置海洋浮标，并安装相关的采集存储和无线发射设备，这些设备都需要电能，如何取得连续不断地持续电能，对于一个体积不大的浮标，有很多方法，比如太阳能、风能、海浪发电等，受体积和形状限制，太阳能发电的能力有限，依靠风车发电效率也不高。如果利用海浪的力量发电应该是解决深海浮标的最佳方法。深海漂浮的浮标没有固定锚，随洋流漂浮移动，采用海浪波峰差发电从原理上是可行的，深海中海浪波只出现在海面30米左右，在波谷的30米一下，海水不受海浪波影响，相对平静，根据这个特点，在浮标上设计一个长度大于30米的吊索，悬挂的发电装置，该装置将海浪运动转换为电能，在有海浪时，为浮标设备提供持续电能。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种深海浮标海浪波发电的设备，以满足深海浮标的电子设备的供电需要，是能实现深海浮标发电的装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种深海浮标海浪波发电装置，包括浮标，浮标的内部设置有电力转换单元，浮标的下端通过吊索连接有重锤,重锤的上下方向掏空形成用于容纳海水的空间，重锤的中间部位设计有威尔斯单向水涡轮发电机，威尔斯单向水涡轮发电机输出的电力通过吊索输出至电力转换单元。
其中，所述重锤为上下方向掏空成对称锥形中空喇叭的金属圆柱体，上喇叭口的边缘设计有用于与吊索连接的吊点，两个锥形中空喇叭之间设置有威尔斯单向水涡轮发电机。
其中，所述重锤的重量为浮标自身产生浮力的1/10以下。
其中，所述的吊索由耐海水腐蚀的柔性材料和发电传输电缆组成，其长度大于30米。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：
1、本发明的浮标发电装置，仅改变了浮标的下部结构。
2、本发明可以有效地利用海洋海浪波来提供持续电能、结构简单。
附图说明
图1是本发明的浮标发电装置切面示意图。
图1中：1为浮标；2为吊索；3为重锤；4为重锤的对称锥形中空喇叭结构；5为威尔斯单向水涡轮发电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在标准海洋浮标的下端设计一个安装吊索的吊环，浮标的内部设置有供电转换单元。吊环下面悬挂长于30米的吊索，吊索下端到达海浪波不影响的海水相对平静区；吊索的材料采用耐海水腐蚀的柔性材料和电力传输电缆，用来对重锤产生牵引和电力传输。
吊索的下端连接一个金属圆柱体外形的重锤，重锤的上下方向掏空成对称锥形中空喇叭结构，该结构用于容纳海水，能够使得重锤在浮力牵引和重力下沉的过程中，兜住更多的海水，以提高发电能力。在上喇叭口边缘对称设计两个吊点，与吊索连接；在对称锥形中空喇叭结构的中间部位设计威尔斯单向水涡轮发电机，威尔斯单向水涡轮发电机输出的电力通过吊索中的电力传输电缆连接到浮标的电力转换单元。
为了保证浮标的基本性能，重锤的重量是浮标自身产生浮力的1/10以下，以不影响浮标漂浮性能为准。
参照图1，浮标1位于深海无法锚泊的海域，重锤3位于平静区。海浪的起伏带动浮标下方的重锤起伏，进而推动涡轮发电机发电。当浮标1在海浪的作用下从海浪波谷被抬升到海浪波峰的过程中，处在相对平静的重锤3被浮标1带动的吊索2牵引上升，对称锥形中空喇叭结构上端兜住海水，海水冲击威尔斯单向水涡轮发电机5的涡轮转动产生电能并输送到浮标。
当浮标1在海浪的作用下从海浪波峰降到海浪波谷的过程中，重锤3在重力作用下下沉，对称锥形中空喇叭结构下端兜住海水，海水冲击威尔斯单向水涡轮发电机5的涡轮转动产生电能并输送到浮标。
本发明简要工作过程如下：海浪推动浮标上下起伏，连接在底部的吊索带动下面的处于平静海水的重锤上升或靠重力下沉，重锤的喇叭结构兜住海水，推动威尔斯单向涡轮发电机发电。

Claims (4)

1.一种深海浮标海浪波发电装置，包括浮标，浮标的内部设置有电力转换单元，其特征在于:浮标的下端通过吊索连接有重锤,重锤的上下方向掏空形成用于容纳海水的空间，重锤的中间部位设计有威尔斯单向水涡轮发电机，威尔斯单向水涡轮发电机输出的电力通过吊索输出至电力转换单元。
2.根据权利要求1所述的一种深海浮标海浪波发电装置，其特征在于:所述重锤为上下方向掏空成对称锥形中空喇叭的金属圆柱体，上喇叭口的边缘设计有用于与吊索连接的吊点，两个锥形中空喇叭之间设置有威尔斯单向水涡轮发电机。
3.根据权利要求1或2所述的一种深海浮标海浪波发电装置，其特征在于:所述重锤的重量为浮标自身产生浮力的1/10以下。
4.根据权利要求1所述的一种深海浮标海浪波发电装置，其特征在于:所述的吊索由耐海水腐蚀的柔性材料和发电传输电缆组成，其长度大于30米。
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