CN109253040A - 一种高效率筏式波浪能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效率筏式波浪能发电装置，包括：油箱、底座、液压传动装置、发电装置、传感装置、智能控制装置以及固定装置；液压传动装置，液压泵通过管路以及单向阀油路与蓄能器相连，蓄能器与电磁开关阀相连，电磁开关阀另一端与液压马达相连；发电装置，液压马达通过联轴器与三相交流发电机相连；传感装置，设置在蓄能器一端和电磁开关阀出口处；智能控制装置，利用单片机实现对电磁开关阀的开关时刻控制；该筏式波浪能发电装置通过连杆机构随波浪的往复运动将波浪能储存于液压系统中，并通过主动控制进行发电。通过液压传动装置与控制装置的合理结合，极大的提高了波浪能的利用率，并且携带方便，适用于海洋波浪能的开发利用。

Description

一种高效率筏式波浪能发电装置
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种高效率筏式波浪能发电装置。
背景技术
随着能源问题与环境问题的日益突出，发展清洁能源，建设生态文明，实现可持续发展，成为人类社会的发展共识。新能源成为了人们关注的焦点，其中波浪能作为一种绿色的清洁能源，它具有能量密度高、分布面广、能量储量大等优点。波浪能发电可分为能量采集系统和能量转换系统两部分。采集系统的作用是捕获波浪能。其主要形式有：振荡水柱式、振荡浮子式、摆式、鸭式、筏式、收缩坡道式、蚌式等。转换系统的作用是把捕获的波浪能转换为某种特定形式的机械能或电能。
目前利用波浪能发电的方法可分为三类：一是利用海洋波浪能的上下运动所产生的空气流，使汽轮机转动,从而带动发电机发电，如振荡水柱式波浪能发电装置；二是利用海洋波浪能装置运动(直线往复、摇摆转动)的机械能转化为电能，如振荡浮子式波浪能发电装置，“点头鸭”式波浪能发电装置、摆式发电装置等；三是利用波浪能将水引入高位水池积蓄起来，形成一个水头，然后冲击水轮机发电，如越浪式波浪能发电装置。
然而，由于波浪作为一种自然资源，其强度、频率与持续时间均难以预估，传统的波浪能发电成本过高并且发电效率不稳定，使波浪能开发应用的发展面临瓶颈。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种高效率筏式波浪能发电装置。本发明主要利用一种筏式波浪能发电装置，从而做到高效率利用波浪能发电。本发明采用的技术手段如下：
一种高效率筏式波浪能发电装置，包括油箱、底座、液压传动装置、发电装置、传感装置、智能控制装置以及固定装置；
所述液压传动装置包括：液压传动装置单向阀回路、液压泵、蓄能器、电磁开关阀以及液压马达；所述液压泵通过管路以及单向阀油路与蓄能器一端相连，所述蓄能器另一端与电磁开关阀一端相连，所述电磁开关阀另一端通过管路与液压马达相连；
所述发电装置包括：整流电桥、蓄电池、储存装置以及三相电流发电机；所述三相电流发电机输入端与液压马达通过联轴器相连，所述三相电流发电机输出端连接整流电桥，所述整流电桥将三相交流发电机所产生的交流电转化为直流电；所述整流电桥输出的直流电通过储存装置将电能储存在蓄电池中；
所述传感装置包括：用于检测所述液压传动装置的压力和流量的压力传感器和流量传感器；所述压力传感器设置在蓄能器一端，所述流量传感器设置在电磁开关阀出口处；
所述智能控制装置包括：用于实现对电磁开关阀的开关时刻控制的单片机；
所述固定装置包括：液压泵固定装置、发电机固定装置以及蓄能器固定装置。
进一步地，所述筏式波浪能发电装置还包括：两个Z形连接件，所述Z形连接件一端固定于所述液压马达法兰，另一端固定于所述三相交流发电机上端盖，所述Z形连接件上还开设有安装口，所述液压马达、联轴器、三相交流发电机通过Z形连接件刚性连接。
进一步地，所述液压传动装置单向阀回路由两个单向阀和管路组成，单向阀用于避免高压油回流的作用。
进一步地，所述液压泵固定装置包括两个用于固定所述底座的L形固定支架，且所述L形固定支架上还开设有安装孔，所述液压泵以各自的轴贯穿固定板的安装孔的方式分别固定在所述两个L形固定板上。
进一步地，所述发电机固定装置包括一个固定支架和一个支撑支架，其上均开设有安装孔，所述固定支架一端连接发电机，另一端固定在所述底座上，所述支撑支架一端固定在所述底座上，另一端支撑所述液压马达。
进一步地，所述两个L形固定支架、固定支架以及支撑支架均固定在所述底座上。
进一步地，所述底座的两侧对称设置有用于固定所述两个L形固定支架、固定支架以及支撑支架的固定螺纹孔。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、整个装置结构简单，采用模块化设计，维护方便。
2、采用了液压传动的方式，并通过液压能的储存以及开关阀的控制，有效地提高发电效率。
3、该装置便于携带，可随船漂浮，无需固定于海底或岸边。
基于上述理由本发明可在波浪能发电等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的筏式波浪能发电装置的示意图。
图2为本发明的筏式波浪能发电装置的原理图。
图中：1、油箱；2、单向阀；3、液压泵；4、单向阀；5、压力传感器；6、蓄能器；7、电磁继电器；8、单片机；9、电磁开关阀；10、流量传感器；11、液压马达；12、三相交流发电机；13、整流电桥；14、蓄电池。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明提供了一种高效率筏式波浪能发电装置，包括油箱1、底座、液压传动装置、发电装置、传感装置、智能控制装置以及固定装置；
液压传动装置包括：液压传动装置单向阀回路、液压泵3、蓄能器6、电磁开关阀9以及液压马达11；所述液压泵3通过管路以及单向阀回路与蓄能器6一端相连，所述蓄能器6另一端与电磁开关阀9一端相连，所述电磁开关阀9另一端通过管路与液压马达11相连；液压传动装置单向阀回路由两个单向阀2和管路组成，单向阀2用于避免高压油回流的作用。
发电装置包括：整流电桥13、蓄电池14、储存装置以及三相电流发电机12；所述三相电流发电机12输入端与液压马达11通过联轴器相连，所述三相电流发电机12输出端连接整流电桥13，所述整流电桥13将三相交流发电机12所产生的交流电转化为直流电；所述整流电桥13输出的直流电通过储存装置将电能储存在蓄电池14中；
传感装置包括：用于检测所述液压传动装置的压力和流量的压力传感器5和流量传感器10；所述压力传感器5设置在蓄能器6一端，所述流量传感器10设置在电磁开关阀9出口处；
智能控制装置包括：用于实现对电磁开关阀9的开关时刻控制的单片机8；
固定装置包括：液压泵固定装置、发电机固定装置以及蓄能器固定装置；液压泵固定装置包括两个用于固定所述底座的L形固定支架，且所述L形固定支架上还开设有安装孔，所述液压泵以各自的轴贯穿固定板的安装孔的方式分别固定在所述两个L形固定板上；发电机固定装置包括一个固定支架和一个支撑支架，其上均开设有安装孔，所述固定支架一端连接发电机，另一端固定在所述底座上，所述支撑支架一端固定在所述底座上，另一端支撑所述液压马达。两个L形固定支架、固定支架以及支撑支架均固定在所述底座上。底座的两侧对称设置有用于固定所述两个L形固定支架、固定支架以及支撑支架的固定螺纹孔。
筏式波浪能发电装置还包括：两个Z形连接件，所述Z形连接件一端固定于所述液压马达11法兰，另一端固定于所述三相交流发电机12上端盖，所述Z形连接件上还开设有安装口，所述液压马达11、联轴器、三相交流发电机12通过Z形连接件刚性连接。
如图2所示，一种高效率筏式波浪能发电装置的工作原理：所有元件都通过固定装置固定在底座上，通过合理化设计与布局，使整个装置的质心位于浮心之上，使整个装置能漂浮在海面上。该筏式波浪能发电装置采用类似于曲柄滑块机构，通过两板之间相对运动，将波浪能初步转化为机械能，机械能通过液压泵3转化为液压能，液压能通过液压马达11和三相交流发电机1转化为电能。
液压泵3通过单向阀2从油箱1中吸入油液，同时通过单向阀4向蓄能器6输出油液，此时电磁开关阀9为关闭状态。当蓄能器6压力达到预设值时，电磁开关阀9打开，高压油液通过电磁开关阀9驱动液压马达11旋转，液压马达11带动三相交流发电机12发电，所产生的交流电通过整流电桥13转化为直流电储存在蓄电池14中；当三相交流发电机12转速小于一定值的时候，即流量小于设定值时，电磁开关阀9关闭，完成一个发电周期。等到蓄能器6再次达到预定值时，再次开启电磁开关阀9，进行下一个周期的发电。
传感装置包括压力传感器5和流量传感器10。压力传感器5设置在蓄能器6的出口处，用于检测蓄能器6中的压力值；流量传感器10设置在液压马达11的入口处，用于检测通过液压马达11的流量。
智能控制装置包括单片机8和电磁继电器7；压力传感器5和流量传感器10所检测到的数据输入到单片机中，通过预先对单片机8编程以及压力值、流量值的设定，实现对电磁继电器7的控制，从而实现对电磁开关阀9开闭的控制。
利用该筏式波浪能发电装置，通过提高三相交流发电机的发电效率，从而实现高效率持续发电。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，包括油箱、底座、液压传动装置、发电装置、传感装置、智能控制装置以及固定装置；
所述液压传动装置包括：液压传动装置单向阀回路、液压泵、蓄能器、电磁开关阀以及液压马达；所述液压泵通过管路以及单向阀油路与蓄能器一端相连，所述蓄能器另一端与电磁开关阀一端相连，所述电磁开关阀另一端通过管路与液压马达相连；
所述发电装置包括：整流电桥、蓄电池以及三相电流发电机；所述三相电流发电机输入端与液压马达通过联轴器相连，所述三相电流发电机输出端连接整流电桥，所述整流电桥输出的直流电通过储存装置将电能储存在蓄电池中；
所述传感装置包括：用于检测所述液压传动装置的压力和流量的压力传感器和流量传感器；所述压力传感器设置在蓄能器一端，所述流量传感器设置在电磁开关阀出口处；
所述智能控制装置包括：用于实现对电磁开关阀的开关时刻控制的单片机；
所述固定装置包括：液压泵固定装置、发电机固定装置以及蓄能器固定装置。
2.根据权利要求1所述的高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述筏式波浪能发电装置还包括：两个Z形连接件，所述Z形连接件一端固定于所述液压马达法兰，另一端固定于所述三相交流发电机上端盖，所述Z形连接件上还开设有安装口，所述液压马达、联轴器、三相交流发电机通过Z形连接件刚性连接。
3.根据权利要求1所述的高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述液压传动装置单向阀回路由两个单向阀和管路组成。
4.根据权利要求1所述的高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述液压泵固定装置包括两个用于固定所述底座的L形固定支架，且所述L形固定支架上还开设有安装孔，所述液压泵以各自的轴贯穿固定板的安装孔的方式分别固定在所述两个L形固定板上。
5.根据权利要求1所述的高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述发电机固定装置包括一个固定支架和一个支撑支架，其上均开设有安装孔，所述固定支架一端连接发电机，另一端固定在所述底座上，所述支撑支架一端固定在所述底座上，另一端支撑所述液压马达。
6.根据权利要求4或5所述的高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述两个L形固定支架、固定支架以及支撑支架均固定在所述底座上。
7.根据权利要求1所述的高效率筏式波浪能发电装置，其特征在于，所述底座的两侧对称设置有用于固定所述两个L形固定支架、固定支架以及支撑支架的固定螺纹孔。
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