CN107035605A - 一种半潜式可移动波浪能发电装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半潜式可移动波浪能发电装置及其工作方法，半潜式波浪能自对浪收集装包括漂浮平台、动力推进装置、波浪能采能装置、能量转换装置、锚定装置和电能存储装置等几部分，多层结构的漂浮平台两侧连接波浪能采能装置，并采用悬链线单点浮筒系泊系统，能够在海面上调节吃水深度并随波浪漂流并自行调整其方位，所述波浪能采能装置为多个振荡浮子通过多组臂长不等的浮子臂连接于漂浮平台两侧，能够最大限度地多点收集波浪能，能量转换装置将其转化为其它能量，再由发电机转化为电能，存储到电能存储装置中，漂浮平台尾部还配备动力推进装置，如遇台风天气，可航行到岸边。本发明可靠稳定，波浪能收集效率高。

Description

一种半潜式可移动波浪能发电装置及其工作方法
技术领域
本发明属于海洋能源利用技术领域，涉及一种半潜式可移动波浪能发电装置及其工作方法。
背景技术
随着石油、煤炭等资源的日益枯竭以及环境污染的逐步加重，寻找清洁、可再生能源越来越被人们所重视。国家“一带一路”战略的实施，说明我们对海洋的重视程度已经上升到国家层面，海洋中蕴藏着丰富的能量，而波浪能便是其中的高品质能源之一，并且它取之不尽用之不竭、对环境无污染。当前，如何高效开发利用波浪能已成为各国争相研究的重要课题。阵列式振荡浮子波浪能发电装置是一种较为热门的发电方式，它主要依靠振荡浮子在波浪中的上下运动来收集波浪能，进而用于发电。传统的漂浮式波浪能发电平台的浮子臂是等长的，存在“遮蔽效应”，位于前方的浮筒会阻碍后方浮筒对波浪能的吸收，导致对波浪能吸收效率降低。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种半潜式可移动波浪能发电装置及其工作方法，能够最大限度地多点收集波浪能，提高收集效率，进而转化为电能。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种半潜式可移动波浪能发电装置，包括漂浮平台、动力推进装置、波浪能采能装置、能量转换装置、锚定装置和电能存储装置等几部分，所述漂浮平台为楔形船体，由上至下分为漂浮层、中间层、阻尼层，所述中间层安装有抽水泵与排水泵，所述阻尼层为封闭式结构，所述漂浮平台尾部设有动力推进装置；所述波浪能采能装置由多个振荡浮子及多组浮子臂组成，所述多个振荡浮子通过多组臂长不等的浮子臂连接于楔形船体两侧；所述能量转换装置和电能存储装置共同布置于锲形船体的漂浮层上或中间层内；所述锚定装置采用悬链线单点浮筒系泊系统，系于楔形船体顶角。
进一步的，所述能量转换装置包括能量转化机构和发电机，所述能量转化机构为机械传动机构或液压传动机构，所述能量转化机构输入端与振荡浮子连接，输出端与发电机连接，所述振荡浮子驱动能量转化机构动作并带动发电机发电。
进一步的，所述楔形船体上还设有控制室，控制室对半潜式可移动波浪能发电装置的设备进行控制，控制动力推进装置动作从而控制漂浮平台在海上的方位，并将采集到的波浪能转换并存储到电能存储装置中。
本发明还提供半潜式可移动波浪能发电装置的工作方法，其包括以下步骤：
（1）楔形船体顶角即船头与锚定装置连接，楔形船体可绕锚定装置作360°旋转，当波浪向楔形船体打来，楔形船体随波浪漂流并自行调整其方位，使船头始终指向来浪方向,同时抽水泵工作将海水抽进阻尼层中，使整座漂浮平台下沉，中间层和阻尼层浸入海水中，漂浮层漂浮于海面上，漂浮平台具有一定的吃水深度保证其在海面上的平稳性，当台风来临时，排水泵工作将海水排吹阻尼层，漂浮平台上升，再由动力推进装置推进到近海区域，从而可以避免台风损坏装置；
（2）波浪经楔形船体顶角劈开向楔形船体两侧分流，布置在楔形船体两侧的波浪能采能装置最大限度地将波浪能捕获，具体的，波浪能采能装置由多个振荡浮子及多组浮子臂组成，所述多个振荡浮子浮于海面上，通过多组臂长不等的浮子臂连接于楔形船体两侧，这种方式能够将振荡浮子错开排列，从而减少前后振荡浮子之间对波浪能采集的干扰，最大限度的多点收集波浪能；
（3）振荡浮子驱动能量转化机构动作并带动发电机发电，进而将波浪能转化为机械能或液压能，再经发电机转化为电能；
（4）楔形船体上设有控制室，控制室对半潜式可移动波浪能发电装置的设备进行控制，将采集到的波浪能存储到电能存储装置中。
与现有技术相比，本发明的优点在于：（1）漂浮平台设有漂浮层、中间层、阻尼层，采集波浪能时，抽水泵工作将海水抽进阻尼层中，漂浮平台具有一定的吃水深度保证其在海面上的平稳性；（2）漂浮平台为楔形船体并采用悬链线单点浮筒系泊系统，波浪被楔形船体船头劈开向楔形船体，布置在楔形船体两侧的波浪能采能装置能够最大限度地将波浪能捕获；（3）多个振荡浮子分别通过多组臂长不等的浮子臂连接于楔形船体两侧，将前后振荡浮子错开排列，从而减少前后振荡浮子之间对波浪能采集的干扰，增加振荡浮子的迎浪面积，最大限度的多点收集波浪能。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图中：1-漂浮层，2-中间层，3-阻尼层，4-振荡浮子，5-浮子臂，6-控制室，7-动力推进装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，一种半潜式可移动波浪能发电装置，包括漂浮平台、动力推进装置7、波浪能采能装置、能量转换装置、锚定装置和电能存储装置等几部分，所述漂浮平台为楔形船体，由上至下分为漂浮层1、中间层2、阻尼层3，所述中间层2安装有抽水泵与排水泵，所述阻尼层3为封闭式结构，所述漂浮平台尾部设有动力推进装置7；所述波浪能采能装置由多个振荡浮子4及多组浮子臂5组成，所述多个振荡浮子4通过多组臂长不等的浮子臂5连接于楔形船体两侧；所述能量转换装置和电能存储装置共同布置于锲形船体的漂浮层1上或中间层2内；所述锚定装置采用悬链线单点浮筒系泊系统，系于楔形船体顶角。
进一步的，所述能量转换装置包括能量转化机构和发电机，所述能量转化机构为机械传动机构或液压传动机构，所述能量转化机构输入端与振荡浮子4连接，输出端与发电机连接，所述振荡浮子4驱动能量转化机构动作并带动发电机发电。
进一步的，所述楔形船体上还设有控制室6，控制室6对半潜式可移动波浪能发电装置的设备进行控制，控制动力推进装置7动作从而控制漂浮平台在海上的方位，并将采集到的波浪能转换并存储到电能存储装置中。
本发明还提供半潜式可移动波浪能发电装置的工作方法，其包括以下步骤：
（1）楔形船体顶角即船头与锚定装置连接，楔形船体可绕锚定装置作360°旋转，当波浪向楔形船体打来，楔形船体随波浪漂流并自行调整其方位，使船头始终指向来浪方向,同时抽水泵工作将海水抽进阻尼层3中，使整座漂浮平台下沉，中间层2和阻尼层3浸入海水中，漂浮层1漂浮于海面上，漂浮平台具有一定的吃水深度保证其在海面上的平稳性，当台风来临时，排水泵工作将海水排吹阻尼层3，漂浮平台上升，再由动力推进装置7推进到近海区域，从而可以避免台风损坏装置；
（2）波浪经楔形船体顶角劈开向楔形船体两侧分流，布置在楔形船体两侧的波浪能采能装置最大限度地将波浪能捕获，具体的，波浪能采能装置由多个振荡浮子4及多组浮子臂5组成，所述多个振荡浮子4浮于海面上，通过多组臂长不等的浮子臂5连接于楔形船体两侧，这种方式能够将振荡浮子4错开排列，从而减少前后振荡浮子4之间对波浪能采集的干扰，最大限度的多点收集波浪能；
（3）振荡浮子4驱动能量转化机构动作并带动发电机发电，进而将波浪能转化为机械能或液压能，再经发电机转化为电能；
（4）楔形船体上设有控制室6，控制室6对半潜式可移动波浪能发电装置的设备进行控制，将采集到的波浪能存储到电能存储装置中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种半潜式可移动波浪能发电装置，其特征在于：包括漂浮平台、动力推进装置、波浪能采能装置、能量转换装置、锚定装置和电能存储装置等几部分，所述漂浮平台为楔形船体，由上至下分为漂浮层、中间层、阻尼层，所述中间层安装有抽水泵与排水泵，所述阻尼层为封闭式结构，所述漂浮平台尾部设有动力推进装置；所述波浪能采能装置由多个振荡浮子及多组浮子臂组成，所述多个振荡浮子通过多组臂长不等的浮子臂连接于楔形船体两侧；所述能量转换装置和电能存储装置共同布置于锲形船体的漂浮层上或中间层内；所述锚定装置采用悬链线单点浮筒系泊系统，系于楔形船体顶角。
2.根据权利要求1所述的半潜式可移动波浪能发电装置，其特征在于：所述能量转换装置包括能量转化机构和发电机，所述能量转化机构为机械传动机构或液压传动机构，所述能量转化机构输入端与振荡浮子连接，输出端与发电机连接，所述振荡浮子驱动能量转化机构动作并带动发电机发电。
3.根据权利要求1所述的半潜式可移动波浪能发电装置，其特征在于：所述楔形船体上还设有控制室，控制室对半潜式可移动波浪能发电装置的设备进行控制，控制动力推进装置动作从而控制漂浮平台在海上的方位，并将采集到的波浪能转换并存储到电能存储装置中。
4.根据权利要求1~3任一项所述的半潜式可移动波浪能发电装置的工作方法，包括如下步骤：
（1）楔形船体顶角即船头与锚定装置连接，楔形船体可绕锚定装置作360°旋转，当波浪向楔形船体打来，楔形船体随波浪漂流并自行调整其方位，使船头始终指向来浪方向,同时抽水泵工作将海水抽进阻尼层中，使整座漂浮平台下沉，中间层和阻尼层浸入海水中，漂浮层漂浮于海面上，漂浮平台具有一定的吃水深度保证其在海面上的平稳性，当台风来临时，排水泵工作将海水排吹阻尼层，漂浮平台上升，再由动力推进装置推进到近海区域，从而可以避免台风损坏装置；
（2）波浪经楔形船体顶角劈开向楔形船体两侧分流，布置在楔形船体两侧的波浪能采能装置最大限度地将波浪能捕获，具体的，波浪能采能装置由多个振荡浮子及多组浮子臂组成，所述多个振荡浮子浮于海面上，通过多组臂长不等的浮子臂连接于楔形船体两侧，这种方式能够将振荡浮子错开排列，从而减少前后振荡浮子之间对波浪能采集的干扰，最大限度的多点收集波浪能；
（3）振荡浮子驱动能量转化机构动作并带动发电机发电，进而将波浪能转化为机械能或液压能，再经发电机转化为电能；
（4）楔形船体上设有控制室，控制室对半潜式可移动波浪能发电装置的设备进行控制，将采集到的波浪能存储到电能存储装置中。
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