CN107859589A - 集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，属于新能源利用技术领域。摆式波浪能发电装置包括浮式防波堤、浮力摆板、液压系统、锚泊固定系统以及电力系统。本发明将浮式防波堤置于波能密集的深水海域有利于提高波能转换效率；浮力摆式波能发电装置与浮式防波堤结合，大大减少了建设成本；独立的浮式作业平台，整体结构能随潮差升降，减少或者避免了执行机构液压部件等装置受到海水侵蚀而失效或者寿命减短。

Description

集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，属于新能源利用技术领域。
背景技术
随着煤炭、石油等化石能源的日渐枯竭，可再生能源的开发成为当前许多国家的研究热点。海洋是一个巨大的能量库，运动波浪携带的波浪能是一种重要的可再生能源。然而，波浪能的空间分布具有一定随机性，如何提高波浪能的利用效率是波浪能发电实用化的关键。已有研究指出，利用结构物前入射波浪和反射波浪的叠加原理，可通过将波浪能装置集成到防波堤等结构上，来提高波能转换效率。在早期的设计中，波浪能发电装置多集成于岸基固定式或离岸座底式结构。然而，固定式结构物多适用于波浪能密度较小的浅水地区，同时需要对大型水工基础进行高成本投资，这严重减弱了波浪能发电带来的经济效益，限制了波浪能利用的实用化及推广前景。本发明提出一种集成于浮式防波堤的摆式波能发电装置。由于浮式防波堤成本低且适用于深水海域，因此该集成系统可在波能密度大深水海域将波浪能转换为生产所需要的电能，并且节省了大量的建造成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提出了一种基于深海浮式防波堤的摆式波浪能发电装置。
本发明的技术方案：
集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，包括浮式防波堤、浮力摆板、液压发电系统、锚泊固定系统以及电力系统；
所述的浮式防波堤2为漂浮长方体结构，其下方设置多层垂荡板3，用于减弱防波堤的垂荡运动，浮式防波堤2和垂荡板3组成一个工作平台；
所述的浮力摆板6底部通过轴承5铰接于浮式防波堤2迎浪侧，在波浪作用下浮力摆板6绕轴承5做摇摆运动，浮力摆板6上端通过传动杆与液压发电系统相连；
所述的液压发电系统为波能转换系统，通过液压油管与发电机1连接；当传动杆随浮力摆板6左右转动时，传动杆驱动液压油缸内的活塞，进而驱动液压油缸内的液压油，液压油通过液压油管传递至发电机1，驱动发电机发电1；
所述的电力系统包含发电机1以及设置于液压发电系统与发电机1之间的液压马达；
所述的锚泊固定系统由多根锚链7构成，各锚链7一端固定于海底，另一端固定在浮式防波堤2底部边缘，浮式防波堤2与海底通过锚链7连接。
本发明的有益效果为：将浮式防波堤置于波能密集的深水海域有利于提高波能转换效率；浮力摆式波能发电装置与浮式防波堤结合，大大减少了建设成本；独立的浮式作业平台，整体结构能随潮差升降，减少或者避免了执行机构液压部件等装置受到海水侵蚀而失效或者寿命减短。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图。
图中：1发电机；2浮式防波堤；3垂荡板；4液压发电系统；5轴承；6浮力摆板；7锚链；8海底。
具体施工方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，主要包括发电机1、浮式防波堤2、垂荡板3和液压发电系统4；浮式防波堤2下部设置垂荡板3；液压发电系统4通过传动杆连接浮力摆板6的上端连接，通过液压油管与发电机1连接；浮式防波堤2通过锚链7系泊于海底8；在波浪的作用下，浮力摆板6与浮式防波堤2存在明显的相对运动，进而驱动发电系统1进行发电。
具体参数如下：
浮力摆板6的迎浪方向的宽度为0.8米，高度为1.05米，厚度0.16米。
上述装置适宜水深15-20米、波浪周期为5-6秒的海况。
作为优选，浮式防波堤2下部的垂荡板3为2层，垂荡板3的长宽尺寸与浮式防波堤2主体的长宽尺寸相同。在波浪作用下，垂荡板能够起到减弱浮式防波堤2垂向振荡的作用。
作为优选，在浮式防波堤2外侧垂直于波浪传播方向布置1排浮力摆板6。
作为优选，相邻浮力摆板6之间的间距为2.5米。
作为优选，发电设备位于防波堤主体的上部，距离防波堤主体前侧为0.5米。
按照本发明的技术方案，浮力摆板6在波浪作用下做往复摆动，浮式防波堤2主体不仅可作为浮式防波堤2又可作为波能发电装置的工作平台，实现资源的共享，大大降低了建造成本；浮式防波堤2主体下设置垂荡板3，可提高浮式防波堤2的稳定性和消浪性能；当出现恶劣海况时，可以通过压载水泵给浮力摆板6充水，使其沉入海水中，避免在较大的波浪力作用下损坏，提高装置在极端海况下的生存能力。

Claims (10)

1.集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，包括浮式防波堤、浮力摆板、液压发电系统、锚泊固定系统以及电力系统；
所述的浮式防波堤(2)为漂浮长方体结构，其下方设置多层垂荡板(3)，用于减弱防波堤的垂荡运动，浮式防波堤(2)和垂荡板(3)组成一个工作平台；
所述的浮力摆板(6)底部通过轴承(5)铰接于浮式防波堤(2)迎浪侧，在波浪作用下浮力摆板(6)绕轴承(5)做摇摆运动，浮力摆板(6)上端通过传动杆与液压发电系统相连；
所述的液压发电系统为波能转换系统，通过液压油管与发电机(1)连接；当传动杆随浮力摆板(6)左右转动时，传动杆驱动液压油缸内的活塞，进而驱动液压油缸内的液压油，液压油通过液压油管传递至发电机(1)，驱动发电机发电(1)；
所述的电力系统包含发电机(1)以及设置于液压发电系统与发电机(1)之间的液压马达；
所述的锚泊固定系统由多根锚链(7)构成，各锚链(7)一端固定于海底，另一端固定在浮式防波堤(2)底部边缘，浮式防波堤(2)与海底通过锚链(7)连接。
2.根据权利要求1所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的浮力摆板(6)的迎浪方向的宽度为0.8米，高度为1.05米，厚度0.16米。
3.根据权利要求1或2所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的浮式防波堤(2)下部的垂荡板(3)为2层。
4.根据权利要求1或2所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的发电机位于浮式防波堤(2)主体的上部，距离浮式防波堤(2)主体前侧为0.5米。
5.根据权利要求3所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的发电机位于浮式防波堤(2)主体的上部，距离浮式防波堤(2)主体前侧为0.5米。
6.根据权利要求1、2或5所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的相邻浮力摆板(6)之间的间距为2.5米。
7.根据权利要求3所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的相邻浮力摆板(6)之间的间距为2.5米。
8.根据权利要求4所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的相邻浮力摆板(6)之间的间距为2.5米。
9.根据权利要求1、2或5所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的浮式防波堤(2)外侧垂直于波浪传播方向布置1排浮力摆板(6)。
10.根据权利要求4所述的集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置，其特征在于，所述的浮式防波堤(2)外侧垂直于波浪传播方向布置1排浮力摆板(6)。
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