CN108149653A - 一种坡角可调越浪式波能发电装置及其发电方法 - Google Patents

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史宏达
韩治
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Abstract

本发明公开了一种坡角可调越浪式波能发电装置及发电方法，所述的装置包括蓄水池，在蓄水池的迎浪侧设置引浪板，该引浪板的根部铰接在蓄水池的池底，在蓄水池的池底安装向引浪板方向倾斜的液压缸，该液压缸的活塞杆与引浪板的上部固定连接，蓄水池外的排水管通过开设在蓄水池池底的排水口与蓄水池内部相通，在蓄水池的顶部设置电机座，在电机座上安装发电机，该发电机的电机轴与布置在排水口处的水轮机固定连接。本发明所公开的坡角可调越浪式波能发电装置，利用液压缸来调整引浪板的坡角，与机械传动、电气传动相比，液压传动具有重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快、使用寿命长、可以实现遥控等优点。

Description

一种坡角可调越浪式波能发电装置及其发电方法
技术领域
本发明属于波能发电装置领域，特别涉及该领域中的一种坡角可调越浪式波能发电装置及其发电方法。
背景技术
海洋能作为一种储量丰富且清洁环保的可再生能源，引起了人们的极大关注，当前，加强海洋能等清洁、可再生能源的开发己成为解决日益紧张的能源危机和环境问题的必由之路。而海洋中波浪能分布最为广泛、储量极为丰富，与其他种类的海洋能资源相比，波浪能资源能流密度高，在近岸及离岸地区均可获取，且与其他海洋能的开发方式相比，波能发电具有能量转换原理简单，建造和维护方便，便于进行群体化、密集型开发的优点。
越浪式波能发电装置较其他形式的波能转换装置有其明显优势，引浪板及蓄水池提供的稳定水头，可将不稳定的波浪能转换为平稳而持续输出的电能，可克服波能发电过程中输出功率不稳定的问题。越浪式波能发电装置通过斜坡式引浪面将波浪引入蓄水池，利用蓄水池内与海面的水位差带动出水管内水轮电机转动，产生电能。
传统越浪式波浪能发电装置，当波浪条件较差时，入射波在抵达引浪板坡脚时己经破碎，波浪中掺入空气，部分波能伴随着破碎及气泡的掺入而耗散，此部分波浪难以爬至引浪板顶端并越入蓄水池内，淹没深度过小时不利于波能的收集，从而制约了越浪式波能发电装置的安装使用环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种在波浪条件较差情况下也可安装使用的坡角可调越浪式波能发电装置及其发电方法。
本发明采用如下技术方案：
一种坡角可调越浪式波能发电装置，其改进之处在于：所述的装置包括蓄水池，在蓄水池的迎浪侧设置引浪板，该引浪板的根部铰接在蓄水池的池底，在蓄水池的池底安装向引浪板方向倾斜的液压缸，该液压缸的活塞杆与引浪板的上部固定连接，蓄水池外的排水管通过开设在蓄水池池底的排水口与蓄水池内部相通，在蓄水池的顶部设置电机座，在电机座上安装发电机，该发电机的电机轴与布置在排水口处的水轮机固定连接。
进一步的，蓄水池两侧面的高度均比引浪板的高度高。
进一步的，所述液压缸的数量为两个，分别布置在蓄水池的两侧。
进一步的，所述液压缸与蓄水池池底间的夹角为60°—75°。
进一步的，所述液压缸由液压传动系统控制。
进一步的，所述的液压传动系统受岸上的控制系统控制。
进一步的，在蓄水池的顶部靠近发电机的位置安装挡浪板。
一种波能发电方法，使用上述的坡角可调越浪式波能发电装置，其改进之处在于：将蓄水池置于高于海面且波浪可以通过引浪板越入蓄水池的位置，由于蓄水池与海面之间存在高度差，通过引浪板越入蓄水池内的海水随后会通过排水管排回海面，在此过程中海水可以驱动排水口处的水轮机转动，从而带动与之相连接的电机轴转动使发电机发电，当波浪条件较好，波高较大时，伸出液压缸的活塞杆以增大引浪板的坡角，当波浪条件较差，波高较低时，缩回液压缸的活塞杆以减小引浪板的坡角。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的坡角可调越浪式波能发电装置及其发电方法，可根据入射波的波高而人为调整引浪板的坡角，在多个海况下均可运行。在波浪条件较差时缩回液压缸的活塞杆以减小引浪板的坡角，使小波更易越入后方蓄水池内，防止蓄水池内蓄水量过低无法带动水轮机发电，降低对波浪条件的要求，尽量减小在波浪条件较差情况下对收集波能的影响；在波浪条件较好时伸出液压缸的活塞杆以增大引浪板的坡角，增大后方蓄水池的容积，这样既可增大一次放水发电量，又能避免蓄水池被淹没无法带动水轮机发电，从而提高了越浪式波能发电装置采集波能的效率。
本发明所公开的坡角可调越浪式波能发电装置，利用液压缸来调整引浪板的坡角，与机械传动、电气传动相比，液压传动具有重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快、各种元件可以根据需要方便灵活地布置、操纵控制方便、可自动实现过载保护、使用寿命长、可以实现遥控等优点。
本发明所公开的坡角可调越浪式波能发电装置，蓄水池两侧面的高度均比引浪板的高度高，可以防止波浪外流，起到导浪的作用。在蓄水池的顶部靠近发电机的位置安装挡浪板，可以阻挡过高的波浪拍打到发电机，防止发电机被波浪侵蚀。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开坡角可调越浪式波能发电装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1所公开坡角可调越浪式波能发电装置的内部结构剖视图；
图3是本发明实施例1所公开坡角可调越浪式波能发电装置引浪板与液压缸之间的配合关系示意图；
图4是本发明实施例1所公开坡角可调越浪式波能发电装置发电机与水轮机之间的配合关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1-2所示，本实施例公开了一种坡角可调越浪式波能发电装置，所述的装置包括蓄水池4，在蓄水池的迎浪侧设置引浪板1，该引浪板的根部铰接在蓄水池的池底，如图3所示，在蓄水池的池底安装向引浪板方向倾斜的液压缸3，该液压缸的活塞杆31与引浪板1的上部固定连接，本实施例中液压缸的数量为两个，分别布置在蓄水池的两侧。蓄水池外的排水管5通过开设在蓄水池池底的排水口与蓄水池内部相通，如图4所示，在蓄水池的顶部设置电机座6，在电机座上安装发电机7，该发电机的电机轴71与布置在排水口处的水轮机72固定连接。
在本实施例中，蓄水池两侧面的高度均比引浪板的高度高。在蓄水池的顶部靠近发电机的位置安装挡浪板2。所述液压缸与蓄水池池底间的夹角为60°—75°。所述液压缸由液压传动系统控制。所述的液压传动系统受岸上的控制系统控制。
本实施例还公开了一种波能发电方法，使用上述的坡角可调越浪式波能发电装置，将蓄水池置于高于海面且波浪可以通过引浪板越入蓄水池的位置，由于蓄水池与海面之间存在高度差，通过引浪板越入蓄水池内的海水随后会通过排水管排回海面，在此过程中海水可以驱动排水口处的水轮机转动，从而带动与之相连接的电机轴转动使发电机发电，当波浪条件较好，波高较大时，伸出液压缸的活塞杆以增大引浪板的坡角，增大后方蓄水池的容积，这样既可增大一次放水发电量，又能避免蓄水池被淹没无法带动水轮机发电；当波浪条件较差，波高较低时，缩回液压缸的活塞杆以减小引浪板的坡角，使小波更易越入后方蓄水池内，防止蓄水池内蓄水量过低无法带动水轮机发电，降低对波浪条件的要求，尽量减小在波浪条件较差情况下对收集波能的影响。

Claims (8)

1.一种坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：所述的装置包括蓄水池，在蓄水池的迎浪侧设置引浪板，该引浪板的根部铰接在蓄水池的池底，在蓄水池的池底安装向引浪板方向倾斜的液压缸，该液压缸的活塞杆与引浪板的上部固定连接，蓄水池外的排水管通过开设在蓄水池池底的排水口与蓄水池内部相通，在蓄水池的顶部设置电机座，在电机座上安装发电机，该发电机的电机轴与布置在排水口处的水轮机固定连接。
2.根据权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：蓄水池两侧面的高度均比引浪板的高度高。
3.根据权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：所述液压缸的数量为两个，分别布置在蓄水池的两侧。
4.根据权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：所述液压缸与蓄水池池底间的夹角为60°—75°。
5.根据权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：所述液压缸由液压传动系统控制。
6.根据权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：所述的液压传动系统受岸上的控制系统控制。
7.根据权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：在蓄水池的顶部靠近发电机的位置安装挡浪板。
8.一种波能发电方法，使用权利要求1所述的坡角可调越浪式波能发电装置，其特征在于：将蓄水池置于高于海面且波浪可以通过引浪板越入蓄水池的位置，由于蓄水池与海面之间存在高度差，通过引浪板越入蓄水池内的海水随后会通过排水管排回海面，在此过程中海水可以驱动排水口处的水轮机转动，从而带动与之相连接的电机轴转动使发电机发电，当波浪条件较好，波高较大时，伸出液压缸的活塞杆以增大引浪板的坡角，当波浪条件较差，波高较低时，缩回液压缸的活塞杆以减小引浪板的坡角。
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