CN107850037A - 用于潮汐能转换和发电的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于从自然力产生能量的组件系统和方法，更特别地，公开了利用潮汐作用的能量产生。潮汐能转换组件包括容纳定向转换器的位移容器，所述定向转换器耦合到发电机。潮汐能转换组件进一步包括锚索，所述锚索具有第一端、连接到定向转换器的第二端、以及位于所述第一端和第二端之间的长度。所述锚索可以穿过位于诸如海底等固定位置的锚固件。潮汐的涨落和/或曳力引起锚索长度的变化，从而在定向转换器上施加力。定向转换器将该力转换成旋转能量，所述旋转能量可以由发电机利用以产生供消耗的电力。

Description

用于潮汐能转换和发电的系统和方法

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.119(e)要求下述专利申请的优先权：2016年4月4日提交的美国临时专利申请No.62/322,501、2015年12月30日提交的美国临时专利申请No.62/272,759、2015年12月1日提交的美国临时专利申请No.62/261,565、以及2015年5月1日提交的美国临时专利申请No.62/155,538，以上每个专利申请都以参考的方式全部合并在本文中。

技术领域

本发明涉及用于从诸如自然力的可再生能源产生电力的系统和方法，更特别地，涉及由潮汐作用发电。特别地，本公开示例了一种系统和方法，用于将来自海洋潮汐运动的势能和动能(来自由潮汐变化的恒定和重复模式引起的水的竖向上升和下降和/或横向涨落)转换成能够被存储和/或消耗的电能或者电力。此外，本公开描述了一种用于制造位移容器的新颖方法，所述位移容器能够应用于根据本发明的潮汐能转换系统中。

背景技术

尽管在2014至2015期间原油价格显著下降，但是由于日趋减少的全球石油和天然气储备，化石燃料价格的长期趋势可能会提高，替代性的(优选可再生的)能源产生系统已经成为世界各国所关注的越来越重要的主题，特别是由于化石燃料生产的威胁持续不减弱。因此，已经投入了大量的时间、资源和资金以便研究和开发利用这些可再生能源(例如太阳能、水流、风力等)来提供不断增加的能量的替代性发电系统。一种日益受到关注的相对未开发的可再生能源是可通过海洋运动而利用的势能，诸如在海洋的恒定潮汐、波浪和/或水流中固有的潜在无限的能源。

用于从海洋现象的作用产生电能的电势通常出现在三个来源中：海洋热能、波浪能和潮汐能。海洋热能发电利用了在较冷的深水和由太阳加热的较暖表面水之间的温度差；然后使用该热差来操作热力发动机来发电。然而，海洋热能发电是昂贵的，具有非常低的热效率，并且可能需要设备，如果所述设备位于居民区附近，则所述设备可能会碍眼。此外，海洋热能发电需要较大的温度梯度或者温度差以充分发挥作用。在许多海洋地区，实际温差没有足够大，从而无法产生大量电能以满足需求。

当风在水的自由表面相互作用时，波浪发电利用在海洋表面所产生的波。然而，波浪发电很大程度上依赖于波长，因此只适合于存在大波长的特定海洋位置。波能也是不可靠的，因为波浪的质量是不规则的并且难以预测，这导致了能源产生是不可靠的。类似于海洋热能，如果波能发电机位于居民区附近，则波能可能导致噪声污染或者视觉污染。

潮汐能发电技术预计利用由于月亮的引力效应而导致的海洋或类似潮汐水体的水平面的差异。潮汐变化期间的水平面的竖直差表示有望用于发电的势能，并且是特别期望的，因为它遵循相对规则的图案。利用潮汐活动作为能量产生的来源的技术仍然处于其相对初级阶段。一种已知的潮汐能发电系统利用设置在潮汐流中的大型涡轮机，以利用潮汐变化时水的流动。潮汐流是由潮汐的上升和下降产生的相对快速流动的水体；对涡轮机进行定位，以捕获水的水平流动，从而发电。因此，所述快速流动的水被引导通过涡轮机，所述涡轮机使得附接到磁性转子上的转轴旋转，所述磁性转子将机械能转换为电能。这些涡轮机相对昂贵，并且在它们的整个使用寿命期间也可能需要相当大量的维护，从而提高了运行成本。

利用潮汐能的另一种已知方法包括使用堰坝。堰坝是一种大坝，当潮汐上升时水溢出大坝。溢出的水可以通过涡轮机，该涡轮机使得附接到磁性转子上的转轴旋转，所述磁性转子将机械能转换为电能。这种使用堰坝的方法遭受了与潮汐流方法相似的缺点，并且被限制到可以修建大坝的地方，诸如潮汐河、海湾和河口。

其它已知的潮汐能系统需要构造和布置机械，诸如延伸至远超过水面的液压和活动罐，诸如美国专利No.5,426,332、美国专利No.5,872,406和美国专利申请公开No.2013/0134714中所描述的。作为另一个例子，已知的潮汐能系统可能需要在陆地上构造大型水库，所述水库必须被填充以至于大的管道系统可以捕获水流，如美国专利4,288,985中所描述的。这种潮汐能系统需要在水面上或者在海岸上建造的大型结构体，从而在工程和陆地方面需要显著的成本。

因此，需要一种高效且成本有效的能量转换/发电系统，所述能量转换/发电系统能够在由于潮汐活动的变化而导致水位上升和下降和/或水涨落时利用潮汐活动的势能和动能，并且产生电力，以供后续消耗。

发明内容

本发明公开了一种用于发电的新型潮汐能转换组件和方法。一方面，本发明的潮汐能转换组件从潮汐的上升和/或下降捕获能量。特别地，潮汐能产生组件可利用锚定到固定位置(例如，湾底或者海底，陆地上，或者起重机)的浮力位移容器。所述位移容器可以容纳定向转换器或者可以附接到定向转换器，所述定向转换器操作性地耦接到一发电机上，作为以下情况的结果而产生电力：将由潮汐的竖直上升/下降所释放的能量和/或由相距固定位置的距离变化所释放的能量变换为旋转能，该旋转能施加到发电机上用于产生电力。该位移容器可以是在水中保持浮力的任何结构，并且因此随着潮汐大体竖直地上升或者下降，和/或由于在潮汐作用期间的水或者其它涌流的涨落所引起的曳力而横向地漂移。所述位移容器可借助至少一个可操作地耦接到定向转换器上的锚索而锚定或者拴系在所述湾底或者海底或者陆地上，用于将位移容器的竖直运动变换为能够用于操作发电机并且产生电力的旋转运动。

定向转换器可以容纳在位移容器上或者远离位移容器定位。作为操作性耦接的例子，定向转换器可以包括固定在轴上的可旋转滚筒，锚索的至少一部分围绕滚筒缠绕起来。因此，当位移容器随着到来的潮汐上升时，锚索开始退绕，使滚筒旋转起来，从而使定向转换器将位移容器的竖直运动转换为机械能(例如，旋转动能)，机械能进而给发电机提供动力，以产生电能。在反向方向上，当位移容器随着落潮而下降时，可选的固定框架可以安置在位移容器的上方并且借助线缆或者其它附件连接至定向转换器，以捕获由于位移容器的下落而在相反方向上产生的势能的变化。固定框架相对于水的运动通常是不动的，并且，当位移容器随着潮汐而下降时，位移容器拉动附接到框架上的线缆，并且线缆使得定向转换器转动和捕获能量。

定向转换器可以利用齿轮机构，齿轮机构具有位于轴或者心轴上的至少一个链轮，以及齿轮箱。齿轮箱将输入的每分钟转数(RPM)转换为不同于(优选大于)输入RPM的输出RPM，以增加传递给发电机的旋转能量。这可以通过使用彼此耦接或者例如借助链条连接的不同半径的一系列齿轮来实现。齿轮机构，或者替代性地齿轮箱，可以包括齿轮倍增装置，以便提高定向转换器的施加到发电机上的输出RPM。由于因潮汐导致的湾底/洋底与水面之间高度的变化以相对较慢的速度(例如，在世界上具有最大潮汐变化的芬地湾甚至只有约1.8英寸/分钟)发生，因此，滚筒以及由此齿轮机构的旋转由于这一高度的变化也相对较慢。然而，发电机可能需要比不包括齿轮倍增装置的相对简单齿轮机构所能提供的旋转输入更快的旋转输入。因此，可以借助齿轮倍增装置将滚筒的较慢的RPM转换为更快的RPM，以使更快的RPM被传送至所述发电机。所述齿轮倍增装置可以包括一系列具有不同半径的齿轮，这些齿轮通过例如链条彼此耦合，使得输入齿轮具有较大的半径和较慢的RPM，而输出齿轮具有较小的半径和较快的RPM。

发电机可包括固定磁体(或者永磁体)发电机。固定磁体发电机包括固定在转轴上并容纳在静止电枢内的永磁体。所述电枢包括在所述永磁体的磁场中的一个或者多个金属线/线圈，使得在所述永磁体旋转时，在金属线中感应出电流。固定磁体发电机可适用于使用较低转速来发电，所述较低转速诸如是小于1000RPM的转速。在替代性实施例中，齿条和小齿轮机构能够用于从潮汐的上升和下降中捕获能量。

为了提高使用一个或者多个发电机进行发电的电势，潮汐能转换系统可以包括多个前述位移容器和定向转换器的组件。

在本发明的另一方面，本发明包括一种由潮汐作用发电的方法。根据本发明的方法包括：将由上升和下降的潮汐作用引起的竖直运动转换为旋转能量并传送最终的旋转能量，以操作发电机用于发电。随着潮汐上升和/或下降，水面与固定位置之间的竖直距离将发生变化。这一距离上的竖直变化可以被转换为旋转能量，该旋转能量用于给发电机提供动力以发电。在特定的实施方式中，本发明的方法包括以下步骤：允许潮汐作用改变水面处的物体与该物体下方的固定位置之间的竖直距离，其中，所述竖直距离的变化由从所述固定位置上方的第一距离到所述固定位置上方的第二距离来限定；将物体竖直距离的变化转换为机械能；将机械能传递给发电机；以及利用机械能使用发电机来发电。机械能可以是旋转动能。

固定位置可以是湾底/洋底。所述物体可以是容纳有定向转换器的位移容器，所述定向转换器耦接到发电机上，并且所述位移容器可以设置在离所述固定位置第一距离处。该方法可以进一步包括提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到定向转换器上，并且所述锚索延伸到紧固在所述固定位置处的锚固件。锚索具有在定向转换器和锚固件之间的第一长度。所述第二距离可以大于所述第一距离，且所述竖直距离的变化可以启动定向转换器。该方法可以进一步包括：利用存储机构将机械能的至少一部分作为势能存储；允许潮汐作用将位移容器和固定位置之间的竖直距离改变为第三距离，其中，所述第三距离小于第二距离；从所述存储机构释放所存储的机械能；将所存储的机械能传送至发电机；以及，利用所存储的机械能发电。存储机构可以是弹簧。

在本发明的另一个方面中，潮汐能转换组件可以利用来自潮汐和/或涌流的涨落的漂移力/曳力来产生能量。在这种布置中，潮汐能转换组件可以包括基本上类似于上述位移容器的位移容器和定向转换器。所述位移容器通常可通过至少一个锚索而锚定到固定位置，所述锚索操作性地耦接到定向转换器上的旋转滚筒上，所述定向转换器进而基本上如上所述地操作性地耦接到发电机上。在这种情况下，当潮汐的涨落导致位移容器相对于固定位置在横向方向上漂移时，随着锚索退绕，锚索使得滚筒旋转，并且定向转换器的产生的机械能(例如，旋转动能)被传递给发电机以用于产生电能。如上所述，如果需要，该组件可以包括齿轮倍增装置，以增大施加到发电机上的输出的速度(或者RPM)。

因此，当潮汐或者海洋其它涌流的涨落导致位移容器相对于固定位置在大体横向方向上漂移时，因为横向漂移可以为锚索提供显著更大的行程长度并且由此可以提供更多的可传送给发电机的旋转能量，所以可具有用于发电的更大的电势。此外，通过在组件的大体相对侧上适当地放置锚索，当组件在两个方向(上涨的潮汐和退落的潮汐)上移动时，可以产生电力——即，线缆能够安装在定向转换器上的不同滚筒上，使得当一根线缆退绕并且操作发电机时，另一根线缆被重新卷绕以用于下一个潮汐周期。当然，考虑到上述内容应当理解，本文所描述的竖直和横向概念能够被组合以潜在地使发电量最大化。

在本发明的一个实施方式中，描述了一种构造成捕获曳力的系统，其中，所述位移容器包括从容器外表面延伸的拖动板。所述拖动板可以增加表面区域，由于潮汐作用引起的涨潮和落潮所产生的曳力(或者由于其他海洋涌流而产生的曳力)作用在所述表面区域上，从而允许借助由于水的涨落所产生的曳力更有效地移动位移容器。拖动板可以具有介于1英尺和100英尺之间的高度。在一些实施方式中，拖动板的高度可以是5英尺，尽管本领域普通技术人员将认识到，拖动板可以具有任何合适的高度以捕获附加的曳力。拖动板的厚度可以介于0.1英寸和24英寸之间，然而本领域普通技术人员将认识到，可以使用任何合适的厚度。在一个例子中，所述拖动板可以由挤压金属板或者其它耐用结构制成。

在本发明的一个方面中，位移容器可以通过一根或者多根锚索耦接到一个或者多个定向转换器，所述一个或者多个定向转换器定位在诸如陆地等固定位置。定向转换器中的每一个都可以包括围绕其卷绕锚索的滚筒、操作性地耦接到滚筒上的齿轮箱、以及操作性地耦接到齿轮箱上的发电机。因此，位移容器可以附接到发电机阵列上。发电机可以具有类似的电额定输出功率，或者可以具有不同的电额定输出功率。如果使用了不同的额定输出功率，则发电机中的每一个都可以基于例如流的速度可控地接合或者分离。

在另一实施方式中，潮汐能产生组件可以包括借助锚索可旋转地耦接到定向转换器上的位移容器，所述定向转换器定位在诸如陆地等固定位置。因为水的速度和方向在潮汐周期中变化，所以位移容器可能需要旋转以便相对于水的流动使其自身定向。该旋转可以使用一系列附接到位移容器上的控制线缆来实现，所述一系列控制线缆形成"笼头"，使得位移容器可以捕获水流的两个方向。控制线缆允许位移容器围绕竖直轴线旋转并因此在多个方向上捕获来自水流的曳力。另外，位移容器可以旋转，使得其相对于水流方向以一定角度操作，从而调节施加在位移容器上的曳力的大小，并且因此调节发电机上产生的电量。所述位移容器包括由一个或者多个浮动装置支撑的拖动板，所述浮动装置构造成在水面处或者水面附近漂浮。所述拖动板可以包括一个或者多个非扁平侧面，所述非扁平侧面构造成比扁平侧面更有效地捕获曳力。在一个例子中，拖动板的侧面可以包括抛物线型形状、内凹型形状或者拱起切口(lofted cut)。鉴于上述内容，本领域的普通技术人员将理解，其它形状也可以是适合使用的。

所述笼头—即，一系列控制线缆—可以包括任何合适数量的控制线缆并且每根控制线缆都可以在连接点处连接到位移容器。沿着位移容器的示例性连接点可以包括位移容器的端部或者侧面。为了实现运动角度的潜在最大可调节性，能够使用四点式装备，使得所述拖动板能够围绕竖直轴线和一个或者多个水平轴线旋转。在另一个实施方式中，可以使用冗余线缆(和控制机构)来创建八点式装备以提高系统的可靠性和/或可调节性。位移容器可以进一步容纳诸如马达、绞盘，或者固定在轴上的滚筒和弹簧之类的控制机构，例如，用于卷绕和/或释放控制线缆并实现位移容器的旋转。

在另一个实施方式中，定向转换器和发电机可以位于水中的固定位置。固定位置可以例如包括漂浮或者固定在水中的驳船(诸如工作驳船或者桩驳船)。在一个特别有用的实施方式中，一个或者多个定向转换器可以安装在驳船上。所述定向转换器可以包括本文中所描述的任何定向转换器。一根或者多根锚索可从定向转换器延伸出来，通过枢轴框架，从而将锚索引导至水中，并且延伸出去，到达位于水中的位移容器。锚索可以进一步包括张力计，以便在操作期间记录数据/向操作者发送数据，所述数据是关于从位移容器施加在锚索上的力。该位移容器可以包括本文中所描述的任何位移容器，并且可以构造为从由于潮汐作用引起的水的上升/下降中捕获能量和/或从由于潮汐作用引起的水流或其它涌流中捕获曳力。驳船可以进一步包括液压动力机构，以便向可能需要液压动力的定向转换器的任何部件提供动力，所述部件例如是反向马达或者绞盘。

另一方面，根据本发明的方法包括将由于潮汐作用引起的水的涨落所导致的横向运动转换成能量。潮汐作用引起的水的涨落造成湾/海洋中的物体横向漂移并相对于固定位置处的确定位置改变其位置。根据上述原理，该横向距离的变化可以转换为旋转能量，该旋转能量用于给发电机供给能量以产生电力。这种从由于潮汐作用引起的水的横向涨落来发电的方法可以包括以下步骤：允许潮汐作用改变水中漂浮的物体与物体下方的固定位置之间的横向距离；将物体的横向距离的变化转换为机械能；将机械能传递给发电机；借助发电机使用机械能发电。机械能可以是旋转动能。固定位置可以是湾底/洋底。所述物体可以是位移容器，所述位移容器容纳耦接到发电机上的定向转换器，并且所述位移容器可以直接设置在固定位置上方。该方法可以进一步包括提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到所述定向转换器并且所述锚索延伸到紧固在所述固定位置的锚固件。锚索可以具有处于定向转换器和锚固件之间的第一长度。

在又一个实施方式中，潮汐能产生组件可以包括安装在位移容器的拖动板中的涡轮机和安装在位移容器上的定向转换器。该位移容器可以例如借助耦接到锚索上的控制线缆而连接到固定位置，诸如陆地或者桩驳船。一个或者多个重绕组件可以容纳在固定位置以控制锚索的卷绕并改变(即，增加或者减小)位移容器与固定位置的距离。所述位移容器还可以包括从其延伸到固定位置的电力电缆，以向所述位移容器输送电力/输送来自所述位移容器的电力。每根控制线缆都可以耦接到各自的控制机构，该控制机构可以容纳在位移容器内或者安装在位移容器上。控制机构可以独立地控制各自的控制线缆的卷绕/退绕，以实现位移容器在水中的转向。控制机构可以卷绕/退绕它们各自的控制线缆，以便例如通过调节位移容器的偏摆、俯仰和/或滚转而调节位移容器相对于水流/涌流的取向。例如，可以使用控制线缆来使位移容器在水中沿顺时针方向旋转以调节位移容器的偏摆。

控制机构还可用于控制所产生的电量。例如，通过远离水流方向旋转位移容器一定角度，可以在拖动板(和涡轮机)上施加较小的曳力，从而减少发电机所产生的电量。

附图说明

在结合附图考虑以下详细描述之后，上述和其它目的以及优点将变得显而易见，其中相同的附图标记始终指代相同的部件。应当理解，本文中的某些附图标记从优先权临时申请就已经改变，以提供类似结构之间的更好的一致性。

图1A示出了根据本公开实施方式的潮汐能转换组件的横截面。

图1B示出了潮汐已经上升后的潮汐能转换组件。

图1C示出潮汐能转换组件的定向转换器的放大视图。

图1D示出了具有齿条和小齿轮机构的定向转换器的替代性实施方式的放大视图。

图1E示出了用于从潮汐的上升和下降捕获能量的齿条和小齿轮机构的一般实施方案。

图2示出了具有圆筒形位移容器的潮汐能转换组件。

图3示出了多个潮汐能转换组件的系统。

图4示出了具有位移容器的潮汐能转换组件，所述位移容器具有多个腔室。

图5A至图5C示出了具有定向转换器的潮汐能转换组件，所述定向转换器包括曳力能转换器。

图5D示出了包括曳力能转换器的定向转换器的放大视图。

图6A示出了包括曳力能转换器的定向转换器。

图6B示出了位移容器框架。

图6C示出了具有薄皮的位移容器。

图7示出了本身是拖动板的位移容器。

图8示出了具有在陆地上的定向转换器和发电机的阵列的位移容器。

图9示出了具有在陆地上的定向转换器阵列和滑轮装置的位移容器。

图10示出了根据本发明另一方面的位移容器的仰视图。

图11A示出了根据结合图10所描述的方面的位移容器的等轴主视图。

图11B示出了根据结合图10所描述的方面，在旋转之前的位移容器的仰视图。

图11C示出了根据结合图10所描述的方面，在旋转期间的位移容器的仰视图。

图11D示出了根据结合图10所描述的方面，在旋转后的位移容器的仰视图。

图11E示出了根据结合图10所描述的方面的位移容器的侧视图。

图12A示出了位移容器的后视图。

图12B示出了位移容器的俯视图。

图12C示出了位移容器的侧视图。

图13A和图13B示出了具有拖动板的位移容器的渲染图，所述拖动板具有抛物线形状。

图14A和图14B示出了具有拖动板的位移容器的渲染图，所述拖动板具有替代的表面形状。

图15A示出了潮汐能产生系统的布局的俯视图，所述系统包括位于驳船上的定向转换器。

图15B示出了潮汐能产生系统的布局的侧视图，所述系统包括位于驳船上的定向转换器。

图15C示出了潮汐能产生系统的布局的侧视图，所述系统包括位于驳船上的定向转换器。

图16A和图16B示出了起重机系统的渲染图，所述系统包括位于起重机底座处的定向转换器。

图17示出了包括耦接到定向转换器上的涡轮机的潮汐能产生组件。

图18示出了包括安装在拖动板内的涡轮机和定向转换器的潮汐能产生组件。

图19示出了包括直接安装到位移容器底部的涡轮机的潮汐能产生组件。

图20A示出了示例性位移容器的等轴测图。

图20B示出了示例性位移容器的侧视图。

图21A示出了构造成捕获河道水流的潮汐能产生系统。

图21B示出了构造成捕获河道水流的潮汐能产生系统。

图22示出了构造成在水流的两个方向上捕获曳力的潮汐能产生系统。

图23A示出了具有可旋转拖动板的位移容器。

图23B示出了具有多个可旋转拖动板的位移容器。

具体实施方式

为了提供对本文中描述的系统、装置、组件和方法的全面理解，将描述某些示例性实施方式。为了清楚和示例的目的，将针对用于产生电能的潮汐能转换组件来描述这些系统和方法。本领域的普通技术人员将理解，可以对本文中描述的系统、装置和方法适当地进行修改和改进，并且可以在其它合适的应用中使用这些系统、装置和方法，诸如用于其它类型的能量转换装置中，并且其他的这些添加和改进将不会脱离本发明和权利要求的范围。

本发明的潮汐电能产生组件利用潮汐作用的竖直上升/下降和/或由于在潮汐作用期间水的涨落导致的曳力所引起的横向漂移，从而产生能量。根据本发明的一个基本概念，潮汐能转换组件通过锚索紧固或者拴系到固定位置，所述固定位置可以是例如湾底/洋底(有时称为海床)、在起重机上或者在岸上，或者在驳船上，平台上，或者在紧固至海底的桥墩上，从而所述潮汐能转换组件随着上升和下降的潮汐而向上和向下浮动。通常，潮汐能转换组件包括将位移容器连接到固定位置的至少一根锚索，并且所述锚索可以紧固在所述固定位置。由潮汐活动导致的所述组件相对于固定位置的运动引起锚索在所述组件上施加力，该力可以通过转换机构转换成机械能，转换机构然后将机械能传递给发电机，该发电机产生用于存储和/或消耗的电。除了如下在图17至图19中所阐述的内容之外，潮汐能产生系统不包括涡轮机。在本发明的另一个方面，潮汐能产生组件产生电能，主要是由于潮汐作用期间水的涨落造成的所述组件相对于固定位置的横向运动或者漂移。为了增加电力的产生，本发明的潮汐能转换系统可以包括如本文中所描述的多个潮汐能转换组件。

位移容器是能够以高于或者远离固定位置一定距离浮动的结构，所述固定位置例如是湾底/洋底或者从湾底/洋底升高的固定驳船或者平台(在下面更详细地予以描述)，或者在海岸上，或者在起重机上，使得位移容器随着潮汐的上升和下降而改变其与固定位置的距离或者能够在潮汐作用期间被水的涨落横向拖曳。用于位移容器或者驳船的高度、宽度和长度的示例性但非限制性的尺寸可以在介于l米和100米之间，体积可以介于1立方米和1,000,000立方米之间。位移容器可以使用诸如聚合物(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、混凝土、水泥、玻璃纤维、浮石、钢、无定形金属合金或者其它合适的材料等材料制成。至少一根锚索将所述位移容器连接到固定位置。锚索还操作性地连接到由位移容器支撑的定向转换器。潮汐的竖直上升和下降和/或由于在潮汐作用过程中水的涨落引起的曳力造成的横向漂移，使所述位移容器相对于固定位置移动，并且由此改变在位移容器和固定位置之间的锚索的长度。在位移容器相对于固定位置的位置上的这种运动导致锚索在定向转换器上施加力并且将该力传递给用于产生电能的发电机。

位移容器可以通过至少一根锚索锚定到固定位置，例如海底、陆地，或者水下平台或者固定平台。每根锚索可以在相同或者不同的固定位置处附接到相同或者不同的锚固件上以紧固位移容器。锚索可由编织钢丝、复合材料、纤维、尼龙、无定形金属合金或者任何其它合适的材料制成，以紧固所述位移容器并经受海洋环境的侵袭。每根锚索都可以具有在0.1英寸至8英寸范围内的直径，并且锚索可以均具有在50英尺至150,000英尺范围内的长度。本领域普通技术人员将理解，锚索的直径应该足够大，以承受位移容器沿轴向拉动锚索的力。例如，如果使用单根锚索来锚定位移容器，则可能需要较大直径的锚索以承受位移容器随着潮汐的上升和下降竖直运动或者因潮汐作用的涨落水平运动而产生的拉力。然而，本领域普通技术人员将认识到这样的锚索所需的合适的长度和直径。

在将水下的或者固定的浮动平台用作固定位置的情况下，所述平台可以包括基本上实心的结构或者框架，所述结构或者框架在所述湾底/洋底上方升高固定的距离或者高度。平台可以借助例如桁架结构被升高，所述桁架结构通过一根或者多根类似于上述锚索的锚索紧固到海床。如果平台通过一根或者多根锚索连接到湾底/洋底，则所述平台可以进一步包括一个或者多个浮力腔室，以提供可使所述平台漂浮在所述湾底/洋底上方的浮力。这些腔室可以基本上类似于下面参考图4描述的腔室。

位移容器容纳、支撑或者附连到定向转换器，所述定向转换器可操作地耦接到至少一根锚索和发电机上。如本文中所使用的，定向转换器是将一个方向上的运动或者力转换为另一个方向上的运动或者力的装置。例如，定向转换器可以使用例如滚筒将构件的大体线性的(例如，竖直的)运动转换成轴的旋转运动。所述定向转换器可以包括液压致动器，诸如耦接到滚筒上的液压马达，例如，为锚索中的卷轴提供旋转动力。所述定向转换器可以包括连接到至少一根锚索上的驱动线缆和将驱动线缆和发电机耦接在一起的驱动齿轮。在位移容器随着上升/下降的潮汐而竖直上升/下降时，所述位移容器相对于固定位置的位置变化使得所述锚索在所述定向转换器上施加力(诸如借助缠绕在所述定向转换器上的滚筒上的线缆或者借助齿条和齿轮传动装置)，所述定向转换器进而将所述力或者运动转换为例如旋转力，旋转力随后被传递给发电机用于产生电力。在具有齿条和齿轮机构或者类似机构的实施方式中，借助潮汐的上升和下降都能产生能量。

作为非限制性实施例，发电机可以是固定磁体(或者永磁体)发电机。固定磁体发电机包括固定在转轴上的永磁体，并且所述永磁体的旋转在所述发电机内的静止电枢中感应电流。所述电枢包括位于所述永磁体的磁场内的一个或者多个金属线/线圈，使得所述磁体的旋转在所述电线中感应电流，从而产生电力。所产生的电力可被传递到存储设施或者直接传递给消费者以供消耗。固定磁体发电机可适用于使用轴的较低转速来产生电力，诸如低于1000RPM的转速。由于固定磁体发电机与传统发电机相比可以在更低的转速下产生电力，因此可以使用直接驱动方法将定向转换器可操作地耦接到发电机上。直接驱动方法涉及例如通过链条将定向转换器直接耦接到发电机上，不使用齿轮机构或者齿轮箱将定向转换器的RPM转换成用于发电机的不同的RPM输入。在一个例子中，其上固定有滚筒的轴可以包括齿轮，所述齿轮通过链条可操作地耦接到固定磁体发电机的轴上的齿轮。当滚筒转动由此导致其上固定有滚筒的轴也转动时，链条将旋转动力直接传送给固定磁体发电机的轴，使所述永磁体旋转并在电枢内感应电流，以产生用于存储或者消耗的电力。固定磁体发电机可以具有在1kW至1MW或者更高的范围内的输出(作为潜在的实际实施方式，能够使用5-6MW的发电机)，但是本领域普通技术人员将认识到，任何合适的发电机都可以用于将潮汐的上升和下降和/或由于潮汐活动导致的水的涨落转换成电力。可用于本发明的示例性发电机是在125RPM下额定输出为15kW的Ginlong科技公司的GL-PMG-15K发电机。在一个特别可行的实施方式中，100kW发电机可以用于本发明，作为对本文中所描述的发电机的补充，或者用于代替本文中所描述的发电机。在本发明范围内的其它示例性发电机在2014GE电力转换产品目录的发电机部分中讨论过。

位移容器可以进一步包括作为定向转换器的曳力能转换器，其中，所述曳力能转换器能够被至少一根锚索或者驱动线缆接合并且耦接至发电机。当潮汐发生变化时，由于潮汐活动期间水的涨落导致的潮流可能会相对于初始起点横向地拖曳位移容器(以及随着潮汐而上升或者下降)。其它洋流，诸如由风或者水中的热差引起的那些洋流，可以进一步促进位移容器的横向拖曳。在一个实施方式中，曳力能转换器可以包括通过齿轮机构连接到发电机上的主轴或者可旋转滚筒，其中，至少一根锚索围绕所述滚筒卷绕。当由于潮汐活动期间水的涨落所引起的水流将位移容器从初始起点横向地拖曳时，所述位移容器的横向运动将导致锚索在滚筒上施加张力，并且滚筒将会旋转。当滚筒旋转时，滚筒的旋转动能通过齿轮机构传送给发电机，使得可以根据需要将旋转动能转换为将被消耗或者存储的电能。当潮汐再次改变并且位移容器在相对于固定位置(大体相反的)不同方向上横向运动时，锚索上的任何松弛都可以借助任何常规机构(例如马达或者弹簧)卷绕回到滚筒中。

在另一个实施方式中，定向转换器可以包括多个滚筒和多根线缆，以便在多个方向上利用横向运动来发电(将在下面进一步讨论)。例如，可以在位移容器上或者在岸上的不同点处或者以上两者的混合，设置两个滚筒—每一个滚筒都附接到至少一根锚索上—使得当位移容器沿第一方向横向地移动时，第一锚索从第一滚筒上退绕，从而造成第一滚筒旋转。当位移容器沿第一横向方向移动时，第一滚筒的旋转被传递到发电机以产生电。当沿第一横向方向移动时，第二锚索可获得松弛。所述定向转换器可以包括控制机构(例如，弹簧或者马达)以将所述第二锚索卷回到第二滚筒上。替换地，两个滚筒可以操作性地耦合，从而当第一滚筒上的锚索退绕时，第二锚索可以自动地重新卷绕在其滚筒上，从而当位移容器沿另一方向/相反方向移动时第二锚索准备好退绕。

当位移容器沿第二方向横向移动时，随着第一锚索通过控制机构卷回到第一滚筒中，第二锚索可以从第二滚筒上退绕，从而使第二滚筒旋转。当位移容器沿第二横向方向移动时，第二滚筒的旋转被传递给发电机，该发电机产生电力。当位移容器在第一方向上再次移动时，第二锚索可以被卷回到第二滚筒中。因此，可以在行进的两个大体方向上发电。根据这些概念，如果位移容器在其它方向上横向移动，则可以使用更多的滚筒来捕获能量。

位移容器可以进一步包括从位移容器的外表面延伸出来的拖动板。拖动板可以增加由潮汐活动造成的水的涨落引起的曳力(或者由其它洋流引起的曳力)所作用的表面积，从而允许位移容器借助水的涨落更有效地横向移动。拖动板可以从位移容器的外表面沿大体向下的方向延伸。拖动板可以具有介于1英尺和100英尺之间的高度。在一些实施方式中，拖动板的高度可以为5英尺，但是本领域普通技术人员将认识到，拖动板可以具有任何合适的高度以捕获额外的曳力。拖动板的厚度可以介于0.1英寸和24英寸之间，但是本领域普通技术人员将认识到，可以使用任何合适的厚度。拖动板可以具有与位移容器大致相似的宽度，或者拖动板可以比位移容器的宽度更窄。拖动板可以由任何合适的材料制成，诸如上面关于位移容器所讨论的那些材料。拖动板可以具有扁平形状，或者包括构造成捕获曳力的一个或者多个非扁平侧面。在一个例子中，拖动板的侧面可以包括抛物线型形状，内凹型形状或者拱起切口。

通常，拖动板可以由一种或者多种材料制成，所述材料适合于抵抗来自潮汐活动的涨落和/或其它涌流的曳力。在一个例子中，拖动板可以由挤压金属片或者板制成。

位移容器可以包括控制机构，使得所述控制机构可以将所述拖动板从所述位移容器展开和缩回。例如，拖动板可以在第一位置被存储在位移容器中。控制机构可以在指定时间将拖动板可控地展开到第二位置，诸如当存在强水流条件的时刻。如果不需要拖动板，则控制机构可以将拖动板缩回到位移容器中。控制机构可以包括由位移容器产生的能量供应动力的液压装置或者电动马达。

位移容器可以进一步包括控制机构以控制拖动板的表面积。拖动板还可以包括位于拖动板内的具有任何适当尺寸的“窗口”，所述“窗口”可以被可控地打开或者关闭以调节作用在位移容器上的所需曳力。可以通过在拖动板中切割一个或者多个开口来制造这样的窗口，并且平行于窗口而固定能够可滑动地闭合该窗口的第二面板。例如，液压冲头可以打开和关闭拖动板中的窗口(或者通孔)，以改变潮汐流相互作用的表面积。一旦启动，液压冲头就可以在拖动板的窗口或者通孔上平移平板，以增大拖动板的表面积，并且由此增加位移容器所经受的曳力。另外，液压冲头可以从拖动板的窗口或者通孔缩回平板，以减小拖动板的表面积，从而减小位移容器所经受的曳力。

位移容器可以进一步包括深度控制机构，以允许位移容器可控制地改变其在水中的操作深度，使得它可以以“安全”深度操作以避开水中的物体，诸如船的龙骨、螺旋桨和舵或者其它位于水中的装置。在一个例子中，深度控制机构可以包括位移容器内的一个或者多个压载舱。当位移容器需要增加其深度时，压载舱可以充满水。为了减小其深度或者表面，压载舱可以释放水或者例如使用泵将水泵出。在另一个例子中，深度控制机构可以包括一个或者多个水平的或者竖直的平面，以便朝向湾底/洋底或者朝向水面操纵或者倾斜所述位移容器。所述一个或者多个平面可以附接到位移容器上的任何合适位置，诸如位移容器的侧板。水平平面可以在连接到位移容器的时候围绕一轴线旋转，以便当位移容器在水中移动时改变其俯仰角并且增加或者减小其深度。深度控制机构可以允许位移容器在指定时间可控地沉入水下并且在随后的时间浮上水面。位移容器所实现的深度可以从水面变化到水面下方超过100英尺。

潮汐能产生组件可以包括可旋转的位移容器。如上所述，位移容器通过锚索耦接到定位在固定位置的定向转换器。因为水的速度和方向在潮汐周期期间变化，所以可以旋转位移容器以相对于水的流动来定向其自身，以便根据主导的水流条件，使由位移容器捕获的水的力最大或者以其它方式控制由拖动板所捕获的力的大小。

可以使用附接到位移容器侧面的控制线缆来实现该旋转—形成“笼头”—使得控制线缆的长度的缩短或者释放允许位移容器翻转、旋转或者以其它方式改变拖动板相对于水流的角度。可以使用任何合适数量的连接点将控制线缆附接在位移容器的端部或者侧面，以将位移容器连接到锚索。在下面更详细描述的例子中，位移容器包括四个连接点，所述四个连接点对应于四根单独的控制线缆，并且所述连接点可以大体位于位移容器的角落处。在下面更详细描述的另一个例子中，位移容器可以包括冗余控制线缆(以及，如果需要的话，冗余控制机构)，使得位移容器可以具有八根大体连接在位移容器的角落处的控制线缆。控制线缆可通过控制机构附接到位移容器，所述控制机构诸如是马达或者绞盘，例如，构造成独立地或者协同地控制(即，调节)控制线缆的长度。控制机构可以安装在位移容器中或者安装在位移容器上。继续上述例子，四个控制机构可以安装在位移容器上的四个连接点的每一个上，以独立地控制四根控制线缆。控制机构可以延长或者缩短控制线缆，导致容器旋转并由此减小或者增加附接在控制线缆上的位移容器的端部与锚索之间的距离。在另一个实施方式中，位移容器可以包括连接到冗余控制机构的冗余线缆，以确保在线缆断裂或者控制机构发生故障的情况下的可操作性。

所述笼头—或者一系列的控制线缆—可以包括任何合适数量的控制线缆，并且每根控制线缆都可以在连接点处连接到位移容器。沿位移容器的示例性连接点可以包括位移容器的端部、角落或者侧面。如上所述，控制机构可以在连接点处附接到位移容器上，并且每个控制机构均可将位移容器连接到单独的控制线缆上。由于每个控制机构都可以独立地缩短或者延长(卷绕或者退绕)其各自的控制线缆，因此所述笼头可以控制位移容器在水中的方位。特别地，所述笼头可用于改变位移容器相对于水/水流的迎角，例如，偏摆、俯仰和/或滚转。例如，可以改变位移容器的俯仰度，以沿向下的方向指引位移容器，从而使位移容器沉入水中或者在已经沉入水中的情况下更深地潜入水中。作为向下指引位移容器的方法的例子，通常位于位移容器顶部的一个或者多个控制机构可以收卷控制线缆。另外地，或者任选地，一个或者多个通常位于位移容器底部的控制机构可以展开控制线缆以实现位移容器的俯仰度的变化。可以使用类似的方法向上旋转位移容器，以使位移容器浮出水面或者减小位移容器在水中的深度。

任选地，位移容器可以进一步包括至少一个臂部，所述臂部耦接到所述位移容器并从所述位移容器中伸出。臂部可以用于容纳和保护从位移容器延伸到锚索的控制线缆，如上文所述。当臂部内的控制线缆延长或者缩短，从而旋转位移容器时，所述臂部可以枢转并改变其从位移容器延伸出来的角度并且由此在控制线缆拉长或者缩短时不会干扰位移容器的旋转。因此，所述臂部可以由任何合适的用于实现线缆的功能而不产生干扰的材料制成。例如，所述臂部可以包含聚合物，诸如聚氨酯泡沫。

控制线缆允许位移容器围绕竖直轴线旋转，并且因此调节(捕获或者减小)由多个方向上的水流施加在拖动板上的曳力的大小，由此也控制所产生的电量。当位移容器旋转时，位移容器上的任何拖动板也旋转，由此可控制地调节暴露于水的力的拖动板的表面积。例如，如果位移容器从垂直于水流的方位旋转到相对于垂直线成锐角的方位，则可以在拖动板上施加来自水流的较小的力。因此，较小的力将被传递到定向转换器，并且发电机最终将会产生较少的能量。

在操作中，位移容器位于水中，使得拖动板的一个侧面捕获由施加在拖动板上的压力导致的曳力，所述压力是由于水逆着拖动板流动产生的。为了实现位移容器的旋转，第一控制机构可以卷起或者释放第一控制线缆，使得位移容器的一个侧面改变其相对于锚索的距离。在位移容器具有多根控制线缆的情况下，第一控制机构可以卷绕(或者释放)第一控制线缆，同时第二控制机构释放(或者卷绕)第二控制线缆，再次允许位移容器改变其相对于锚索的方位。这样的控制线缆可以容纳在臂部内，当位移容器由于控制线缆的拉长或者缩短而在水中旋转时，所述臂部围绕位移容器摆动。当位移容器垂直于水流时，其承受最大的曳力。当位移容器远离垂直线旋转一定角度时，拖动板可能经受较小的曳力，从而允许可控地调节施加在位移容器上的曳力的大小。

在本发明的另一方面中，本文所描述的位移容器可以使用其它合适的机构来替换，用于捕获由于潮汐活动引起的水的涨落和/或其它涌流流动。这些机构可以包括具有一个或者多个螺旋桨、转子或者叶轮的涡轮机。替换地，可以使用具有前述构造中的其中一种的涡轮机阵列来代替位移容器。在该方法中，系统享有由潮汐流和/或其它水流引起的涡轮机旋转以及如上所述的陆基发电机定位的益处。

在任何情况下，涡轮机可以锚定到或者附接到海底/湾底，或者可以借助如上所述的浮选设备漂浮在水面上或者水面附近。涡轮机可以借助耦合机构耦合到位于水下的滚筒上(或者，在涡轮机漂浮在水面上的情况下耦合到位于水面上方的滚筒上)，所述耦合机构可以是例如链条或者线缆。当水流经过涡轮机时，涡轮机旋转，使滚筒旋转并卷绕或者退绕锚索。锚索可以沿着海底/湾底延伸并且可以耦接到位于陆地上的定向转换器。所述定向转换器可以基本上类似于本文所描述的定向转换器，并且因此将从锚索传送到定向转换器的机械能转换为电能以供存储和/或消耗。

利用潮汐的上升/下降产生能量

在本发明的一个基本方面，潮汐能转换组件利用潮汐的竖直上升/下降来发电。潮汐能转换组件包括经由至少一根锚索锚定到固定位置的位移容器。随着潮汐的上升和下降，固定位置和位移容器之间的距离发生变化，使得力施加在支撑在位移容器上的定向转换器上(如下文进一步讨论的那样)。定向转换器将该力转换成机械能(例如，旋转能量)，并且机械能被传递给发电机用于发电。

图1A示出了根据示例性实施方案的潮汐能转换组件100的横截面。潮汐能转换组件100包括附接多根锚索103a-103c的位移容器102和连接到固定位置106上的锚固件108a-108e上的锚索105a和105b。锚索103a-103c中的每一根都具有第一端(例如，在闩锁107a-107e处)、第二端(例如，在连接器111处)，以及在第一端和第二端之间的长度。每根锚索105a和105b都具有在锚固件108e和108d处的第一端和在连接器111处的第二端。在这个实施方式中，位移容器102容纳耦接到锚索103a-103c以及105a和105b上的定向转换器109以及发电机116。定向转换器109包括具有连接器111的驱动线缆110，驱动线缆110的一端耦合到锚索(经由连接器111)，另一端耦合到滚筒113。虽然图1A示出了位于位移容器内的这些部件，但是本领域普通技术人员可以理解，相同的部件可以位于位移容器的外部，如下文将要详细描述的。

锚索103a-103c在各自的闩锁107a-107c处从位移容器102延伸出来，并穿过锚固件108a-108c以到达连接器111。每个锚固件108a-108e都具有嵌入固定位置106的尖端和位于另一端的锚索可以从中穿过的眼环。锚固件108a-108c紧固在固定位置106中，所述固定位置106可以是海床或者位于湾底/洋底上方的平台。本领域普通技术人员将认识到，能够在沿着位移容器102的表面的任何点处将任何合适数量的线缆附接到位移容器102，并且可以使用任何合适数量的锚固件来紧固锚索103a-103c。连接器111可以是，例如，金属环、闩锁，或者用于将锚索耦接到驱动线缆110的任何合适的装置。或者，在图1A中未示出，锚固件可以包括滑轮，锚索从滑轮中穿过以帮助减小摩擦。

潮汐能转换组件100进一步包括锚索105a和105b，锚索105a和105b的一端分别附着在锚固件108d和108e上，另一端附着在定向转换器109上。虽然图1A示例了锚索103和105的混合使用，但是本发明设想只有多根锚索103的装置或者只有多根锚索105的装置。

位移容器102可以部分地或者全部地中空，并且基本上或者完全地不透水，使得其漂浮在水中。然而，可以使用其它非中空的实施方式。在该实施方式中，通过漂浮在水面118上或者在水面118附近，位移容器102相对于固定位置的高度或者距离119a随着潮汐的上升和下降而改变。例如，随着潮汐的上升，位移容器102和固定位置之间的竖直距离119a增大。相反，随着潮汐的下降，位移容器102和固定位置之间的竖直距离119a减小。

在图1A中，定向转换器109附着到至少一根锚索并且被容纳在位移容器102之内或者之上。由于附着在锚索上，所以定向转换器109将由上升潮汐引起的位移容器的竖直上升中的力捕获成机械能，该机械能可以被转换/传递给发电机116。因此，定向转换器可以利用驱动线缆110连同驱动齿轮112、滚筒113，以及齿轮机构114，从而将由竖直上升所产生的力转换成能够致动发电机116的旋转运动/旋转力。滚筒113可以固定在转换器上的轴上并且连接至驱动线缆110，使得驱动线缆110上的张力将使滚筒113旋转。驱动齿轮112可以固定在与滚筒113相同的轴上，并且操作性地耦合到齿轮机构114，用于最终传递给发电机。齿轮机构114可以包括齿轮倍增装置，诸如齿轮倍增盒，其将较慢的旋转输入转换为较快的旋转输出。例如，齿轮机构114可以采用较大齿轮的较慢旋转并且将该输入旋转转换为较小齿轮的较快输出旋转。另外，齿轮机构114可以将顺时针和逆时针两个方向上的输入旋转转换为用于发电机116的单个旋转方向上的输出。驱动齿轮112或者齿轮机构114可以耦合到发电机116上。

如上所述，驱动线缆110在一端附着到连接器111，连接器111附着到锚索103a-103c以及105a和105b，驱动线缆110在其另一端附着到滚筒113。当潮汐上升时，导致位移容器也竖直上升，驱动线缆110的运动(下文中将对这一点进行进一步讨论)导致滚筒113以及因此驱动齿轮112在顺时针或者逆时针方向上旋转。驱动齿轮112可以包括一个或者多个以齿轮尺寸和齿轮类型的任何合适布置位于轴上的齿轮。例如，驱动齿轮112可以包括固定于轴上的单个链轮，所述链轮可以构造成与链条接合。在另一个例子中，驱动齿轮112可以包括固定在各自的轴上且彼此机械地耦合的具有不同半径的两个齿轮。任选地，驱动齿轮112可以机械地耦合到齿轮机构114。例如，驱动齿轮112可以通过链条或者皮带耦合到齿轮机构。或者，作为另一个例子，驱动齿轮112可以直接与一个或者多个其它齿轮耦合，所述一个或者多个其它齿轮是齿轮机构114的一部分。

图1D示出了具有齿条117a和小齿轮117b机构的替代性定向转换器109的放大视图。齿条117a和小齿轮117b机构耦合到驱动线缆110和驱动齿轮112，或者，替代性地，耦合到齿轮机构114的齿轮上。随着潮汐的上升，通过附着到锚索上，驱动线缆110拉动齿条117a和小齿轮117b机构，使齿条117a沿小齿轮117b平移。小齿轮耦合到固定在轴115上的齿轮上，并且由此小齿轮的旋转使轴115上的齿轮旋转。驱动齿轮112也固定到轴115上，因此由于轴115的旋转而旋转。驱动齿轮112可以耦合到齿轮机构114上，使得通过齿轮机构114将旋转(因此，旋转能)传送给发电机用于发电。该构造可以不使用如上所述的滚筒113，并且可能对于使用在由于潮汐活动导致的水面变化较小的海洋区域中的潮汐能转换组件也是有益的，因为不需要包括大的滚筒和过长的线缆。图1E示出了用于从潮汐的上升和下降捕获能量的齿条117a和小齿轮117b机构的一般实施方案。

如将图1A和图1B相比较所示出的，当潮汐上升时，位移容器102从固定位置106和位移容器102之间的距离119a上升到第二较高距离119b。位移容器的这一上升导致锚索103a-103c的位于连接点107a-107c和它们的锚固件108a-108c之间的部分拉长，同时在锚固件108a-108c和连接器111之间的部分缩短；结果，锚索103a-103c在连接器111上施加向下的力，因此在驱动线缆110上施加向下的力，这会导致在线缆110退绕时滚筒113发生转动。驱动齿轮112耦合到与滚筒113相同的轴上，因此滚筒113的旋转导致驱动齿轮112旋转。驱动齿轮112的旋转被传递到齿轮机构114，齿轮机构114可以将驱动齿轮的RPM转换为更快的RPM输出。齿轮机构114的输出被传递给发电机116，发电机116发电。

由于位移容器竖直地上升，所以当位移容器102随着潮汐上升和下降时，锚索103a-103c穿过锚固件108a-108c的环圈自由地滑动。然而，锚固件108a-108c可以包括滑轮机构，锚索从滑轮机构中穿过以减小锚索103a-103c与锚固件108a-108c之间的摩擦。另外，随着位移容器上升到距离119b，可以借助锚索105a和105b相对于固定位置106固定驱动线缆。当位移容器102相对于固定位置106改变其位置时，锚索105a和105b的固定位置还触发驱动线缆110。锚索103a-103c以及105a和105b的单独功能和共同功能导致驱动线缆110转动滚筒113和驱动齿轮112，从而向发电机116提供机械动力。

在另一个例子中，当潮汐竖直下降时，位移容器102下降，并且锚固点108a-108e和位移容器102之间的竖直距离119a减小。在相反方向上，随着位移容器102随着下降的潮汐竖直下降，任选的框架可以安置在位移容器102的上方并且可以包括附接机构(例如线缆)，所述附接机构耦合到定向转换器109上以捕获由于位移容器102的下降所导致的势能沿相反方向的变化。所述固定框架相对于水的运动是不动的，当位移容器102随着潮汐而竖直下降时，位移容器与所述框架的距离增大，在附着到所述框架的线缆上产生拉力。定向转换器109将该拉力转换为机械能，并将机械能传递给发电机用于发电，因此从落潮中捕获能量。同时，框架和线缆对落潮的作用可以导致滚筒重新卷绕线缆110，使得能够在下一个上升的潮汐周期重复发电。

固定框架可以基本上类似于海上作业中使用的桩驳船。桩驳船或者自升式驳船，是一种能够提供坚固的稳定平台的浮船，用于涉及在水上支撑重型机械或者装备的近海作业。每个桩驳船可以包括至少一个耦合到驳船(通常为驳船的周边)的支撑梁或者支撑管，所述支撑梁或者支撑管被驱动进入海底，以提高驳船的稳定性。

在一种用于在潮汐下降期间捕获势能的替代性方法中，定向转换器109可以包括耦合到轴115上的压缩弹簧，滚筒113固定在轴115上。当由于锚索或者驱动线缆从滚筒113上的退绕导致的滚筒113的旋转压缩弹簧的线圈时，弹簧可存储势能。当位移容器102随着潮汐而下降时，弹簧的线圈可以张开(由于存储在压缩线圈中的力)，造成轴115沿相反方向旋转，并产生旋转能量，所述旋转能量然后被传递到发电机，用于在潮汐下降期间发电。该弹簧机构还将起到重新卷绕(或者收绕)锚索的作用，因此发电顺序能够在下一个上升潮汐时重复。

或者，能够使用小型低功率马达来在下降潮汐期间重新卷绕线缆，从而使组件做好用于下一个到来的潮汐周期的准备。在替代性实施方式中，弹簧可以位于例如齿轮机构内。在这种情况下，弹簧机构可以耦合到齿轮机构中的齿轮的轴上。诸如这样的弹簧机构与滚筒113分离的构造对于维护/修复或者访问定向转换器部件可能是有利的。

在图1A和1B中，发电机116从定向转换器109接收机械动力，利用机械动力发电，并通过导线104输出所产生的电，然后可以将产生的电存储在电力存储设施中，或者发送给电网，供消费者立即使用。在一个实施方式中，导线104可以通过电气连接电缆连接到电力网，电气连接电缆沿海床伸展并且可以布置在锚固件108a-108e处或者其附近。在一个实施方式中，发电机116可以构造成将来自齿轮机构114或者驱动齿轮112的在第一和第二方向上的旋转转换为电能。在另一个实施方式中，发电机116可以将第一或者第二方向上的旋转转换为电能。发电机可以构造成产生直流(DC)电或者交流(AC)电。因此，可以以直流电或者交流电向消费者提供电力。所述发电机可以进一步包括逆变器，用于将直流电转换为交流电。替换地，发电机可以进一步包括整流器，用于将交流电转换为直流电。发电机可以在存储设施(诸如电池)中存储直流电，用于在以后的时间使用或者传递给消费者。潮汐能转换系统可以包括任何其它合适的支撑电气设备，诸如电压调节器或者变压器。

图1C示出了定向转换器109的实施方式的放大视图。如图1C所示，驱动线缆110卷绕在滚筒113周围，滚筒113固定在轴115上。驱动齿轮112也与滚筒113固定在同一轴115上，并且驱动齿轮112可以额外地包括多个齿轮，所述多个齿轮适于将驱动线缆110的运动转换成特定RPM的旋转动能。驱动齿轮112通过链条或者皮带连接到齿轮机构114。驱动线缆110可以由诸如编织钢缆、纤维绳、链条、挤压金属或者聚合物等材料或者任何合适的材料组合构成。驱动线缆110可以以任何合适的方式附接到一根或者多根锚索上，所述方式诸如是闩锁、环、夹具、锥形锁，法兰或者任何其它合适的耦合机构。

图6A示例了定向转换器609的另一个实施方式。特别地，定向转换器609包括固定在轴615上的可转动滚筒613。锚索可以耦接到可转动滚筒上，使得锚索可以围绕滚筒613卷绕或者从滚筒613上退绕。驱动齿轮612也固定在与可转动滚筒613相同的轴615上。驱动齿轮612通过例如链条连接到齿轮机构614，并且齿轮机构614包括多个齿轮614a-614c。在定向转换器609中，齿轮机构614构造为齿轮倍增装置。当驱动齿轮612以第一RPM转动时，齿轮614a将以比第一RPM更快的第二RPM旋转，这是因为齿轮614a具有比驱动齿轮612更小的直径。齿轮614b与齿轮614a固定在同一轴上，并且因此齿轮614b以第二RPM旋转。齿轮614c通过链条耦合到齿轮614b上，并且将以比第二RPM更快的第三RPM旋转，这是因为齿轮614c的直径小于齿轮614b的直径。齿轮机构614还耦合到发电机616，使得滚筒613的旋转通过齿轮机构614传送给发电机616来发电。

图2示例了具有圆筒形位移容器的潮汐能转换组件200。潮汐能转换组件200基本上类似于图1A和图1B的潮汐能转换组件100。在这个实施方式中，位移容器202具有在水面218处或者其附近漂浮的圆筒形状。位移容器202通过锚固件208a-208e锚定到固定位置206上，锚固件208a-208e是通过锚索203a-203e连接的。锚索203a-203e中的每一根都具有从第一端(例如，各自的闩锁207a-207e)延伸到第二端(例如，连接器211)的长度并且穿过锚固件208a-208e。

虽然未在图2中示出，但是定向转换器209耦接到至少部分地位于位移容器内部的发电机，所述发电机与图1中的发电机116类似。当位移容器202上升或下降时，发电机将由定向转换器209供给的机械能(诸如旋转能)转换成电能，并且通过导线204输出电能。

图3示出潮汐能转换组件的系统300。系统300中的每个单独的潮汐能转换组件可以基本上类似于上面一般性描述的或者参照图1A-1C、图2、图4或者图5A-5C所描述的那些装置。系统300包括漂浮在水面318上的位移容器302a-302c。每个位移容器302a-302c都借助锚固件308a-308l通过锚索303a-303d、锚索303e-303h以及锚索303i-3031锚定到固定位置306。锚索具有连接到闩锁307a-3071的第一端以及连接到连接器311a-311c的第二端，并且从锚固件308a-3081中穿过。

每个潮汐能转换组件302a-302c容纳或者支撑定向能量转换器309a-309c，所述定向能量转换器309a-309c可以基本上类似于参照图1A-1C和图6A描述的定向转换器。定向转换器309a-309c机械地连接到发电机，所述发电机基本上类似于参照图1A-1C和图6A描述的发电机。每个发电机通过各自的电线304a-304c输出所产生的电能。电线304a-304c可以连接在一起以将所产生的电力传递到电力存储设施或者直接传递给消费者以供消耗。虽然图3仅仅示出了系统中的三个位移容器，但是本发明在能够被联网以发电的系统中包括任何数量的此类装置。可以在所述系统中共同地或者单独地控制每个潮汐能转换组件，例如借助如下所述的在每个潮汐能转换组件上的锁定机构。这样的系统能够产生大量的电，例如数十亿瓦，用于消耗或者存储。

图4示出了具有位移容器的潮汐能转换组件400的替代性实施方式，所述位移容器具有多个腔室或者隔间。潮汐能转换组件400包括位移容器402，位移容器402漂浮在水面418处并且具有以堆叠取向排列的多个内部腔室423a-423h。虽然腔室423a-423h以堆叠取向示出，但是本领域普通技术人员将认识到，腔室423a-423h可以以任何合适的取向布置。内部腔室423a-423h可以由任何合适的材料制成，使得每个腔室可以被充气到指定的和不同的压力，例如，为了适应在增加的深度处的增加的静态流体压力。每个腔室中的压力可以彼此相似或者彼此不同，这取决于作用在潮汐能转换组件400上的外部静态流体压力。此外，腔室423a-423h中的每一个都可以包括基本上彼此相似或者不同的壁厚，这取决于各个腔室所需的压力以适应在增加的深度处的静态流体压力。例如，腔室423d可以包括较厚的壁，使得其能够被充气至更高的压力，而腔室423a可以包括较薄的壁并被充气到较低的压力。位移容器402可以包括在上文和下文中一般性讨论的大致相同的固定位置、锚固件、锚索、定向转换器和拖曳转换器。

内部腔室423a-423h可以由任何合适的材料制成，或者是位移容器402的整体部分，使得每个腔室可以被充气到指定的压力。根据潮汐能转换组件400所需的浮力，每个腔室内的压力可以彼此相似或者彼此不同。此外，腔室423a-423h中的每一个都可以包括各自的壁厚。每个壁厚可以基本上彼此相似或者不同，这取决于各个腔室所需的压力。内部隔间可以依次堆叠设置。例如，位于位移容器底部的腔室423d可以包括更厚的隔间壁，使得其能够被充气到较高的压力，而位于位移容器顶部的腔室423a可以包括较薄的隔间壁并被充气到较低的压力，使得位于底部的腔室423d能够承受来自外部环境的较大压缩压力。

作为本发明的另一个方面，在定向转换器109中可以包括锁定机构(未示出)或者旋转限制器，以将位移容器102锁定在固定位置上方的期望距离处。例如，可以将位移容器102锁定在潮汐周期中的低点处，在那里位移容器102靠近固定位置106。当潮汐较高时，例如，当处于涨潮或者接近涨潮时，可以在期望的时间释放位移容器102，从而允许位移容器102在短时间内从固定位置106竖直地上升最大距离。因此，与没有锁定机构的位移容器的逐步竖直上升相比较，锁定机构允许位移容器在相对短的时间间隔内产生最大量的能量。位移容器102的释放时间可以对应于消费者的电力使用峰值时间。因此，锁定机构允许潮汐能转换系统100补偿能量使用峰值时间，而不需要在电力存储设施或者电池中存储所产生的能量。在靠近固定位置的点处锁定位移容器102也可以在短的时间范围内产生大量的电，而不是随着潮汐的逐渐上升和下降。

锁定机构可以耦合到驱动齿轮112或者轴115上，以限制或者抑制驱动齿轮112和/或轴的旋转。或者，锁定机构可以耦合到驱动线缆110上，以限制或者抑制驱动线缆110的平移并将位移容器102锁定在海床上方的期望距离处。在另一个例子中，为了将位移容器102在固定位置106上方的指定高度处锁定在合适位置，锁定机构可以限制或者阻止滚筒113旋转。当滚筒113被限制或者阻止旋转时，位于固定位置106和位移容器102之间的驱动线缆110的长度将不变，因此位移容器102将被锁定在固定位置106上方的指定高度处。锁定机构可以包括制动机构，制动机构被定位成使得其可以控制驱动线缆110(或者锚索)的平移。例如，锁定机构可以包括构造成在驱动线缆110(或者锚索)上施加力的夹具。夹具可以在驱动线缆110上提供夹紧力，使得驱动线缆110的平移被阻止或者提供力使得平移减慢。

在本发明的又一个方面中，附着在框架下方的位移容器可以借助框架保持或者锁定在升高的位置。当潮汐下降时，升降机构将位移容器保持在位于降低的水位上方的升高的高度。当需要动力时，可以释放位移容器，并且位移容器的下落重量将在与升降机构连接的弹簧或者线缆上施加力。定向转换器可以将所述力转换成机械能并将所述机械能传递到发电机上以产生用于存储和/或消耗的电力。释放的时间可以对应于消费者的能量使用峰值时间，从而不需要存储电能。

在本发明的另一个方面，本发明包括以下发电方法：从竖直潮汐运动转换到旋转能量，并且传送所得到的旋转能量，以操作发电机用于发电。随着潮汐上升和/或下降，水面与湾底/洋底之间的竖直距离会发生变化。该距离的竖直变化可以被转换为旋转能量，该旋转能量用于给发电机提供能量以发电。具体地，本发明包括一种从潮汐发电的方法，所述方法包括以下步骤：提供容纳有耦合到发电机的定向转换器的位移容器，所述位移容器距离位于所述位移容器下方的固定位置为第一距离；提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到所述定向转换器上并且所述锚索延伸至紧固在所述固定位置的锚固件，所述锚索具有在所述定向转换器和所述锚固件之间的第一长度；使所述位移容器改变其相距所述固定位置的距离为第二距离，其中所述第二距离大于所述第一距离，并且触发所述定向转换器；以及对所述发电机供给能量。

为了利用潮汐的竖直上升来计算从单个位移容器返回的预期能量，用于能量的产生，必须计算用于单独的位移容器的浮力。公式1示出了用于计算位移容器的浮力的方程，其中F_B是浮力，ΔV是位移容器的排水体积的变化，p_f为水的密度，F_g为重力。通过将位移容器的水线面面积A_wp乘以水的深度的变化h来计算出位移容器的排水体积的变化ΔV，如公式2中所示。

F_B＝p_f*F_g*ΔV (公式1)

ΔV＝A_wp*h (公式2)

当位移容器随潮汐上升时，施加在定向转换器上的力将在位移容器上升到水面的距离上是恒定的。公式3示出了对于在潮汐上升期间产生的单位为焦耳的能量E₁的公式，其中D为水位上升的距离。

E₁＝F_B*(D-h) (公式3)

在位移容器行进距离D-h后，将位移容器浸入水面下的距离h。随着位移容器继续上升，由位移容器排开的水的体积将线性减小到零，提供公式4中所示的平均浮力F_avg。

F_avg＝1/2*p_f*F_g*V (公式4)

公式5示出了用于计算当位移容器上升到水面上方时所产生的单位为焦耳的预期能量的公式。公式6示出了从位移容器的上升所产生的总能量E_total为E₁和E₂的和。

E₂＝1/2*p_f*F_g*V*h (公式5)

E_total＝E₁+E₂ (公式6)

当E_total关于h的导数等于零时，产生的能量最大，得到h等于D的答案。公式7a示出了如果当潮汐处于其最高点时释放，由位移容器产生的最大能量E_max的公式。由于在地球上的许多地区，海洋在一天中经历2次涨潮和2次落潮，因此位移容器每天可以两次向上行进至涨潮的峰值高度，如公式7b所示。

E_max＝1/2*p_f*F_g*A_wp*D² (公式7a)

E_max＝p_f*F_g*A_wp*D² (公式7b)

最后，公式8示出了计算单独的位移容器的单位为瓦特的预期功率(P)的公式，其中E_max为最大能量，且t为时间。

P_expected＝E_max/t (公式8)

作为计算利用潮汐上升产生的力的例子，使用密度为1026kg/m³的海洋水，潮汐会使位移容器升高或者降低20m，根据公式7b，100m×100m×10m的位移容器将产生4.03×10¹⁰焦耳的预期能量。使用公式8，在24小时周期内一个位移容器的预期功率约为454kW。因此，具有100个类似位移容器的系统将产生大约45.4MW的预期功率。

使用漂移/曳力产生能量

在本发明的另一个方面中，潮汐能转换组件利用潮汐活动期间水的涨落所产生的曳力来产生能量。此外，潮汐能转换组件可以利用由其它流体或者水流引起的曳力来产生能量。由于潮汐活动而引起的水的涨落使得潮汐能转换组件相对于固定位置横向漂移。潮汐能转换组件可以基本上类似于如上所述并且在图1A至图1C、图2或者图4中示出的潮汐能转换组件，其包括至少一根附着在位移容器上的锚索，所述位移容器具有定向转换器和发电机。优选地，所述定向转换器和发电机可以定位于远离所述位移容器的位置。来自潮汐的流体可以使位移容器相对于固定位置在水平或者横向方向上漂移，并且可以导致固定位置和位移容器之间的长度发生变化。当定向转换器附着到锚索上时，由位移容器对定向转换器施加力。

图5A至图5C示出了具有位移容器502的潮汐能转换组件500，该位移容器502漂浮在水面518处，并且容纳或者支撑定向转换器509。在这个实施方式中，定向转换器509能够捕获由于潮汐活动引起的水的涨落所导致的潮汐能转换组件的曳力或者"漂移"。通常，潮汐能转换组件500可以基本上类似于图1、图2或者图4中的任何一个的潮汐能转换组件。位移容器502在锚固件508处通过锚索503锚定到固定位置506上。定向转换器509和锚索503可以包括上面描述和例如图1A至图1D和图6A中示出的实施方式中的任何一个。位移容器502进一步包括用于从曳力发电的发电机。在此实施方式中，锚索503具有位于闩锁507处的第一端以及连接至定向转换器509的第二端，所述第一端与所述第二端限定介于它们之间的长度。锚索503从锚固件508(其能够是环或者滑轮)中穿过。

在该实施方式中，定向转换器509包括滚筒513和控制机构520。图5D示出被构造用于曳力能转换的定向转换器509的放大视图。

在图5A中，位移容器502处于以下位点，所述位点位于锚固件508正上方的距离519a处。锚索503具有从位移容器502到锚固件508的长度L₁。潮汐曳力可以使位移容器502相对于其初始位置在横向方向522a上移动。当潮汐竖直上升时，如图5B所示，位移容器502上升到距离519b，其大于距离519a，潮汐将位移容器502推动横向距离H₁。锚索503增加到位移容器502和锚固件508之间的长度L₂。L₂大于L₁，并且519b大于519a。L₁到L₂的距离的增加使定向转换器509的滚筒513旋转。主轴的这一旋转能够传递给发电机来发电。当潮汐返回时，位移容器502返回到锚固件508上方的位置，例如，通过使用位移容器502上的定位系统使位移容器返回。锚索505中的松弛可通过控制机构520进入和存储在位移容器502中，所述控制机构520例如是耦合到滚筒513上的马达或者弹簧。

在图5C中，位移容器502处于潮汐周期中的低点，位于位移容器502与锚固件508之间的距离519c处，并且锚索503具有从位移容器502到锚固件508的长度L₃。当潮汐竖直下降时，如图5C所示，潮汐将位移容器502在方向522b上拖动横向距离H₂，并且位移容器502竖直下降至距离519c。长度L₃可以因下降的潮汐而增加长度。在L₃大于L₁的情况下，长度从L₁增加到L₃导致定向转换器509的滚筒513旋转。该旋转可由发电机捕获以产生电。当潮汐返回时，位移容器502返回到锚固件508上方的位置，例如，通过使用位移容器502上的定位系统而返回。锚索中的任何松弛可以借助控制机构520返回到滚筒513中。

在本发明的一个方面中，当位移容器相对于海床上的第一固定位置沿横向方向漂移时，位移容器502能够沿着海床与不同的位置(例如，不同的锚固件)连接、断开和/或重新连接。最初，位移容器502可以沿着海床借助附着到第一锚固件上的第一锚索锚定到第一固定位置。当由于在潮汐活动期间的水的涨落导致位移容器502在横向方向上移动时，锚索503可以沿着更加接近位移容器的漂移位置的海床，与第一锚固件断开连接并且重新连接到第二位置，诸如第二锚固件。为此，锚索可以包括位于锚索端部的连接机构，所述连接机构将锚索连接到附着至海床的第一锚固件。锚索端部上的连接机构可以与第一锚固件断开连接，经由诸如导缆或者链条的联动机构相对于海床平移，然后重新连接到第二锚固件。例如，连接机构可以包括闩锁、夹子、销、滚动机构，和/或锁。连接机构可以进一步包括诸如马达之类的控制机构，以有助于将锚索与海床上的多个位置连接、断开连接和/或重新连接。联动机构可以将锚索重新连接到位于第二位置的第二锚固件(未示出)。

在本发明的另一个方面中，位移容器502可以包括从位移容器502的外表面之一延伸出来的拖动板521。拖动板521可以增强对潮汐流的捕获和/或允许额外地捕获在水中更深处出现的水流，诸如潜流。由拖动板521所捕获的额外的曳力可以提供额外的力，所述额外的力能够被定向转换器转换成机械能并且最终被发电机转换成电。例如，可以将拖动板521紧固到位移容器502的底面并且沿大体向下的方向延伸。拖动板521可以基本上平行于位移容器的侧面或者相对于位移容器的侧面呈一定角度。拖动板521可以沿所述位移容器的底面的整个宽度或者仅所述宽度的一部分延伸。此外，拖动板521可以包括支撑结构，诸如加强筋，其可从所述位移容器延伸到拖动板521上的任何点。

拖动板521可以包括控制机构，使得所述控制机构可以将拖动板521从位移容器展开和缩回。例如，可以将拖动板521存储在位移容器中的第一存储位置中。所述控制机构可在指定时间可控地展开拖动板521至第二展开位置，所述指定时间诸如是强水流条件存在时的时间。如果不需要拖动板521，则所述控制机构可以将拖动板521缩回到位移容器内的第一位置。第一位置可以替代性地是以下构造：拖动板521基本上邻近位移容器502的表面。拖动板521可以通过围绕铰链旋转而被展开到第二位置，其中，所述旋转由控制机构控制。控制机构可包括液压装置或者电动马达，所述液压装置或者电动马达可以由位移容器502产生的能量来驱动。

在本发明的另一个实施方式中，定向转换器可以包括多个滚筒和多根锚索以利用在多个方向上的横向运动来发电。所述多个滚筒和所述多根锚索可以以多个取向用在位移容器内部或者用在位移容器外部，使得当一根锚索从一个滚筒上展开并操作发电机时，另一根锚索被重新卷绕在不同的滚筒上，准备用于下一个潮汐周期。以此方式，当位移容器沿一个方向漂移时，第一滚筒可以与发电机接合以发电，并且，当位移容器沿不同方向漂移时，第二滚筒可以被接合以发电。容纳在位移容器内部或者外部的多个滚筒和固定在沿着海床或者陆地上的多个位置处的多根锚索的这种特定构造可以允许位移容器利用由于在潮汐活动期间的水的涨落造成的位移容器在多个横向方向上的横向运动。可选择地，所述两个滚筒可以可操作地耦合，使得当第一滚筒上的锚索展开时第二锚索可以自动地重新卷绕在其滚筒上，从而为当位移容器在另一方向/相反方向上移动时而展开做准备。

例如，可以将两个滚筒——每一个都附着到至少一根锚索上——设置在位移容器中，使得当位移容器沿第一方向横向移动时，第一锚索从第一滚筒上展开而使第一滚筒旋转，而第二锚索(固定到第二固定位置)可以借助例如控制机构(例如，弹簧或者马达)被卷绕到第二滚筒中。当位移容器沿第一横向方向移动时，由于第一锚索展开而引起的第一滚筒的旋转被传送到发电机以产生电力。随着潮汐活动期间的水的涨落导致位移容器沿第二横向方向漂移时，如上所述，当第一锚索借助控制机构卷回到第一滚筒时，第二锚索从第二滚筒展开，使第二滚筒旋转。当位移容器沿第二横向方向移动时，第二滚筒的旋转被传送给产生电力的发电机。当位移容器在第一方向上再次移动时，第二锚索可以被卷回到第二滚筒中。因此，能够在沿两个大体方向的行进期间产生电力。

图22示出了根据本发明的用于双向发电的一般方法，其中位移容器位于潮汐活动区域中的两个大致固定的位置之间，至少一个发电机和至少一个定向转换器安装在位移容器或者任意固定位置之一上。与其它单向发电实施方式相比，该双向发电方法可允许两倍的发电能力。在一个实施方式中，发电机安装在位移容器2202上并且经由两个定向转换器耦合到第一固定位置2206a和第二固定位置2206b上，使得当潮汐活动引起位移容器向第一固定位置2206a移动时，发电机在一个方向上转动，并且当潮汐活动引起位移容器向第二固定位置2206b移动时，发电机在相反方向上转动，从而在每个潮汐周期的涨潮和落潮两个区段都产生电力。在该实施方式中，发电机可以耦合到能够在任一旋转方向上转动发电机的两个滚筒上。发电机和滚筒之间的耦合可以包括一对线缆，其中，每根线缆的其中一端紧固到其中一个固定位置上，另一端以相反的顺时针方式缠绕在其中一个发电机滚筒上。当位移容器2202沿第一方向移动时，发电机沿第一旋转方向转动，并且，当位移容器2202沿相反方向移动时，发电机在相反的旋转方向上转动，结果是(除了滞潮)发电机基本恒定地产生电力。

在又一个实施方式中，发电机和定向转换器可以安装到第一固定位置并且耦合到位移容器和第二固定位置两者上，使得当潮汐活动引起位移容器2202在第一方向上移动时，发电机和定向转换器沿一个旋转方向旋转，并且当潮汐活动引起位移容器2202沿相反方向移动时，发电机和定向转换器沿相反的旋转方向旋转，从而在整个潮汐周期(即，涨潮和落潮)中产生电力。在这里，再次指出，发电机具有两个滚筒，并且，线缆从一个滚筒延伸到紧固在位移容器上的固定点，然后到位于第二固定位置的滚筒(或者类似的旋转机构)，然后又到另一个发电机滚筒。当位移容器2202在一个方向和另一方向上移动时，线缆端部绕它们各自的发电机滚筒沿相反的方向卷绕，以使发电机沿相反的方向旋转。

在又一个实施方式中，发电机和定向转换器可以安装在每个固定位置上并且耦合到位移容器2202上，使得当潮汐活动导致位移容器2202沿第一方向移动时，使两个发电机旋转并产生电力，并且，当潮汐活动导致位移容器2202沿相反方向移动时，使两个发电机(相对于位移容器2202在第一方向上移动期间它们的旋转，在相反的旋转方向上，但不一定相对于彼此)旋转以便在整个潮汐周期中产生电力。在该方案中，单根线缆的两端都固定在位移容器上并且缠绕在两个定向转换器的滚筒上，以使两个滚筒在位移容器2202的任何运动期间旋转。在该实施方式中，结果可能是在每个潮汐周期期间发电量的两倍。

因此，潮汐能产生组件2200具有设置在相对的固定位置2206a和2206b上的两个定向转换器2209a和2209b以及将两个定向转换器2209a和2209b连接到位移容器2202的锚索2203。在图22中，位移容器2202包括拖动板2221并且当位移容器2202因水流作用在第一方向2222a上行进时通过展开耦合到第一定向转换器2209a中的发电机的滚筒来发电。当潮汐改变水流方向时，位移容器2202可以沿与第一方向相反的第二方向2222b行进。当位移容器2202在第二方向2222b上行进时，通过展开耦合到第二定向转换器2209b中的发电机的滚筒，位移容器2202也发电。

图6B示出了适于使用如上所述和参照图5A至图5C所描述的漂移或者曳力来产生能量的位移容器框架602。位移容器框架602可以与定向转换器结合使用，所述定向转换器诸如是图6A中所示的定向转换器609。位移容器框架602可以包括浮力机构，使得其可构造成，如本领域中已知的，漂浮在水面上并保持如图6A所示的定向转换器609。位移容器框架602可以包括使用本领域常规的材料来保护框架免受海洋环境侵袭的防水薄皮。位移容器框架602包括流线型的船体并且可以包括拖动板，所述拖动板从位移容器框架602的底部延伸穿过狭槽730。所述拖动板的作用将类似于以上参照图5A至图5C所描述的拖动板。

图6C示出具有薄皮的位移容器602。位移容器602可以包括如上参照图6B所述的由防水薄皮覆盖的结构或者框架。所述薄皮可以由金属、复合材料、聚合物，或者能够经受海洋环境侵袭并且能够承受由潮汐活动产生的水的涨落而造成的曳力的任何其它合适的材料。位移容器602进一步包括如上参照图5A至图5C所描述的拖动板612。在本实施方式中，锚索603在拖动板612的两侧连接至拖动板612。沿着拖动板612的与锚索603连接的位置可以对应于位移容器602的质心，使得当流体引起位移容器602漂移时，在保持锚索603上的力的同时，位移容器602在水中保持相对稳定。锚索603的另一端可以耦合到如上所述的至少一个定向转换器和至少一个发电机。定向转换器和发电机可以位于陆地上或者位于海洋中的平台上，下面将参照图8和图9对此做出更详细的描述。

在另一个实施方式中，如图7所示，位移容器752本身可以是拖动板(例如，没有图7B所示的位移容器框架)。例如，位移容器752可以是中空板，所述中空板具有密度小于水的压舱物，使得中空板位移容器保持漂浮在水中。所述压舱物可以是固定在位移容器752上的海底压舱物，以产生额外的浮力从而保持位移容器在水上漂浮。在一个实施方式中，由位移容器752产生的浮力可以大约等于位移容器752的重量，使得位移容器752在湾底/洋底上方的一定高度处保持漂浮。位移容器752可以以任何构造连接到锚索753(例如，位于位移容器的角落处)，使得位移容器752保持对由水的涨落引起的力的捕获。两个或者更多个这样的位移容器可以通过例如焊接连接在一起以产生更大的位移容器，从而达到所期望的任何尺寸。如果两个或者更多个这样的位移容器连接在一起，则可以借助例如支柱将所述两个或者更多个位移容器间隔开，以限定位移容器中的间隙或者窗口。

位移容器752可以包括浮选设备760，浮选设备760构造成指示位移容器752的位置、提供GPS信息，和/或提供额外的浮力。位移容器752或者浮选设备760可以包括处理模块或者逻辑模块，所述处理模块或者逻辑模块构造成将关于潮汐能转换组件的信息传递给操作者。例如，处理模块或者逻辑模块可以记录与流体速度、位移容器的速度、位移容器的位置、系统的效率及浮力相对应的数据。处理模块可以耦合到例如位于位移容器或者浮选设备760上的发射器，使得处理模块可以使用发射器向操作者发送所记录的数据。发射器可以是本领域已知的无线发射器/接收器。

图8示出在固定位置806处具有定向转换器809a-809f和发电机816a-816f的阵列的位移容器802。在本实施方式中，一个位移容器802耦合到多根锚索803a-803f并且每根锚索都耦合到固定在固定位置806处的各自的定向转换器809a-809f。作为例子，固定位置806可以是陆地、桥墩、位于海洋中的锚固到海底的平台，或者海底。在图8中，固定位置是邻近位移容器所处的水体的海岸(陆地)。此外，在考虑了本公开之后，本领域普通技术人员将认识到，固定位置可以是任何合适的地块或者位于可移动位置上，诸如深入内陆的区域或者位于起重机上，以尤其提供不受风暴引起的洪水和海浪破坏的保护。因此，本文中所描述的定向转换器可以定位在任何合适的固定位置，使得一根或者多根锚索可以将一个或者多个定向转换器耦合到水中的一个或者多个位移容器。

定向转换器809a-809f中的每一个可以基本上类似于如上所述的定向转换器。例如，每个定向转换器809a-809f可以包括滚筒813a-813f，各自的锚索803a-803f围绕滚筒813a-813f缠绕。此外，每个定向转换器809a-809f相对于位移容器802的运动可以独立地接合(或者分离)以产生电。当潮汐活动的涨落使位移容器802漂移远离固定位置806时，每根锚索将在各自的滚筒813a-813f上施加力，使滚筒813a-813f旋转。滚筒813a-813f固定在包括驱动齿轮812a-812f的轴815a-815f上，驱动齿轮812a-812f耦合到齿轮箱814a-814f，齿轮箱814a-814f可以基本上类似于如上所述的齿轮箱。当滚筒813a-813f旋转并接合时，驱动齿轮812a-812f可以旋转并向齿轮箱814a-814f传送机械动力。接合的齿轮箱814a-814f可以将来自驱动齿轮812a-812f的输入RPM转换为不同的RPM输出，以传递到发电机816a-816f。接合的齿轮箱814a-814f耦合到发电机816a-816f，发电机816a-816f可以是例如如上所述的固定磁体发电机。接合的齿轮箱814a-814f将机械动力传递给发电机816a-816f以产生可存储在存储设施824中的电力，存储设施824可以包括一个或者多个电池。电力可经由导线804传递到电网，使得其可被分配给消费者以被消耗。当一个定向转换器脱离时，相应的滚筒仍然可以在位移容器和锚索运动时旋转，但是驱动齿轮、齿轮箱或者发电机可以被定位和脱离，使得相应的发电机不产生电力。

当潮汐活动的涨落使位移容器802朝着固定位置806漂移时，控制机构可以收回锚索803a-803f上的多余的松弛。控制机构可以基本上类似于如上所述的控制机构。例如，控制机构可以是耦合到滚筒813a-813f的弹簧或者马达。

在一个实施方式中，发电机816a-816f中的每一个都可以具有相似或者不同的电气额定输出。例如，发电机816a-816f中的每一个都可以在125RPM下具有15kW的电气额定输出。或者，发电机中的每一个都可以具有不同的电气额定输出。例如，发电机816a-816f可以在1kW、5kW、l0kW、15kW、20kW和25kW下具有不同的电气额定输出。在另一个例子中，发电机816a-816f可以具有15kW的相似的电气额定输出。

作为发电机阵列，一个或者多个发电机(或者定向转换器))可以接合，而其它发电机(或者定向转换器)可以脱离。在较低的流体速度下，较小数量的发电机816a-816f可以接合以产生电力，然而在较快的流体速度下，更多的发电机816a-816f可以接合以产生电力。这种阵列允许一个位移容器产生与作用在位移容器上的潮汐力成正比的电量，所述电量不局限于单个发电机的发电潜力。虽然图8示出了耦合到位移容器802的六个发电机，但是本发明并不限于此数量的发电机，根据位移容器的尺寸、潮汐的预期强度以及固定位置的可用区域，任何合适数量的发电机都可以耦合到位移容器。

在另一个实施方式中，可以借助如上所述的锁定机构将位移容器锁定在离开固定位置的特定距离处，同时，至少一个或者多个发电机在整个潮汐周期中被接合。锁定机构可由例如控制机构释放，从而当控制机构确定了存在足够快的流体以使位移容器以期望的速度移动以产生电时，允许位移容器能够相对于固定位置水平地漂移。可以理解，当因潮汐活动引起的水的涨落导致流体速度发生变化时，潮汐能转换组件产生的电量也可以变化。由潮汐活动的涨落引起的流体通常以正弦曲线模式变化，因此所产生的电量也可以以类似的方式变化。本领域的普通技术人员将认识到，所接合的发电机的数量或者接合的发电机的旋转速率可以随着整个潮汐周期中的流体速度和/或潮汐的上升和下降的变化而变化。

图9示出了具有两个在陆地上的定向转换器909a和909b以及滑轮装置926的位移容器902a和902b，所述两个定向转换器附接到单个发电机916上。位移容器902a和902b可以基本上类似于参照图5A至图5C以及图7C和图8所描述的位移容器。位移容器902a和902b中的每一个都连接到锚索903，锚索903围绕位于远离固定位置906的海洋中的滑轮装置926环绕。滑轮装置926可以包括固定在轴上的滑轮，使得锚索903可以穿过滑轮并且可以以小的阻力平移。滑轮机构的轴和滑轮可以固定在海洋中的平台或者其它结构上。锚索903在第一端连接到定向转换器909a，并且在第二端连接到定向转换器909b。所述定向转换器基本上类似于如上所述的定向转换器，并且包括固定在轴915a和915b上的滚筒913a和913b，轴915a和915b包括驱动齿轮912a和912b。驱动齿轮912a和912b可操作地耦合到齿轮箱914a和914b，并且齿轮箱914a和914b可操作地耦合到发电机916。发电机916可以连接到存储设施924，或者通过导线904直接连接到电网。

当潮汐活动的涨落导致位移容器902a和902b沿第一方向朝向固定位置906横向漂移时，锚索903在第一定向转换器909a上施加力，使第一定向转换器909a向发电机816传递机械动力以产生电力。第二定向转换器909b可以通过使用例如与上述类似的控制机构而收回锚索903中的任何多余的松弛。当潮汐活动引起的水的涨落导致位移容器902a和902b在远离固定位置906的不同的第二横向方向上漂移时，锚索903在第二定向转换器909b上施加力，使第二定向转换器909b向发电机916传递机械动力以产生电力。以此方式，滑轮装置926允许使用由于潮汐活动引起的水的涨落或者其他涌流来产生电力。在替代性实施方式中，第二定向转换器909b可以可操作地耦合到第二发电机(未示出)。第二发电机可以具有与第一发电机916相似的或者不同的电气额定输出。

在图9的替代性实施方式中，锚索可以是连续的环(而不是具有两个端部的锚索)。在该实施方式中，定向转换器是围绕其卷绕锚索的轴(而不是滚筒)。当位移容器朝向或者远离固定位置漂移时，拉动锚索的一个方向，锚索被构造成转动所述轴，并且所述轴的这种运动被构造成为一个或者多个发电机提供能量。

在另一个实施方式中，锚索903的至少一部分可以浸入水下，诸如处于位移容器的所需操作深度处。在该实施方式中，锚索可以在近端处附着在陆地上的固定位置并且可操作地耦合到定向转换器和发电机。从该近端，锚索903的远端部分(包括锚索903的远端)可以通过从一个或者多个连接件中穿过而浸入水下，所述连接件例如是在水下的位于诸如湾底/洋底或者水下平台上的锚固件或者滑轮。锚索903从连接件中穿过以后，位移容器可以在沿着锚索903的远端部分的任何点处耦合或者在锚索903的远端处耦合。当位移容器沿相对于固定位置的第一横向方向移动时，如上所述，锚索903可以被启动以发电。位移容器可以附着到多个如上所述的水下锚索上。其他这些水下锚索的近端可以附着到其它固定位置，并且可以可操作地耦合到处于这些固定位置的其它定向转换器和/或发电机。当位移容器相对于固定位置在另一个横向方向上移动时，其他这些锚索可以被启动以发电。每个定向转换器都可以包括用于重新卷绕线缆的控制机构，如以上所讨论的。

在又一个实施方式中，位移容器可以附着到水下第一锚索903的远端和水下第二锚索的远端，在此情况下，水下第一锚索903沿远离位移容器的一个方向延伸，并且水下第二锚索沿远离位移容器的相反的方向延伸。当水下第二锚索远离位移容器延伸时，第二锚索的远端部分可以从滑轮中穿过，滑轮使该水下第二锚索朝向位移容器和水下第一锚索903返回，水下第二锚索的近端与锚索903附着到同一固定位置。第二锚索的近端可以可操作地耦合到与固定位置处的锚索903相同或者不同的定向转换器和发电机。在这种布置中，当潮汐是落潮和涨潮两者时，能量可以由在位移容器上产生的曳力而产生，因为水下第一锚索将在潮汐落潮时被接合并且水下第二锚索将在潮汐涨潮时被接合。

图10示出了被改变为可旋转的位移容器1000的仰视图，如上文指出的以及如下文进一步解释的。位移容器1000可以被改变为借助上文和下文中描述的浮选设备在水中漂浮。位移容器1000包括具有第一侧面1002a和第二侧面1002b的拖动板1002，所述第一侧面1002a和第二侧面1002b适于从由于潮汐活动引起的水流和/或其它水流中捕获曳力。第一侧面1002a和第二侧面1002b显示为基本扁平的，但可以被改变为具有任何合适的形状以增强(或者减弱)对曳力的捕获，这一点将在下面给予更详细的描述。

为了说明根据本发明的一个方面的控制角度的一般情况，位移容器1000进一步包括从拖动板1002延伸出来的控制线缆1008a和1008b，所述控制线缆1008a和1008b适于可控制地调节拖动板1002在水中的方位。控制线缆1008a和1008b可以通过耦合机构1009在一端耦合到锚索1003上，锚索1003可以进一步在固定位置连接至定向转换器和发电机，如上所述。每根控制线缆1008a和1008b也可以在另一端耦合到安装在位移容器1000上或者内的调节/控制机构(一般地以1020a和1020b表示)，诸如马达和滚筒组件或者绞盘。每个控制机构1020a和1020b可以独立地卷绕和/或释放其各自的控制线缆，以实现位移容器在水中的旋转。例如，第一控制机构1020a可以卷绕(或者缩短)控制线缆1008a，而第二控制机构1020b释放(或者延长)控制线缆1008b，从而使位移容器1000沿顺时针方向旋转，并且可控地调节施加在拖动板1002上的曳力的大小。第一控制机构1020a和第二控制机构1020b也可以通过反向操作以相反(逆时针)方向旋转位移容器1000，即，第一控制机构1020a可以释放控制线缆1008a，第二控制机构1020b可以卷绕控制线缆1008b。据此，本领域普通技术人员还将认识到，单个马达/滚筒或者绞盘可以与安装在相反方向上的线缆一起使用，并且随着滚筒/绞盘转动，一根线缆展开，另一根线缆卷绕起来。通过提供能够在水中旋转以可控地调节施加在拖动板1002上的曳力的位移容器1000，也可以可控地调节由发电机产生的电量。

在另一个实施方式中，拖动板可以耦合到位移容器，使得拖动板可以绕位移容器的轴线旋转。在此实施方式中，控制线缆可以耦合到拖动板，以使拖动板旋转而不使整个位移容器旋转。可替换地，诸如马达之类的控制机构可以耦合到其上固定有拖动板的轴，以控制拖动板的旋转。在又一个实施方式中，位移容器可以包括多个从位移容器的底面延伸到水中的拖动板。在该实施方式中，可以将每个拖动板固定到轴上，使得拖动板可以旋转。控制机构可以耦合到每个轴上，以控制每个单独的拖动板的旋转。

图11A示出了被改变为可旋转的并且具有替代的表面形状的位移容器1102的等轴测主视图，如上文指出的且如下文进一步解释的。位移容器1102包括由浮选设备1160a和1160b支撑的拖动板1121。浮选设备1160a和1160b可以类似于前面参照图7D所描述的浮选设备，并且可以构造成在水面处或者在水面附近漂浮，使得拖动板1121设置在水面下方的指定距离处，从而拖动板1121可以从水流中捕获曳力。在该实施方式中，拖动板1121包括第一侧面1121a和第二侧面1121b，其各具有非扁平形状。在一个例子中，如图11A所示，拖动板1121包括位于侧面1121a和1121b上的抛物线形或者内凹形，以便相比较由扁平板可实现的捕获，能更加有效地增强对于来自潮汐活动和/或潮汐流的曳力的捕获。本领域普通技术人员将从上文中理解，拖动板1121的侧面1121a和1121b可以包括其它合适的形状以增强(或者减小)对施加在拖动板1121上的曳力的捕获。

拖动板1121可以由织物、金属、复合材料、无定形金属合金或者聚合物制成。在构造成在潮汐流相对慢的情况下操作的位移容器的实施方式中，织物拖动板可以是足够的。在潮汐流更强的其它实施方式中，可以优选金属拖动板或者聚合物拖动板。

图11A至图11D所示的位移容器1102具有臂部1138a-1138c。任何合适数量的臂部都可以用在位移容器上，或者位移容器可以根本不具有臂部。在图11A至图11D所示的实施方式中，臂部1138a可以通过铰链1106a耦合到拖动板1121，铰链1106a允许臂部1104a绕拖动板1121摆动。臂部1138b可以类似地通过铰链1106b耦合到拖动板1121，并且可以设置在拖动板1121的与臂部1138a相对的侧面上。第三臂部1138c可以通过与前面对于臂部1138a和1138b所述的铰链类似的铰链耦合到拖动板1121的另一个侧面上。臂部1138a-1138c(在图11A至图11D中概念地示出)可以具有与拖动板1121基本相同的长度D₁，或者可以比长度D₁更长或者更短。优选地，臂部1138a和1138b具有长度，使得它们各自都比长度D₁更长，臂部1138c具有大于长度D₂的长度。当位移容器1102改变其在水中相对于锚索1103的取向时，铰链1106a-1106c允许臂部1138a-1138c围绕位移容器1102摆动。使用在其内包封线缆的多个臂部将起到以下作用：最小化线缆上的磨损、避免线缆的缠结，和/或防止线缆落在驳船或者位移容器下面。

臂部1138a-1138c分别容纳控制线缆1128a-1128c，控制线缆1128a-1128c的一端通过连接件1111在锚索1103的第一端处耦合至锚索1103并且另一端耦合到可驻留在位移容器上或者内的控制机构，这一点将在下文中给予更详细的描述。连接件1111可以包括例如金属环、闩锁、夹子、线缆环，或者任何其它合适的用于将控制线缆1128a-1128c连接到锚索1103的耦合装置。锚索1103在其第二端进一步耦合到定向转换器，如前面参照图8和图9所描述的。如上所述，定向转换器可以可操作地耦合到发电机，并且定向转换器和发电机两者都可以定位于固定位置，诸如陆地或者驳船。上文和下文中描述的任何锚索、定向转换器和/或发电机都可以与位移容器1102一起使用。

在具有臂部的位移容器1102的实施方式中，每根控制线缆1128a-1128c都可以穿过导管(部分地或者全部地)驻留在其各自的臂部1138a-1138c内(下面参照图12A至图12C对此进行更详细的描述)。如图11A至图11D中所看到的，控制线缆1128a-1128c(部分以虚线表示)穿过臂部1138a-1138c，从而在一端分别耦合到控制机构1120a-1120c。控制机构1120a-1120c可驻留在位移容器上或者内，并且可以适于卷绕和/或释放控制线缆1128a-1128c以使位移容器1102在水中旋转。每个控制机构1120a-1120c都可以独立地卷绕和/或释放其各自的控制线缆以改变位移容器的一端与锚索1103之间的距离，从而导致位移容器1102在水中旋转。例如，容纳在位移容器1102内的第一控制机构1120a可以卷绕控制线缆1128a，而容纳在位移容器1102内的第二控制机构1120b可以释放控制线缆1128b，以改变位移容器1102在水中的方位并且顺时针旋转位移容器1102。替换地，第一控制机构1120a可以展开/释放控制线缆1128a，而第二控制机构1120b可以卷绕控制线缆1128b，以改变位移容器1102在水中的方位并且使位移容器1102逆时针旋转。操作人员可以改变位移容器1102在水中的方位，以调节施加在拖动板1121上的曳力的大小，从而可控地调节最终产生的电量。

在一个实施方式中，臂部1138a和1138b可以比长度D₁更长，使得控制线缆1128a和1128b可以远离拖动板1121的任一侧延伸并且在不接触拖动板1121的表面的情况下连接到锚索1103。类似地，臂部1138c可以延伸超过长度D₂，使得锚索1128c可以远离拖动板1121的任一侧延伸并且在不接触拖动板1121的表面的情况下连接到锚索1103。该构造对于防止在操作期间控制线缆1128a-1128c与拖动板1121接触和/或防止在控制线缆1128a-1128c上产生摩擦磨损可能是特别有用的。

虽然图11A至图11D示出了具有控制线缆1128a-1128c的臂部1138a-1138c，所述控制线缆1128a-1128c穿过臂部1138a-1138c中的导管，但是在另一个如上文中参照图10所描述的实施方式中，控制线缆1128a-1128c可以直接附接到位移容器1102上，而不穿过任何臂部延伸。控制线缆1128a-1128c可以直接耦合到驻留在位移容器1102上或者内的控制机构1120a-1120c，诸如位于浮选设备1160a和1160b中的一个或者两个内或者位于拖动板1121内。如上所述，控制机构1120a-1120c可以构造成卷绕和/或释放控制线缆1128a-1128c，以调节位移容器1102相对锚索1103的距离和方位并且使拖动板1121相对于水流以类似于上面关于具有臂部1138a-1138c的位移容器1002的实施方式所述的方法来定向。

在操作中，位移容器1102定位在水中，使得拖动板1121的第一侧面1121a捕获由水流造成的施加在拖动板上的压力引起的曳力。为了实现位移容器1102的旋转，第一控制机构1120a可以单独地卷绕或者释放控制线缆1128a，或者在第二控制机构1120b释放(或者卷绕)控制线缆1128a的同时卷绕或者释放控制线缆1128a。当第一控制机构1120a卷绕(或者释放)第一控制线缆1128a时，位移容器的第一侧面1121a可以改变其相对于锚索1103的距离，从而允许位移容器改变其相对于锚索和水流的取向。在位移容器1102具有可铰接臂部的情况下，当位移容器1102相对于锚索1103改变其在水中的方位时，铰链1106a-1106c允许臂部1138a-1138c相对于位移容器1102自由摆动。当位移容器1102的第一侧面1121a垂直于水流时，位移容器1103可以经受比当位移容器1102以与水流成另一角度定向时更大的曳力。当位移容器1102旋转到非垂直角度时，拖动板1121可以经受较小的曳力，从而允许在操作期间可控地调节施加在位移容器1102上的曳力的大小。能够在水中旋转以改变施加于其上的曳力的大小的这种位移容器1102可以构造成在用电高峰期间捕获较大的曳力并且在非用电高峰期间捕获较小的曳力。除了其它潜在的优点，这种受控可调节性可以有助于减小设备上的不必要的应力并且延长其使用寿命。

图11B示出了图11A的位移容器1102的仰视图。如上所述，位移容器1102包括具有第一侧面1121a和第二侧面1121b的拖动板1121。第一侧面1121a和/或第二侧面1121b可以包括抛物线形状或者内凹形状，所述形状构造成增加对来自水流的曳力的捕获。位移容器1102进一步包括从其延伸并通过铰链1106a-1106c耦合到拖动板1121的臂部1138a-1138c。臂部1138a-1138c各自部分地容纳相应的控制线缆1128a-1128c(以虚线表示)，并且控制线缆1128a-1128c通过耦合机构1111耦合到锚索1103。

如图11B所示，位移容器1102进一步包括止动机构1135a和1135b，止动机构1135a和1135b位于位移容器1102的远离铰链1106a和1106b的相对端。止动机构1135a和1135b构造成限制臂部1138a和1138b的运动范围，使得臂部1138a和1138b不撞击并且不会潜在地损坏拖动板1102。止动机构1135a和1135b可以由任何合适的材料制成，所述材料包括例如橡胶、金属或者聚合物。本领域普通技术人员将认识到，止动机构1135a和1135b可以放置在沿着拖动板的任何点上，以限制臂部1138a和1138b的运动。任选地，可以使用额外的止动机构来限制位于拖动板1121的任一侧面上的第三臂部1138c的运动范围。

图11B至图11D在一起示出了位移容器的旋转。在图11B中，拖动板1121的第一侧面1121a朝向耦合机构1111且侧面1121b远离耦合机构1111。当通过第二控制机构1120b拉长控制线缆1128b并通过第一控制机构1120a缩短控制线缆1128a时，位移容器1102可以顺时针旋转，允许第一侧面1121a远离耦合机构1111旋转以及第二侧面1121b朝向耦合机构1111旋转。位移容器1121的旋转调节可用于捕获水流的拖动板的表面积。

在图11C中，位移容器1102处于图11B和图11D的构造之间的中度旋转。特别地，当控制线缆1128a被驻留在位移容器1102上或者内的第一控制机构1120a缩短(或者卷绕)时并且当控制线缆1128b同时被驻留在位移容器1102上或者内的第二控制机构1120b拉长(或者释放)时，拖动板1121的第一侧面1121a顺时针旋转，如参照图12A至图12C更详细地描述的。

图11D示例了位移容器1102的旋转的完成，第二侧面1121b现在朝向耦合机构1111，并且第一侧面1121a背离耦合机构。在图11D中，与在图11B和图11C中的其状态相比，控制线缆1128a被缩短。相反地，与图11B和图11C中的其状态相比，控制线缆1128b在图11D中被拉长。图11D中示例的位移容器可以以与上述基本相似的方法旋转回到图11B中的状态。

图11E示出了位移容器1102的侧视图。作为对图7D中浮选设备的描述的继续，浮选设备1160可分为两个或者多个隔间1123a和1123b。第一隔间1123a可以构造成防水和/或存储设备，诸如上述的控制机构。第二隔间1123b可以包括保持位移容器1102的浮力的材料，诸如气体，以增加浮选设备1160的浮力。本领域普通技术人员将认识到，隔间1123a和1123b两者都可以构造成存储用于保持浮力和/或容纳设备的材料。

图12A示出了位移容器1202的后视图。位移容器1202包括由浮选设备1260a和1260b支撑的拖动板1221。浮选设备1260a和1260b构造成漂浮在水面处或者漂浮在水面附近，使得拖动板1221设置在水面下方的指定距离处。如图12A所示，浮选设备1260a和1260b包括在水面上方具有第一直径的第一横截面。浮选设备1260a和1260b然后逐渐变细至第二横截面，该第二横截面在水下具有较小的第二直径。

图12A至图12C的位移容器1202进一步包括臂部1238，臂部1238包括桁架状结构。臂部1238可经由铰链1206耦合到拖动板1221，所述铰链1206允许臂部1238围绕拖动板1221摆动。作为一个例子，臂部1238容纳有穿过中心导管1213的控制线缆1228，中心导管1213沿臂部1238延伸并进入浮选设备1260a。穿过中心导管1213，控制线缆1228可以延伸穿过臂部1238，耦合到并存储在容纳在位移容器1202内的控制机构内，诸如在浮选设备1260a内，如参照图7D所描述的。

图12B示出了位移容器1206的俯视图。如上所述，位移容器1202包括具有第一侧面1121a和第二侧面1121b的拖动板1221。位移容器1202进一步包括从其延伸并且经由铰链1206a和1206b耦合到拖动板1221的臂部1238a和1238b。臂部1238a和1238b各自耦合到相应的控制线缆1228a和1228b，并且控制线缆1228a和1228b耦合到锚索1203上。

图12C示出了位移容器1202的侧视图。位移容器1202包括由浮选设备1260支撑的拖动板1221。位移容器1202进一步包括经由铰链1206a和1206b耦合到拖动板1221的臂部1238a和1238b，使得每个臂部1238a和1238b都可以绕位移容器1202摆动。臂部1238a和1238b可以彼此相对地设置在拖动板1221的相对的侧面上。臂部1238a容纳第一控制线缆1228a，第一控制线缆1228a穿过中心导管1213并储存在浮选设备1260a中。臂部1238b类似地容纳第二控制线缆，第二控制线缆可存储在位移容器1202内，例如存储在浮选设备1260内。控制线缆耦合到锚索，锚索还耦合到定位在固定位置的定向转换器和发电机，所述固定位置诸如是陆地或者驳船，如上所述。

如上文中也指出的(例如，图7D)，浮选设备1260可分为两个或者多个隔间1223a和1223b。第一隔间1223a可以构造成防水和/或存储设备，例如构造成用于卷绕和/或释放控制线缆1228a的控制机构1220。控制机构1220可以包括，诸如，马达、绞盘，或者固定在轴上的滚筒和弹簧。第二隔间1223b可以包括用于保持位移容器1202的浮力的材料，诸如气体，以增加浮选设备1260的浮力。本领域普通技术人员将会认识到，任一隔间1223a和1223b都可以构造成存储材料，以保持位移容器1202的浮力和/或容纳控制机构1220。

图13A和图13B示出了具有拖动板1321的位移容器1302的渲染图，拖动板1321具有抛物线形状。位移容器1302基本上类似于前面描述的位移容器并且包括由浮选设备1360a和1360b支撑的拖动板1321，所述浮选设备1360a和1360b构造成漂浮在水面处或者漂浮在水面附近。拖动板1321包括第一侧面1321a和第二侧面1321b，所述第一侧面1321a和第二侧面1321b构造成比扁平拖动板更有效地捕获曳力。特别地，所述第一侧面1321a和第二侧面1321b包括构造成从水流中捕获曳力的抛物线形状。本领域普通技术人员将认识到，侧面1321a和1321b两者不需要包括相同的形状。在一个例子中，第一侧面1321a可以包括抛物线形状，而第二侧面1321b包括扁平表面，诸如图12A-12C中的位移容器1202的侧面1221a和1221b上所示的扁平表面。由于拖动板能够旋转，因此操作者能够选择哪一面朝向水流方向并因此为位移容器提供进一步的可调节性和可控性，从而还调节或者控制发电。

图14A和图14B示出了具有拖动板1421的位移容器1402的渲染图，拖动板1421具有备用表面形状。位移容器1402基本上类似于前面描述的位移容器并且包括由浮选设备1460a和1460b支撑的拖动板1421。拖动板1421包括第一侧面1421a和第二侧面1421b，所述第一侧面1421a和第二侧面1421b构造成比扁平拖动板更有效地捕获曳力。特别地，第一侧面1421a和第二侧面1421b包括位于两个矩形轮廓之间的拱起切口。本领域普通技术人员将认识到，两个侧面1421a和1421b不必是相同的。在一个例子中，第一侧面1421a可以包括拱起切口，而第二侧面1421b包括扁平表面，诸如图12A至图12C中的位移容器1202侧面1221a和1221b上所示的扁平表面。在另一个实施方式中，第一侧面1421a和/或第二侧面1421b可以包括内凹表面。

图15A示出了潮汐能产生系统1500的布局的俯视图，图15B和图15C示出了潮汐能产生系统1500的布局的侧视图，所述系统1500包括位于驳船1501上的位移容器1502和定向转换器1509，驳船1501诸如是工作驳船或者桩驳船。潮汐能产生系统1500包括定位在固定位置处或者定位在固定位置上的定向转换器1509，所述固定位置是漂浮(或者替换地，固定)在水面1518处或者其附近的驳船1501，如本领域所公知的。如果固定在水面1518处，则驳船1501可以包括电缆塔，电缆塔被驱动到水体(例如，洋、湾或者海)底部并耦合到驳船1501本身以防止运动，诸如由于水面处的波浪引起的运动。在另一个实施方式中，驳船可以包括锚固系统以防止驳船漂移。

如上所述，定向转换器1509耦合到锚索，所述锚索从定向转换器1509延伸至位于水中的位移容器。位移容器可以包括本文中描述的任何位移容器，所述位移容器构造成从由于潮汐活动引起的水的上升/下降中捕获能量或者从由于潮汐活动引起的水流或者其它流中捕获曳力。定向转换器1509可以类似于本文中所描述的定向转换器，并且可以包括定位在轴上的滚筒1513和驱动齿轮1512。锚索1503耦合到滚筒1513上，使得锚索1503可以在滚筒1513旋转时被卷绕/展开。在一个实施方式中，张力计1534可耦合到锚索1503上以向操作者提供关于施加在锚索1503上的力的数据。如上所述，驱动齿轮1513可以直接(或者通过齿轮箱间接地)耦合到一个或者多个发电机1516a-1516c。发电机1516a-1516c可以包括本文所述的任何发电机中的一个或者多个，例如，15kW固定磁体发电机和/或100kW固定磁体发电机。

定向转换器1509可以进一步包括反向控制机构1520，以旋转滚筒并卷绕/展开锚索，所述反向控制机构1520例如是马达或者绞盘。除了其他益处以外，这样的控制机构1520对于卷绕锚索1503(并且因此位移容器)返回到驳船1501以进行维护/维修是有利的。潮汐能产生系统1500可以进一步包括液压动力机构1532，其可以向驳船1501上的可能需要液压动力的任何组件提供液压动力，所述组件例如是反向控制机构1520。潮汐能产生系统1500可以进一步包括枢转框架1536以将锚索引导到水面1518的下方。枢转框架1536可以包括一个或者多个滑轮1526a和1526b，其构造成将锚索重新引导到水面1518的下方。

在一个实施方式中，本文所述的潮汐能产生系统中的任何一个都可以包括水平卷绕组件1548，水平卷绕组件1548构造成当围绕相应的滚筒1513卷绕锚索1503时通过引导锚索1503的每一圈围绕滚筒1513紧挨着上一圈来保持锚索1503的均匀缠绕。水平卷绕组件1548可以包括导引机构，导引机构在围绕滚筒1513卷绕锚索1503时引导锚索1503，使得锚索1503均匀地卷绕在滚筒1513上。在一个实施方式中，导引机构可以包括具有锚索从其中穿过的狭槽的板。导引机构可以进一步包括两个或者更多个相对定位的竖直辊，以防止锚索发生横向运动。导引机构可以耦合至一个或者多个轴，所述一个或者多个轴进而耦合到驱动齿轮1512(以及，任选地，齿轮机构)，使得滚筒1513的一个完整旋转引起导引机构沿滚筒的旋转轴线在第一方向上行进滚筒1513的指定长度。导引机构行进的指定长度可以是锚索1513的直径的函数。在导引机构已经行进了滚筒1513的一个全长之后，导引机构可切换其行进方向并且在与第一方向相反的第二方向上移动。在导引机构在第二方向上行进滚筒的长度之后，可以重复该过程。所述一个或者多个轴可包括围绕所述轴以螺旋形布置的凹槽或者螺纹。水平卷绕组件1548可以在第一方向上沿第一凹槽行进，并且在行进滚筒的一个全长之后，所述水平卷绕组件可以沿与所述第一凹槽交叉的第二凹槽行进。

另外，锚索1513可以构造成以一定角度来接近滚筒1513，从而改善锚索寿命和绕线操作(例如，通过防止钩住)。特别地，可以在滑轮1536和滚筒1513之间选择距离D，使得锚索的接近角(在本领域中也已知为偏绕角)对于特定的组件设置是最优的。在一个实施方式中，偏绕角可以在0度和15度之间。在另一个实施方式中，偏绕角可以在0.25度和5度之间。在又一个实施方式中，偏绕角可以在0.25度和1.25度之间。

图16A和图16B示出了潮汐能产生组件1600的渲染图，潮汐能产生组件1600包括位于起重机1601的底座处的定向转换器1609。起重机可以定位在固定位置处或者其上，诸如参照图15A和图15B所描述的在海岸上或者在驳船上。该实施方式对于测试本文所述的位移容器和/或定向转换器中的任何一个可能是特别有用的。定向转换器1609可以基本上类似于本文所述的定向转换器中的任何一种，并且可以经由安装框架1642安装到起重机1601的底座上。除了其它益处之外，安装框架1642可以提供诸如更容易交换出定向转换器原型用于测试等益处。定向转换器1609可以耦合到沿起重机的悬臂1640延伸的锚索，通过附加在悬臂1640的端部上的枢转框架1636(类似于上文所述的枢转框架1536)并且向外到达水中的位移容器。

如上所述，定向转换器1609可以基本上类似于本文中描述的定向转换器。特别地，定向转换器1609可以包括设置在轴上的滚筒1613和驱动齿轮1612，使得滚筒1613的旋转卷绕/展开锚索并使驱动齿轮1612旋转。驱动齿轮1612可以经由连接机构直接地(或者间接地，例如，通过齿轮箱)耦合至一个或者多个发电机1616a-1616c，所述连接机构诸如是链条。在滚筒1613和驱动齿轮1612旋转时，旋转能量被传送给一个或者多个发电机1616a-1616c，从而产生电力。可以以与上文参照图8描述的方式类似的方式接合/分离发电机1616a-1616c。发电机1616a-1616c中的每一个都可以包括本文中所描述的发电机中的任何一个，例如，一个或者多个15kW固定磁体发电机和/或一个或者多个100kW固定磁体发电机。

在本发明的替代性实施方式中，当发电机定位于诸如陆地等固定位置时，可以用其他合适的用于捕获由于潮汐活动引起的水的涨落或者其他流体流动的机构来代替上述位移容器。这种机构可以包括具有一个或者多个螺旋桨、转子，或者叶轮的涡轮机。额外地，可以使用具有前述构造中的一种的涡轮机阵列来代替位移容器。在任何情况下，涡轮机可以锚定到或者附着到洋底/湾底，或者可以借助如上文中更加详细地描述的浮选设备漂浮在水面上或者水面附近。在另一个实施方式中，涡轮机可以安装到驳船上，诸如如上所述的桩驳船上。涡轮机可以借助耦合机构耦合到位于水下的滚筒上(或者替换地，在涡轮机漂浮在水面上的情况下耦合到位于水面上方的滚筒上)，所述耦合机构可以是例如链条或者皮带。滚筒可以经由锚索耦合到定向转换器上，诸如上述定向转换器。定向转换器可以定位在固定位置处或者定位在固定位置上，所述固定位置诸如是陆地或者驳船。

图17示出了包括涡轮机1750的潮汐能产生组件1700，涡轮机1750通过锚索1703耦合到定向转换器1709上，类似于上述实施方式。涡轮机1750可以包括一个或者多个螺旋桨、转子，或者叶轮，其适于捕获由于潮汐活动引起的水的涨落和/或其它流施加在其上的力。涡轮机1750可以经由诸如皮带或者链条之类的耦合机构耦合到滚筒1713a上。当水的流动导致涡轮机1750旋转时，耦合机构使滚筒1713a旋转，从而卷绕或者展开锚索1703。锚索1703可以通过滑轮1726沿着湾底/洋底延伸，并耦合至与定向转换器1709相关联的滚筒1713b，从而使滚筒1713b旋转并且将锚索1703从滚筒1713b上展开。定向转换器1709基本上类似于上述实施方式中的定向转换器工作，并且可以在远离水的任何合适距离处设置在陆地1706上。当滚筒1713b因锚索1703的展开而旋转时，旋转能量被传送给发电机1716，从而被转换成电力。由发电机1716产生的电力可以存储在电力存储器中或者立即传送到电网。

在功能上，涡轮机1750可类似于"水下风车"操作，并且可以适于锚定或者附着在海底/湾底，或者，可替换地，如上文所述，漂浮在水面1718处或者漂浮在其附近。当水流经过涡轮机1750时，螺旋桨叶片旋转，使转轴旋转。所述转轴可以耦合到围绕其卷绕锚索1703的滚筒1713a。随着涡轮机的螺旋桨叶片的旋转，滚筒1713a也旋转，使得锚索1703被卷绕或者展开，从而将机械能传送到定向转换器1709。如上所述，定向转换器1709可以基本上类似于上述的定向转换器，并且可以包括耦合到锚索1703和发电机1716上的滚筒1713b。当锚索1703被涡轮机1750卷绕时，滚筒1713b旋转并将机械能传送给发电机1716，发电机1716将机械能转换为电能。

图18示出了包括涡轮机1850和定向转换器1809的潮汐能产生组件1800，涡轮机1850安装在位移容器1802的拖动板1821内，定向转换器1809安装在位移容器1802上。位移容器1802可以基本上类似于上述的任何位移容器，例如，在图5A至图5D、图7C、图10、图11A至图11E、图12A至图12C、图13A至图13B，或者图14A至图14B中所描述的。如上所述，位移容器1802可以连接到固定位置，诸如陆地或者桩驳船，例如，借助耦合到锚索1803上的控制线缆1828a-1828d进行连接。一个或者多个重新卷绕组件(未示出)可以容纳在固定位置处以控制锚索1803的卷绕并改变(即，增大或者减小)位移容器1802与固定位置之间的距离。位移容器1802还可以包括从位移容器1802延伸到固定位置的电力电缆1804以向位移容器1802传输电力或者传输来自位移容器1802的电力。

每根控制线缆1828a-1828d都可以耦合到各自的控制机构，所述控制机构可以容纳在位移容器1802的隔间1844a-1844c中或者安装在位移容器1802上。控制机构可以独立地控制各自的控制线缆1828a-1828d的卷绕/展开，以实现位移容器1802在水中的操纵。控制机构可卷绕/展开它们各自的控制线缆1828a-1828d以调节位移容器相对于水流/涌流的取向，例如，通过调节位移容器的偏摆、俯仰和/或滚转来实现。例如，可以使用控制线缆来调节位移容器1802的偏摆角，以使位移容器在水中沿顺时针方向旋转。在该例子中，隔间1844a和1844c中的控制机构可以卷绕它们各自的控制线缆1828a和1828c，而隔间1844b和1844d中的控制机构可以展开它们各自的控制线缆1828b和1828d。

如上所述，控制机构还可用于控制所产生的电量。例如，通过远离水流方向将位移容器1802旋转一个角度，可以在拖动板1821(和涡轮机1850)上施加较小的曳力，从而减少由发电机1816产生的电量。

类似于上述其它实施例，位移容器1802包括拖动板1821，拖动板1821沿大体向下的方向从位移容器1802延伸。拖动板1821包括安装在位移容器1802内的涡轮机1850。涡轮机1850可以设置在轴上，并且所述轴可以(例如，通过齿轮机构或者一个或者多个皮带/链条)可操作地耦合到安装在位移容器1802上的定向转换器1809。定向转换器1809可以包括发电机1816，发电机1816可操作地耦合到涡轮机1850，如上文中更详细地描述的。在一个实施方式中，位移容器1802可以包括容纳在拖动板1821内的两个或者多个涡轮机。

在操作中，位移容器位于水中，使得拖动板的一个侧面捕获由于潮汐活动引起的水流(或者其它水下流体)引起的曳力。当水流经过位移容器1802时，涡轮机1850捕获来自水流的曳力并且利用一系列成角度的叶片将所捕获的曳力转换成旋转运动(如本领域所公知的)。涡轮机1850例如通过齿轮机构将旋转运动传递给发电机1816，发电机1816然后将旋转运动转换为电力，如上文中更详细地描述的。电力可以通过电力电缆1804传输到固定位置，在固定位置处电力可以被存储和/或分配给电网。

图19示出了包括涡轮机1950的潮汐能产生组件1900，涡轮机1950直接安装在位移容器1902的底部上。类似于图18中所示的实施方式，位移容器1902通过控制线缆1928a和1928b连接到固定位置，控制线缆1928a和1928b耦合到锚索1903上。锚索可以连接到容纳在固定位置的重新卷绕组件(未示出)。每根控制线缆1928a和1928b可以耦合到定位在隔间1944a和1944b内的各自的控制机构，所述控制机构独立地卷绕/展开每根控制线缆以实现位移容器的操纵。位移容器1902还可以包括将位移容器1902连接到固定位置的电力电缆1904以向位移容器1902传输电力或者传输来自位移容器1902的电力。

类似于图18的潮汐能产生组件，每根控制线缆1928a和1928b都可以耦合到定位在隔间1944a和1944b内的各自的控制机构，所述控制机构可以容纳在位移容器1902内或者安装在位移容器1902上。控制机构可以独立地控制各自的控制线缆1928a和1928b的卷绕/展开，以实现位移容器1902在水中的的操纵。控制机构可以卷绕/展开它们各自的控制线缆1928a和1928b，以调节位移容器相对于水流/涌流的取向，例如，通过调节位移容器的偏摆、俯仰度和/或滚转来实现。例如，可以使用控制线缆来调节位移容器1902的偏摆角以使位移容器在水中沿顺时针方向旋转。在该例子中，定位在隔间1944a内的控制机构可以卷绕其各自的控制线缆1928a，而定位在隔间1944b中的控制机构可以展开其各自的控制线缆1928b。

在任选的布置中，位移容器1902可以包括涡轮机1950，涡轮机1950从位移容器1902的底面延伸到水中。涡轮机1950是现有技术中已知的标准水下涡轮机。在另一实施方式中，涡轮机1950可以安装在位移容器1902的任何合适的侧面。涡轮机1950可以设置在轴上，并且所述轴可以(通过齿轮机构或者一个或者多个皮带/链条)可操作地耦合到安装在位移容器1902上的定向转换器1909。定向转换器1909可以包括发电机1916，发电机1916可操作地耦合到涡轮机1950，如上文中更详细地描述的。在一个实施方式中，位移容器1902可以包括两个或者多个从位移容器1902延伸到水中的涡轮机。

图20A示出了具有拖动板2021的示例性位移容器2002的等轴测图，并且可以类似于例如图5A至图5C、图7C和图8至图10的位移容器。特别地，图20A示出了以模块化部件制造的位移容器2002，以便于位移容器2002的运输。位移容器2002包括第一部分2002a、第二部分2002b，和第三部分2002c，这三个部分可以单独制造并与拖动板2021组装在一起以形成完整的位移容器2002。本领域普通技术人员将认识到，位移容器可以由任意数量的模块化部件制成以形成完整的位移容器。图20A还示出了拖动板2021的底层结构框架(没有“薄皮”或者覆盖物)。薄皮或者覆盖物可以是例如金属板。

位移容器2002可以进一步包括一个或者多个隔间2044a、2044b和2044c。例如，隔间2044a和2044c可以容纳控制机构，诸如绞盘，所述控制机构构造成卷绕/展开控制线缆(未示出)。隔间2044b可以容纳电子装置以操作控制机构和/或容纳电池以给控制机构供电。位移容器2002可以进一步包括天线2046，以便于与在固定位置处的操作者通迅。天线2046可以发射和/或接收数据，例如，用于控制机构的控制信号和来自照相机的视频数据。

图20B示出了具有拖动板2021的示例性位移容器2002的侧视图。如图20B所示，位移容器2002可以包括两根或者多根控制线缆2028a和2028b，其中每根控制线缆2028a和2028b连接到构造成卷绕/展开其控制线缆的各自的控制机构2020a和2020b。控制线缆2028a和2028b可以进一步连接到类似于上述实施方式的锚索和定向转换器。

图21A示出潮汐能产生系统2100，其包括位于锚索2103的一端处的第一位移容器2102a和位于锚索2103的另一端处的第二位移容器2102b。位移容器2102a和2102b可以基本上类似于上文中描述的构造成捕获曳力的那些位移容器(例如，图5A至图5C、图7C、图10至图14，以及图20)。在该实施方式中(在水流以单一方向流动的情况下，诸如在河流中，这可能是特别有用的)，从容纳在诸如陆地等固定位置2106处的定向转换器2109释放第一位移容器2102a。第一位移容器2102a随着水流向下游行进，并通过使耦合到定向转换器2109中的发电机的滚筒旋转而发电，如上所述。在第一位移容器2102a被释放并向下游行进之后，从定向转换器2109释放第二位移容器2102b。第二位移容器2102b也向下游行进并以与第一位移容器2102a相同的方式发电。然而，由于第二位移容器2102b连接到锚索2103，因此，当第二位移容器2102b向下游行进时，第二位移容器2102b将第一位移容器2102a拉回到定向转换器2109(即，向上游)。图21B示出了已经释放第二位移容器2102b并且已经“重新卷绕”第一位移容器2102a向上游回到定向转换器2109的实时快照。在重新卷绕第一位移容器2102a(或者第二位移容器2102b)期间，被重新卷绕的位移容器可以旋转，使得在重新卷绕期间拖动板平行于水流方向以减小曳力。在释放一个位移容器的同时重新卷绕另一个位移容器的该过程可以重复任何次数，以在任何合适的水体(诸如河流)中发电。应当理解，为了最佳地使位移容器向下游行进并产生电力，位移容器2102a的拖动板2121a垂直于河水流动取向，而另一个位移容器2102b的拖动板2121b平行于河水流动取向，如图21A所示。

图23A示出了具有可旋转拖动板2321的位移容器2302。特别地，可旋转拖动板2321可以经由轴2315耦合到位移容器2302的竖直轴线并且可以围绕所述竖直轴线自由旋转。轴2315可以耦合至控制机构2320，诸如马达，所述控制机构2320例如可以构造成控制拖动板2321旋转的角度。

图23B示出了具有多个可旋转拖动板2321a-2321c的位移容器2302。特别地，可旋转拖动板2321a-2321c可以经由轴2315a-2315c耦合到位移容器2302的各自的竖直轴线并且围绕所述竖直轴线自由旋转。每个轴2315a-2315c可以耦合到各自的控制机构2320a-2320c，诸如马达，所述控制机构2320a-2320c例如可以构造成控制其各自的拖动板2321a-2321c旋转的角度。这些构造将起到控制或者辅助控制位移容器的取向的作用，不管是与一根或者多根控制线缆相结合还是独立于控制线缆。

可以从由于潮汐活动引起的水的涨落计算单个位移容器502的曳力。本领域普通技术人员能够理解，如上所述的可缩回的拖动板可以增加经受曳力的位移容器的侧面的面积，从而增加所捕获的能量。公式4示出了用于计算由曳力引起的施加在位移容器侧面上的力的方程，其中F_D是曳力，p_f是流体的密度，C_D是曳力系数，A是位移容器的水下面积，V_w是水的速率，V_B是位移容器的速率。

F_D＝0.5*p_f*C_D*A*(V_w-V_B)² (公式4)

公式5示出了用于计算施加在位移容器上的曳力的功率(P)的公式。

P＝F_D*V_B (公式5)

例如，假设位移容器的水下面积为660平方英尺，曳力系数为1.2，水在20℃的密度为1.99slugs/立方英尺，水的速率为12节，并且位移容器的速率为2节，则由单个位移容器产生的理论功率将为约1028kW。表1示出了当水的速度在4节和12节之间变化时利用具有曳力能量转换器的定向转换器对位移容器产生的理论功率进行额外的示例性计算(使用公式4和5)。

表1

在本发明的另一方面，位移容器502可以包括滚动机构(未示出)以更加有效地使用施加在位移容器上的曳力。滚动机构定位在位移容器的至少一个表面上，诸如位移容器502的底面，并且滚动机构可以包括轮子、辊子或者轨道。滚动机构可以连接到锚索503，锚索503从滚动机构延伸至附着至固定位置506的锚固件508。当潮汐的涨落引起位移容器502相对于固定位置506在横向方向上漂移时，锚索503与滚动机构接合，使滚动机构沿位移容器502的表面移动。滚动机构可以进一步连接到发电机上，以给发电机供电并且产生电力。

在另一个方面，根据本发明的方法包括将由于潮汐活动引起的水的涨落导致的横向运动转换为能量。由于潮汐活动引起的水的涨落导致湾/洋中的物体横向漂移并且改变其相对于海床上的固定位置的位置。该横向距离的变化可以转换为旋转能量，该旋转能量用于给发电机供电以发电。具体地，从潮汐的曳力发电的方法包括以下步骤：提供容纳耦合到发电机的定向转换器的位移容器，所述位移容器直接位于固定位置之上；提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附着到所述定向转换器，所述锚索延伸至紧固在所述固定位置的锚固件，所述锚索具有位于所述定向转换器和所述锚固件之间的第一长度；使所述位移容器从所述固定位置横向移动并启动所述定向转换器；以及给所述发电机供电。

在另一个方面，根据本发明的方法包括使用位于固定位置处的定向转换器阵列和发电机将位移容器的横向运动转换为能量，所述固定位置诸如是陆地或者海洋中的平台。位移容器可以通过多根锚索连接到定向转换器阵列，并且定向转换器可以可操作地耦合到多个发电机。在该实施方式中，定向转换器的数量超过位移容器的数量。由于潮汐活动引起的水的涨落导致位移容器横向漂移并改变其相对于固定位置的位置。横向距离的变化使得锚索在多个定向转换器上施加力，定向转换器可以产生用于给发电机提供能量的旋转能量。发电机中的每一个都可以具有相似或者不同的电输出额定值。因此，使用一个位移容器向多个发电机提供动力。

阵列中的每一个定向转换器和/或发电机都可以被可控地操作以基于诸如洋流速度等环境因素来产生电力。在一个例子中，当洋流变得更快时，该方法能够通过接合更多数量的发电机而产生更多能量，而当洋流缓慢时，可能需要较少的发电机来捕获潮汐的动能。在另一个例子中，当洋流变得更快时，该方法能够通过以较快的RPM操作发电机以产生更多的能量，而当洋流缓慢时，可以以较慢的RPM操作发电机或者可以将发电机完全脱离开。在典型的潮汐周期中，洋流的速度通常类似于正弦波。作为例子，当潮汐周期开始并且洋流速度缓慢时，一个定向转换器和发电机可以接合以产生电能。当潮汐发生变化并且洋流速度的量值增大时，其它定向转换器和/或发电机可以同时接合或者顺序地接合以产生电能。当潮汐发生变化并且洋流速度的量值减小时，一个或者多个定向转换器和/或发电机可以脱离开。作为另一个例子，当潮汐周期开始并且洋流速度缓慢时，可以以较慢的RPM操作一个或者多个发电机以发电，所述较慢的RPM诸如是发电机的最大额定RPM的四分之一。当潮汐发生变化并且洋流速度的量值增大时，可以以较快的RPM操作所述一个或多个发电机以从洋流产生更多的电力。

位移容器的制造

本领域普通技术人员将认识到，位移容器可以制造成具有任何合适的尺寸或者形状，以在水面漂浮和/或捕获由潮汐活动的涨落引起的曳力。用于位移容器或者驳船的高度、宽度和长度的示例性但非限制性的尺寸可以介于l米和100米之间，体积可以介于1立方米和1,000,000立方米之间。可以使用以下材料来制造位移容器，所述材料诸如是聚合物(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、混凝土、水泥、玻璃纤维、浮石、钢、无定形金属合金或者其它合适的材料。此外，可以使用任何合适的制造技术来制造位移容器，所述制造技术诸如是注射成型、吹塑、浇铸、连接或者3D打印。位移容器的外表面可为海洋生命提供生态友好的环境，从而最低程度地破坏生长在其自然栖息地中的海洋生物体。例如，位移容器可以包括基本上类似或者模仿珊瑚礁结构的多孔外表面结构。珊瑚礁结构可作为鱼类和其它海洋生命的住所，以将潮汐能转换组件整合到自然环境中。例如，可以提供软石灰石表面，诸如美国专利No.7,513,711中所描述的，以允许海洋生物附着到所述表面，所述专利的公开内容通过引用并入本文。另外，混合有石头或者岩石的混凝土表面可以用于生产如美国专利No.5,215,406中所描述的类似于珊瑚礁的不规则表面，所述专利的公开内容通过引用并入本文。可以使用诸如美国专利No.1,722,516、No.1,808,599和No.3,126,557中所描述的波纹外壳来制造位移容器，所述专利的公开内容通过引用并入本文。当与不是波纹状的壳体(例如，平板)相比较时，波纹外壳可以通过对翘曲力提供更大的抵抗力而增大结构强度。

此外，位移容器可以制造成具有适于保持浮力和/或捕获由潮汐运动引起的曳力的任何合适的形状，诸如箱体、立方体、球体或者圆柱体。位移容器具有体积，并且可以任选地适于容纳流体，例如，气体或者液体。根据所用材料的类型，位移容器的壁厚可以如本领域已知的那样变化，以保持浮力和抵抗水压。通常，本发明的位移容器的壁厚可以在0.1英寸和6英寸之间，但是本领域普通技术人员将理解，可以使用任何合适的厚度来承受由潮汐活动的涨落导致的曳力或者流体静压。

在一种情况下，可在水下构建位移容器。在这种情况下，位移容器的壁厚可以比在大气压下对位移容器进行充气所需的壁厚明显更薄。当在水下充气时，作用在位移容器外部的压缩压力比在大气压下对位移容器进行充气时施加在位移容器外部的压力大得多。与在大气压下的膨胀相比，对于注射到位移容器中的流体的量，当在水下时，根据充气深度，位移容器将膨胀到较小的体积。由于位移容器壁中的应变较小，导致因充气引起的位移容器壁内的应力将会减小，从而允许壁制造得比在大气压下对位移容器进行充气所需的厚度更薄。尽管如此，当位移容器处于水下时，可以用空气或者其它合适的气体或者流体对位移容器进行充气。该过程可以允许制造商通过使用较少数量的原始输入材料制造位移容器来节省材料。

作为上述附图中所示的锚固件的替代性实施方式，锚固件可以紧固到固定位置，并且可以构造成具有任何合适的形状，使得在位移容器运动时锚固件不会从固定位置移出。锚固件可以构造成使得锚索可以穿过其中或者允许锚索固定地附着于其上。在一个非限制性实施方式中，锚固件可以具有紧固到固定位置的尖端以及使得能够通过其中添加锚索的环形端。锚固件可以由任何常用的和合适的材料构成，所述材料例如是钢和/或混凝土。锚固件还可以包括滑轮机构，所述滑轮机构可用于减小或者最小化当位移容器随着潮汐上升和下降和/或因潮汐活动期间水的涨落而漂移时锚索和锚固件之间的摩擦。当锚索连接到位移容器，从锚固件中穿过并且连接到定向转换器时，滑轮机构可能会特别有利，所述锚索诸如锚索103a-103c，这是因为锚索与锚固件之间的摩擦可能会导致磨损并最终导致锚固件和/或锚索出现故障。

在本发明的另一个方面中，潮汐能转换组件可以包括定位系统，例如，全球定位系统(GPS)接收器，以及相关联的逻辑模块，诸如计算机处理器，其中所述潮汐能转换组件能够在位移容器相对于其所锚固的固定位置发生漂移之后确定其当前位置。通过将锚索卷绕回到转轴中，定位系统允许潮汐能转换组件返回到固定位置上方的位置。潮汐能转换组件可以包括用于卷绕锚索并将位移容器返回到固定位置上方的位置的双向液压绞盘。在另一个实施方式中，潮汐能转换组件可以包括推进器，诸如泵喷射推进器或者液压泵，以给位移容器提供动力使其返回到固定位置上方的位置。在另一个实施方式中，可以使用水体中存在强流的位置对潮汐能转换组件的逻辑模块进行编程。使用推进器和/或舵机构，潮汐能转换组件可以使用来自GPS的除位置信息之外的这个信息来引导自身朝向所述流或者保持所述流内的特定位置以产生电力。

在本发明的一个方面中，发电机还可以耦合到电力存储部件，例如电池，其可以容纳在每个位移容器内或者位于中心位置。每个位移容器中的电力存储部件可以适于存储多达任何合适的电量，例如1-10MW，只要能够保持位移容器的浮力。本领域普通技术人员理解，可以增加电力存储部件超过10MW，取决于位移容器的浮力。电力存储部件可以构造成在期望的时间释放所存储的电能。此外，电力存储部件可以耦合到位移容器内的马达。马达可连接到驱动齿轮上并且可以构造成卷绕锚索中的多余松弛。

在一个实施方式中，远洋货轮或者驳船可以起到用于基于浮石的位移容器的现场制造设施的作用。来自海底火山活动的浮石可以由货轮或者驳船收集，经现场处理(例如，3D打印或者模塑)以形成空心位移容器，并涂覆聚合物，使得浮石不会积水。通过在现场制造位移容器，可以显著减少运输成本、设置时间和设置费用。另外，由于容器不需要运输到操作地点，因此能够在货轮上制造更大的位移容器。

在阅读本公开后，本领域普通技术人员将会想到变化和修改。所公开的特征可以通过与在此描述的一个或者多个其它特征的任何组合和子组合(包括多个从属组合和子组合)来实现。上文描述或者示例的各个特征，包括它们的任何部件，可以组合在一起或者集成在其它系统中。此外，可以省略或者不实施特定的特征。另外，在上述实施方式中的任何一个中，位移容器、定向转换器和发电机可以依靠由于潮汐活动的上升/下降和涨潮/落潮导致的横向位移和竖向位移两者。

本领域普通技术人员可以确定变化、替换和改变的例子，并且能够在不背离本文所公开的本发明范围的情况下实施这些例子。本文引用的所有参考文献均以引用的方式全部并入本申请中并作为本申请的一部分。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器，其支撑一定向转换器，所述定向转换器耦接到一发电机；以及

锚索，所述锚索具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第二端连接到所述定向转换器，并且所述锚索连接到一固定位置；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

2.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置包括海底或者锚定至所述海底的平台。

3.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，当所述第一距离增加时，所述锚索沿第一方向与所述定向转换器接合，从而为所述发电机提供机械动力。

4.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，当所述第一距离减小时，控制机构卷绕所述锚索。

5.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括位于轴上的链轮，并且所述第二端耦合到所述链轮。

6.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括以下材料中的至少一种：混凝土、玻璃纤维、聚合物、浮石，或者钢。

7.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器是弹性的并且构造成被充气的。

8.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括齿轮机构。

9.根据权利要求8所述的潮汐能转换组件，其中，所述齿轮机构为齿轮倍增装置。

10.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括外壳，并且所述外壳的至少一部分具有波纹形状。

11.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，进一步包括锁定机构，所述锁定机构构造成将所述位移容器保持在所述固定位置上方的一定距离处，而不管潮汐的高度。

12.根据权利要求11所述的潮汐能转换组件，其中，所述锁定装置耦合至所述定向转换器。

13.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述锚索至少部分地设置在所述位移容器内。

14.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括多个腔室。

15.根据权利要求14所述的潮汐能转换组件，其中，所述多个腔室中的第一腔室包括具有第一厚度的壁，并且所述多个腔室中的第二腔室包括具有第二厚度的壁。

16.根据权利要求15所述的潮汐能转换组件，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度。

17.根据权利要求16所述的潮汐能转换组件，其中，所述多个腔室中的第一腔室位于所述多个腔室中的第二腔室的上方。

18.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器构造成整体漂浮在水面下方。

19.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器的外表面包括构造成基本上模仿珊瑚礁结构的表面。

20.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括可旋转滚筒。

21.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，当沿着横向于所述固定位置的方向拖曳所述位移容器时，所述锚索与所述定向转换器接合并且向所述发电机提供机械动力。

22.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，进一步包括具有接收器、发射器和处理器的定位系统。

23.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括齿条和小齿轮。

24.一种潮汐能转换系统，包括：

多个位移容器，所述多个位移容器中的每一个具有：

定向转换器，其耦合到发电机；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，所述第二端连接到所述定向转换器，并且所述第一端连接到固定位置；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

25.一种从因潮汐活动引起的水面的上升和下降来发电的方法，所述方法包括：

允许潮汐活动改变水面处的物体和物体下方的固定位置之间的竖直距离，其中，所述竖直距离的改变是由从所述固定位置上方的第一距离到所述固定位置上方的第二距离来限定的；

将所述物体的竖直距离的改变转换为机械能；

将所述机械能传递给发电机；以及

由所述发电机利用所述机械能发电。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述机械能是旋转动能。

27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述固定位置是湾底/洋底。

28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述物体是位移容器，所述位移容器容纳耦合到发电机的定向转换器，所述位移容器设置在距离所述固定位置的所述第一距离处。

29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到所述定向转换器，所述锚索延伸至紧固在所述固定位置的锚固件，所述锚索具有在所述定向转换器和所述锚固件之间的第一长度。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第二距离大于所述第一距离，并且，其中，所述竖直距离的改变启动所述定向转换器。

31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：

利用存储机构将所述机械能的至少一部分作为势能存储；

允许潮汐活动将所述位移容器和所述固定位置之间的竖直距离改变为第三距离，其中，所述第三距离小于所述第二距离；

从所述存储机构释放所存储的机械能；

将所存储的机械能传递给所述发电机；以及

利用所存储的机械能发电。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述存储机构是弹簧。

33.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

允许潮汐活动改变漂浮在水中的物体与位于物体下方的固定位置之间的横向距离；

将所述物体的横向距离的变化转换为机械能；

将所述机械能传递给发电机；以及

由所述发电机利用所述机械能发电。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述机械能是旋转动能。

35.根据权利要求33所述的方法，其中，所述固定位置是湾底/洋底。

36.根据权利要求33所述的方法，其中，所述物体是位移容器，所述位移容器容纳耦合到发电机的定向转换器，所述位移容器设置在所述固定位置的正上方。

37.根据权利要求36所述的方法，进一步包括提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到所述定向转换器，所述锚索延伸至紧固在所述固定位置的锚固件，所述锚索具有在所述定向转换器和所述锚固件之间的第一长度。

38.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器；

定向转换器，其耦合到发电机，其中，所述定向转换器和所述发电机位于固定位置；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

39.根据权利要求38所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括拖动板。

40.根据权利要求38所述的潮汐能转换组件，进一步包括至少两个耦合到所述拖动板的控制线缆，其中，所述控制线缆构造成使所述位移容器围绕一竖直轴线旋转。

41.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器；

耦合到一发电机的第一定向转换器；

耦合到所述发电机的第二定向转换器，其中所述第一定向转换器、第二定向转换器和发电机位于第一固定位置；以及

耦合到所述位移容器的锚索，所述锚索具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，所述锚索至少部分地围绕处于第二固定位置的滑轮装置缠绕，其中，所述第一端连接到所述第一定向转换器，并且所述第二端连接到所述第二定向转换器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述第一固定位置隔开，

其中，当所述位移容器相对于所述第一固定位置沿第一方向移动时，所述第一定向转换器启动所述发电机以发电，并且

其中，当所述位移容器相对于所述第一固定位置沿第二方向移动时，所述第二定向转换器启动所述发电机以发电。

42.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

在距固定位置一定距离处提供一位移容器，所述位移容器可操作地耦合到处于所述固定位置的多个定向转换器，其中，所述多个定向转换器耦合到多个发电机；

通过潮汐活动改变所述位移容器与所述固定位置之间的距离；

接合所述多个发电机中的至少一个；

将物体的横向距离的变化转换为机械能；

将所述机械能传递给所述至少一个启动的发电机；以及

由所述至少一个启动的发电机利用所述机械能发电。

43.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：在潮汐流的力增大时，接合先前脱离的发电机。

44.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：在潮汐流的力减小时，脱离先前接合的发电机。

45.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器，所述位移容器包括具有非扁平表面的拖动板；

耦合到发电机的定向转换器，用于将锚索的平移运动转换成旋转能量以驱动所述发电机，其中，所述定向转换器和所述发电机位于一固定位置；以及

锚索，所述锚索具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

46.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器进一步包括从所述位移容器延伸的第一臂部，其中所述第一臂部可以围绕耦合到所述拖动板的第一铰链旋转。

47.根据权利要求46所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器进一步包括从所述位移容器延伸的第二臂部，其中所述第二臂部可以围绕耦合到所述拖动板的第二铰链旋转。

48.根据权利要求47所述的潮汐能转换组件，其中，所述第一臂部和第二臂部设置在所述拖动板的相对侧上。

49.根据权利要求47所述的潮汐能转换组件，进一步包括从所述位移容器延伸的第三臂部，其中所述第三臂部可以围绕耦合到所述拖动板的第三铰链旋转。

50.根据权利要求49所述的潮汐能产生组件，其中，所述第一臂部、第二臂部和第三臂部耦合到所述锚索。

51.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，其中，所述非扁平表面选自由以下形状构成的组：抛物线形状，内凹形状，以及拱起切口。

52.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，其中，所述非扁平表面是位于所述拖动板的第一侧面上的第一非扁平表面，并且所述拖动板进一步包括位于所述拖动板的第二侧面上的第二非扁平表面。

53.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，进一步包括第一控制线缆和第二控制线缆，其中，所述锚索的第二端通过所述第一控制线缆和所述第二控制线缆连接到所述位移容器。

54.根据权利要求53所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括浮选设备。

55.根据权利要求54所述的潮汐能转换组件，进一步包括容纳在所述浮选设备内的控制机构，所述控制机构构造成可控地卷绕所述第一控制线缆和/或所述第二控制线缆并且实现所述位移容器围绕一竖直轴线的旋转。

56.根据权利要求55所述的潮汐能转换组件，其中，所述控制机构包括马达、绞盘，或者附接在轴上的滚筒和弹簧。

57.根据权利要求46所述的潮汐能转换组件，进一步包括止动机构，所述止动机构构造成限制所述第一臂部的运动范围。

58.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

将漂浮在水中的一物体与一固定位置之间的距离改变为第一横向距离；

由所述第一横向距离的改变来发电；

使所述物体围绕一轴线旋转；

将所述物体和所述固定位置之间的距离改变为第二横向距离；

由所述第二横向距离的改变来发电。

59.根据权利要求58所述的方法，其中，使所述物体旋转包括：

使用第一控制机构卷绕耦合到所述物体的第一控制线缆；以及

使用第二控制机构释放耦合到物体的第二控制线缆。

60.一种用于改变位移容器在水体中的取向的方法，所述方法包括：

提供具有构造成捕获来自水流的曳力的第一侧面和第二侧面的位移容器，

提供具有限定在第一端和第二端之间的第一长度的控制线缆，所述控制线缆在所述第一端耦合到所述位移容器的第一侧面并且在所述第二端耦合到锚索，所述锚索耦合到位于固定位置的定向转换器和发电机，

改变所述控制线缆的长度以实现所述位移容器在水体中的旋转。

61.一种用于控制漂浮在水体中的位移容器的旋转的笼头，所述控制机构包括：

至少两根控制线缆，其中，每根控制线缆通过控制机构耦合到所述位移容器的侧面，其中，每个控制机构构造成可控地卷绕或者释放各自的控制线缆，以实现所述位移容器的旋转。

62.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器；

耦合到发电机的定向转换器，用于将锚索的平移运动转换成旋转能量以驱动所述发电机，其中，所述定向转换器和发电机安装在起重机的底座上；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，以及

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

63.根据权利要求40所述的组件，其中，所述固定位置是驳船。

64.根据权利要求62所述的组件，其中，所述固定位置是驳船。

65.一种潮汐能转换组件，包括：

涡轮机；

耦合到发电机的定向转换器，其中，所述定向转换器和所述发电机位于一固定位置；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述涡轮机；

其中，当所述涡轮机由于水的流动而旋转时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

66.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机包括叶轮。

67.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机包括多个螺旋桨。

68.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机耦合到湾底/洋底。

69.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机适于漂浮在水面处或者水面附近。

70.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机耦合到驳船。

71.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机是多个涡轮机中的第一个。

72.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置是陆地。

73.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置是驳船。

74.一种潮汐能产生组件，包括：

位移容器，所述位移容器包括涡轮机；

发电机，用于将涡轮机的旋转运动转换成电能，其中，所述发电机位于所述位移容器上，

锚索，其耦合到位于固定位置的重新卷绕组件，以及

第一控制线缆和第二控制线缆，每根控制线缆具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述位移容器，并且所述第二端连接到所述锚索。

75.根据权利要求74所述的潮汐能产生组件，进一步包括从所述位移容器延伸的拖动板。

76.根据权利要求75所述的潮汐能产生组件，其中，所述拖动板包括所述涡轮机。

77.根据权利要求74所述的潮汐能产生组件，进一步包括耦合到所述第一控制线缆的所述第一端的第一控制机构，其中，所述第一控制机构构造成卷绕或者展开所述第一控制线缆。

78.根据权利要求77所述的潮汐能产生组件，进一步包括耦合到所述第二控制线缆的所述第一端的第二控制机构，其中，所述第二控制机构构造成卷绕或者展开所述第二控制线缆。

79.根据权利要求1所述的潮汐能系统，其中，在涨潮和落潮两者期间都发电。

80.一种潮汐能转换组件，包括：

具有拖动板的位移容器；

耦合到第一发电机的第一定向转换器，其中，所述第一定向转换器和所述第一发电机位于第一固定位置；

耦合到第二发电机的第二定向转换器，其中，所述第二定向转换器和所述第二发电机位于第二固定位置；以及

第一锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第一定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

第二锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第二定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述第一固定位置隔开，

其中，当所述位移容器从所述第一固定位置移开时，所述第一定向转换器启动所述第一发电机以发电，并且

其中，当所述位移容器从所述第二固定位置移开时，所述第二定向转换器启动所述第二发电机以发电。

81.根据权利要求78所述的组件，其中，所述第一定向转换器在退潮期间启动所述第一发电机，并且所述第二定向转换器在涨潮期间启动所述第二发电机。

82.一种潮汐能转换组件，包括：

具有拖动板的位移容器；

耦合到发电机的第一定向转换器，其中，所述第一定向转换器和所述发电机位于所述位移容器上；

耦合到所述发电机的第二定向转换器，其中，所述第二定向转换器位于所述位移容器上；以及

第一锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第一定向转换器，并且所述第二端连接到第一固定位置；

第二锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第二定向转换器，并且所述第二端连接到第二固定位置；

其中，当所述位移容器从所述第一固定位置移开时，所述第一定向转换器启动所述第一发电机以发电，并且

其中，当所述位移容器从所述第二固定位置移开时，所述第二定向转换器启动所述第二发电机以发电。

83.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

在距离第一固定位置的一定距离处提供位移容器，所述位移容器可操作地耦合到处于所述第一固定位置的第一定向转换器并且耦合到处于第二固定位置的第二定向转换器，其中，所述第一定向转换器耦合到第一发电机，并且所述第二定向转换器耦合到第二发电机；

借助在第一方向上的潮汐活动来改变所述位移容器和所述第一固定位置之间的横向距离；

接合所述第一发电机以发电；

借助在第一方向上的潮汐活动来改变所述位移容器和所述第一固定位置之间的横向距离；

至少接合所述第一发电机以发电；

借助在第二方向上的潮汐活动来改变所述位移容器和所述第一固定位置之间的横向距离；以及

至少接合所述第二发电机以发电。

84.根据权利要求39所述的潮汐能转换组件，其中，所述拖动板可以围绕一轴线旋转。

85.根据权利要求84所述的潮汐能转换组件，进一步包括耦合到所述可旋转拖动板上的控制机构。

86.一种潮汐能转换组件，包括：

具有多个拖动板的位移容器；

耦合到发电机的定向转换器，其中所述定向转换器和所述发电机位于一固定位置；

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开。

87.根据权利要求86所述的潮汐能转换组件，其中，所述多个拖动板中的每一个都可旋转地耦合到所述位移容器。

88.根据权利要求86所述的潮汐能转换组件，进一步包括多个控制机构，所述多个控制机构中的每一个都耦合到所述多个拖动板中的相应一个拖动板，以实现所述相应拖动板的旋转。

89.根据权利要求88所述的潮汐能转换组件，其中，所述多个拖动板中的每一个都耦合到相应轴。

90.根据权利要求86所述的潮汐能转换组件，进一步包括至少两根耦合到所述拖动板的控制线缆，其中，所述控制线缆构造成使所述位移容器围绕一竖直轴线旋转。

91.根据权利要求86所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置包括陆地或者驳船。

92.根据权利要求86所述的潮汐能转换组件，其中，当所述第一距离增大时，所述锚索沿第一方向接合所述定向转换器，从而为所述发电机提供机械动力。

93.根据权利要求86所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括可旋转滚筒。

94.根据权利要求93所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括水平卷绕组件。

95.一种潮汐能转换组件，包括：

第一位移容器，其经由线缆的第一端耦合到定向转换器；

第二位移容器，其经由线缆的第二端耦合到定向转换器，所述线缆具有位于所述第一端和第二端之间的长度；

所述定向转换器耦合到发电机，其中，所述定向转换器和所述发电机位于一固定位置。

96.根据权利要求95所述的潮汐能转换组件，其中，所述第一位移容器包括第一拖动板，并且所述第二位移容器包括第二拖动板。

97.一种使用江河中的水流发电的方法，所述方法包括：

在所述江河中向下游释放第一位移容器；

当所述第一位移容器在江河中向下游行进时发电；

在所述江河中向下游释放第二位移容器；

当所述第二位移容器在江河中向下游行进时发电；以及

当所述第二位移容器在江河中向下游行进时，向上游重新卷绕所述第一位移容器。

98.根据权利要求97所述的方法，进一步包括在重新卷绕所述第一位移容器之前使所述第一位移容器旋转。

99.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器，其经由第一线缆耦合到第一定向转换器；

第一位移容器经由第二线缆耦合到第二定向转换器；

所述第一定向转换器耦合到第一发电机，所述第二定向转换器耦合到第二发电机，其中，所述第一定向转换器和所述第一发电机位于第一固定位置，并且所述第二定向转换器和所述第二发电机位于第二固定位置。

Claims (83)

1.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器，其支撑一定向转换器，所述定向转换器耦接到一发电机；以及

锚索，所述锚索具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第二端连接到所述定向转换器，并且所述锚索连接到一固定位置；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

2.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置包括海底或者锚定至所述海底的平台。

3.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，当所述第一距离增加时，所述锚索沿第一方向与所述定向转换器接合，从而为所述发电机提供机械动力。

4.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，当所述第一距离减小时，控制机构卷绕所述锚索。

5.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括位于轴上的链轮，并且所述第二端耦合到所述链轮。

6.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括以下材料中的至少一种：混凝土、玻璃纤维、聚合物、浮石，或者钢。

7.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器是弹性的并且构造成被充气的。

8.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括齿轮机构。

9.根据权利要求8所述的潮汐能转换组件，其中，所述齿轮机构为齿轮倍增装置。

10.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括外壳，并且所述外壳的至少一部分具有波纹形状。

11.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，进一步包括锁定机构，所述锁定机构构造成将所述位移容器保持在所述固定位置上方的一定距离处，而不管潮汐的高度。

12.根据权利要求11所述的潮汐能转换组件，其中，所述锁定装置耦合至所述定向转换器。

13.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述锚索至少部分地设置在所述位移容器内。

14.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括多个腔室。

15.根据权利要求14所述的潮汐能转换组件，其中，所述多个腔室中的第一腔室包括具有第一厚度的壁，并且所述多个腔室中的第二腔室包括具有第二厚度的壁。

16.根据权利要求15所述的潮汐能转换组件，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度。

17.根据权利要求16所述的潮汐能转换组件，其中，所述多个腔室中的第一腔室位于所述多个腔室中的第二腔室的上方。

18.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器构造成整体漂浮在水面下方。

19.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器的外表面包括构造成基本上模仿珊瑚礁结构的表面。

20.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括可旋转滚筒。

21.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，当沿着横向于所述固定位置的方向拖曳所述位移容器时，所述锚索与所述定向转换器接合并且向所述发电机提供机械动力。

22.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，进一步包括具有接收器、发射器和处理器的定位系统。

23.根据权利要求1所述的潮汐能转换组件，其中，所述定向转换器包括齿条和小齿轮。

24.一种潮汐能转换系统，包括：

多个位移容器，所述多个位移容器中的每一个具有：

定向转换器，其耦合到发电机；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，所述第二端连接到所述定向转换器，并且所述第一端连接到固定位置；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

25.一种从因潮汐活动引起的水面的上升和下降来发电的方法，所述方法包括：

允许潮汐活动改变水面处的物体和物体下方的固定位置之间的竖直距离，其中，所述竖直距离的改变是由从所述固定位置上方的第一距离到所述固定位置上方的第二距离来限定的；

将所述物体的竖直距离的改变转换为机械能；

将所述机械能传递给发电机；以及

由所述发电机利用所述机械能发电。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述机械能是旋转动能。

27.根据权利要求25所述的方法，其中，所述固定位置是湾底/洋底。

28.根据权利要求25所述的方法，其中，所述物体是位移容器，所述位移容器容纳耦合到发电机的定向转换器，所述位移容器设置在距离所述固定位置的所述第一距离处。

29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到所述定向转换器，所述锚索延伸至紧固在所述固定位置的锚固件，所述锚索具有在所述定向转换器和所述锚固件之间的第一长度。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第二距离大于所述第一距离，并且，其中，所述竖直距离的改变启动所述定向转换器。

31.根据权利要求30所述的方法，进一步包括：

利用存储机构将所述机械能的至少一部分作为势能存储；

允许潮汐活动将所述位移容器和所述固定位置之间的竖直距离改变为第三距离，其中，所述第三距离小于所述第二距离；

从所述存储机构释放所存储的机械能；

将所存储的机械能传递给所述发电机；以及

利用所存储的机械能发电。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述存储机构是弹簧。

33.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

允许潮汐活动改变漂浮在水中的物体与位于物体下方的固定位置之间的横向距离；

将所述物体的横向距离的变化转换为机械能；

将所述机械能传递给发电机；以及

由所述发电机利用所述机械能发电。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述机械能是旋转动能。

35.根据权利要求33所述的方法，其中，所述固定位置是湾底/洋底。

36.根据权利要求33所述的方法，其中，所述物体是位移容器，所述位移容器容纳耦合到发电机的定向转换器，所述位移容器设置在所述固定位置的正上方。

37.根据权利要求36所述的方法，进一步包括提供具有第一端和第二端的锚索，藉此所述第二端附接到所述定向转换器，所述锚索延伸至紧固在所述固定位置的锚固件，所述锚索具有在所述定向转换器和所述锚固件之间的第一长度。

38.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器；

定向转换器，其耦合到发电机，其中，所述定向转换器和所述发电机位于固定位置；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

39.根据权利要求38所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括拖动板。

40.根据权利要求38所述的潮汐能转换组件，进一步包括至少两个耦合到所述拖动板的控制线缆，其中，所述控制线缆构造成使所述位移容器围绕一竖直轴线旋转。

41.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器；

耦合到一发电机的第一定向转换器；

耦合到所述发电机的第二定向转换器，其中所述第一定向转换器、第二定向转换器和发电机位于第一固定位置；以及

耦合到所述位移容器的锚索，所述锚索具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，所述锚索至少部分地围绕处于第二固定位置的滑轮装置缠绕，其中，所述第一端连接到所述第一定向转换器，并且所述第二端连接到所述第二定向转换器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述第一固定位置隔开，

其中，当所述位移容器相对于所述第一固定位置沿第一方向移动时，所述第一定向转换器启动所述发电机以发电，并且

其中，当所述位移容器相对于所述第一固定位置沿第二方向移动时，所述第二定向转换器启动所述发电机以发电。

42.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

在距固定位置一定距离处提供一位移容器，所述位移容器可操作地耦合到处于所述固定位置的多个定向转换器，其中，所述多个定向转换器耦合到多个发电机

通过潮汐活动改变所述位移容器与所述固定位置之间的距离；

接合所述多个发电机中的至少一个；

将物体的横向距离的变化转换为机械能；

将所述机械能传递给所述至少一个启动的发电机；以及

由所述至少一个启动的发电机利用所述机械能发电。

43.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：在潮汐流的力增大时，接合先前脱离的发电机。

44.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：在潮汐流的力减小时，脱离先前接合的发电机。

45.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器，所述位移容器包括具有非扁平表面的拖动板；

耦合到发电机的定向转换器，用于将锚索的平移运动转换成旋转能量以驱动所述发电机，其中，所述定向转换器和所述发电机位于一固定位置；以及

锚索，所述锚索具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，并且

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

46.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器进一步包括从所述位移容器延伸的第一臂部，其中所述第一臂部可以围绕耦合到所述拖动板的第一铰链旋转。

47.根据权利要求46所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器进一步包括从所述位移容器延伸的第二臂部，其中所述第二臂部可以围绕耦合到所述拖动板的第二铰链旋转。

48.根据权利要求47所述的潮汐能转换组件，其中，所述第一臂部和第二臂部设置在所述拖动板的相对侧上。

49.根据权利要求47所述的潮汐能转换组件，进一步包括从所述位移容器延伸的第三臂部，其中所述第三臂部可以围绕耦合到所述拖动板的第三铰链旋转。

50.根据权利要求49所述的潮汐能产生组件，其中，所述第一臂部、第二臂部和第三臂部耦合到所述锚索。

51.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，其中，所述非扁平表面选自由以下形状构成的组：抛物线形状，内凹形状，以及拱起切口。

52.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，其中，所述非扁平表面是位于所述拖动板的第一侧面上的第一非扁平表面，并且所述拖动板进一步包括位于所述拖动板的第二侧面上的第二非扁平表面。

53.根据权利要求45所述的潮汐能转换组件，进一步包括第一控制线缆和第二控制线缆，其中，所述锚索的第二端通过所述第一控制线缆和所述第二控制线缆连接到所述位移容器。

54.根据权利要求53所述的潮汐能转换组件，其中，所述位移容器包括浮选设备。

55.根据权利要求54所述的潮汐能转换组件，进一步包括容纳在所述浮选设备内的控制机构，所述控制机构构造成可控地卷绕所述第一控制线缆和/或所述第二控制线缆并且实现所述位移容器围绕一竖直轴线的旋转。

56.根据权利要求55所述的潮汐能转换组件，其中，所述控制机构包括马达、绞盘，或者附接在轴上的滚筒和弹簧。

57.根据权利要求46所述的潮汐能转换组件，进一步包括止动机构，所述止动机构构造成限制所述第一臂部的运动范围。

58.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

将漂浮在水中的一物体与一固定位置之间的距离改变为第一横向距离；

由所述第一横向距离的改变来发电；

使所述物体围绕一轴线旋转；

将所述物体和所述固定位置之间的距离改变为第二横向距离；

由所述第二横向距离的改变来发电。

59.根据权利要求57所述的方法，其中，使所述物体旋转包括：

使用第一控制机构卷绕耦合到所述物体的第一控制线缆；以及

使用第二控制机构释放耦合到物体的第二控制线缆。

60.一种用于改变位移容器在水体中的取向的方法，所述方法包括：

提供具有构造成捕获来自水流的曳力的第一侧面和第二侧面的位移容器，

提供具有限定在第一端和第二端之间的第一长度的控制线缆，所述控制线缆在所述第一端耦合到所述位移容器的第一侧面并且在所述第二端耦合到锚索，所述锚索耦合到位于固定位置的定向转换器和发电机，

改变所述控制线缆的长度以实现所述位移容器在水体中的旋转。

61.一种用于控制漂浮在水体中的位移容器的旋转的笼头，所述控制机构包括：

至少两根控制线缆，其中，每根控制线缆通过控制机构耦合到所述位移容器的侧面，其中，每个控制机构构造成可控地卷绕或者释放各自的控制线缆，以实现所述位移容器的旋转。

62.一种潮汐能转换组件，包括：

位移容器；

耦合到发电机的定向转换器，用于将锚索的平移运动转换成旋转能量以驱动所述发电机，其中，所述定向转换器和发电机安装在起重机的底座上；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述固定位置隔开，以及

其中，当所述位移容器相对于所述固定位置改变其位置时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

63.根据权利要求40所述的组件，其中，所述固定位置是驳船。

64.根据权利要求62所述的组件，其中，所述固定位置是驳船。

65.一种潮汐能转换组件，包括：

涡轮机；

耦合到发电机的定向转换器，其中，所述定向转换器和所述发电机位于一固定位置；以及

锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述定向转换器，并且所述第二端连接到所述涡轮机；

其中，当所述涡轮机由于水的流动而旋转时，所述定向转换器启动所述发电机以发电。

66.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机包括叶轮。

67.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机包括多个螺旋桨。

68.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机耦合到湾底/洋底。

69.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机适于漂浮在水面处或者水面附近。

70.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机耦合到驳船。

71.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述涡轮机是多个涡轮机中的第一个。

72.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置是陆地。

73.根据权利要求65所述的潮汐能转换组件，其中，所述固定位置是驳船。

74.一种潮汐能产生组件，包括：

位移容器，所述位移容器包括涡轮机；

发电机，用于将涡轮机的旋转运动转换成电能，其中，所述发电机位于所述位移容器上，

锚索，其耦合到位于固定位置的重新卷绕组件，以及

第一控制线缆和第二控制线缆，每根控制线缆具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述位移容器，并且所述第二端连接到所述锚索。

75.根据权利要求74所述的潮汐能产生组件，进一步包括从所述位移容器延伸的拖动板。

76.根据权利要求75所述的潮汐能产生组件，其中，所述拖动板包括所述涡轮机。

77.根据权利要求74所述的潮汐能产生组件，进一步包括耦合到所述第一控制线缆的所述第一端的第一控制机构，其中，所述第一控制机构构造成卷绕或者展开所述第一控制线缆。

78.根据权利要求77所述的潮汐能产生组件，进一步包括耦合到所述第二控制线缆的所述第一端的第二控制机构，其中，所述第二控制机构构造成卷绕或者展开所述第二控制线缆。

79.根据权利要求1所述的潮汐能系统，其中，在涨潮和落潮两者期间都发电。

80.一种潮汐能转换组件，包括：

具有拖动板的位移容器；

耦合到第一发电机的第一定向转换器，其中，所述第一定向转换器和所述第一发电机位于第一固定位置；

耦合到第二发电机的第二定向转换器，其中，所述第二定向转换器和所述第二发电机位于第二固定位置；以及

第一锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第一定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

第二锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第二定向转换器，并且所述第二端连接到所述位移容器；

其中，所述位移容器以第一距离与所述第一固定位置隔开，

其中，当所述位移容器从所述第一固定位置移开时，所述第一定向转换器启动所述第一发电机以发电，并且

其中，当所述位移容器从所述第二固定位置移开时，所述第二定向转换器启动所述第二发电机以发电。

81.根据权利要求78所述的组件，其中，所述第一定向转换器在退潮期间启动所述第一发电机，并且所述第二定向转换器在涨潮期间启动所述第二发电机。

82.一种潮汐能转换组件，包括：

具有拖动板的位移容器；

耦合到发电机的第一定向转换器，其中，所述第一定向转换器和所述发电机位于所述位移容器上；

耦合到所述发电机的第二定向转换器，其中，所述第二定向转换器位于所述位移容器上；以及

第一锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第一定向转换器，并且所述第二端连接到第一固定位置；

第二锚索，其具有第一端、第二端以及位于所述第一端和第二端之间的长度，其中，所述第一端连接到所述第二定向转换器，并且所述第二端连接到第二固定位置；

其中，当所述位移容器从所述第一固定位置移开时，所述第一定向转换器启动所述第一发电机以发电，并且

其中，当所述位移容器从所述第二固定位置移开时，所述第二定向转换器启动所述第二发电机以发电。

83.一种从因潮汐活动引起的水的涨落来发电的方法，所述方法包括：

在距离第一固定位置的一定距离处提供位移容器，所述位移容器可操作地耦合到处于所述第一固定位置的第一定向转换器并且耦合到处于第二固定位置的第二定向转换器，其中，所述第一定向转换器耦合到第一发电机，并且所述第二定向转换器耦合到第二发电机；

借助在第一方向上的潮汐活动来改变所述位移容器和所述第一固定位置之间的横向距离；

接合所述第一发电机以发电；

借助在第一方向上的潮汐活动来改变所述位移容器和所述第一固定位置之间的横向距离；

至少接合所述第一发电机以发电；

借助在第二方向上的潮汐活动来改变所述位移容器和所述第一固定位置之间的横向距离；以及

至少接合所述第二发电机以发电。