CN109281796A - 一种组合式波浪能抽水储能发电装置 - Google Patents

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刘康
张泉
王福源
赵娜
张少谦
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
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Abstract

一种组合式波浪能抽水储能发电装置，由单机发电装置和集合发电装置构成。所述单机发电装置由喷水管、活塞杆、浮体、活塞、单向阀、发电机单元组成，通过波浪起伏运动带动浮体运动，海水通过喷水管带动发电机单元做功，并喷入中心立柱的储水箱中，待水箱内水位达到要求后，将水放出，带动中心立柱中的水轮机发电。本发明所述的组合式波浪能抽水储能发电装置通过储水箱作为缓冲环节，将时变的、不规则的波浪能转化为稳定的势能，可以实现能量的两级利用，提高整机发电效率。

Description

一种组合式波浪能抽水储能发电装置
技术领域
本发明涉及一种波浪能组合发电装置，尤其是利用多个单机波浪能发电装置组装在集合波浪能发电装置上，进行组合发电。
背景技术
随着经济的发展和全球人口的增加，能源的需求进一步增加，而传统的化石能源难以满足人类的需要，同时化石能源的使用势必加重环境污染，带来全球变暖等一系列问题。寻找清洁能源成为解决能源紧缺问题的关键，从长远来看，波浪能的开发利用具有重要的意义。
波浪能以机械能形式出现，是较丰富的海洋能之一，其能流密度大，分布广泛，波浪能储量丰富且属于可再生能源，它与太阳能和风能相比其回收更容易，成本更低，对环境的影响更小，也更贴近海上作业，尤其是用波浪能来发电，不必消耗燃料，不产生废气，废水，废渣等。因此，波浪能的开发利用具有现实的可操作性。
发明内容
波浪是上下运动的，发电机是旋转运动的，本装置是将波浪的上下运动转化为推动水轮机的旋转运动进行发电。选用浮子式波浪能采集系统，采用海水作为工作介质，利用海水上升的机械运动推动水轮机进行发电。多台标准化的单机发电装置连接在中心立柱上，可以根据需要确定单机发电装置的组装台数，灵活改变装置的额定容量和造型。同时，收集单机喷射的海水，存储在高处的储水箱内，采用零存整取的方式，待水位达到设定的要求后，下放储存的海水利用海水的势能进行二次发电，零存整取的方式有利于消除波浪能的间歇性、随机性，提升发电质量。
本发明利用波浪能所采用的技术方案是：一种组合式波浪能抽水储能发电装置，其特征在于：所述发电装置包括单机发电装置和集合发电装置；所述单机发电装置包括喷水管、活塞杆、箱体浮体、活塞杆、活塞、单向阀、发电机单元；所述集合发电装置包括储水箱、中心立柱、固定水泥桩、组合连杆、落水口、发电机单元、海底电缆；所述发电机单元包括水轮机、连轴、发电机。
所述单机发电装置的喷水管穿过浮体和箱体顶部相通；所述活塞通过活塞杆穿过箱体顶部和浮体相连；所述发电机单元置于喷水管内部，距箱体顶部5公分处；所述单向阀安装在进水口，位于发电机单元上端。
所述单机发电装置通过组合连杆固定在中心立柱上；所述连杆内部设有输电线路；所述集合发电装置通过组合连杆均匀连接多个单机发电装置。
所述集合发电装置的中心立柱固定在海底的固定水泥桩上；所述储水箱固定在中心立柱上；所述空心立柱为空心柱体；所述发电机单元位于中心立柱内。
本发明的有益效果是，使用标准化、可组装且成本低廉的波浪发电结构将波浪能分成两级利用，可以根据实际工作条件和负荷需求对单机装置进行灵活组装，改变发电规模。同时无需使用蓄电池等储能设备，通过储水箱作为缓冲环节，将时变的、不规则的波浪能转化为稳定的势能，提升发电的质量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的单机发电装置图。
图2是本发明的整体发电装置图。
图3是整体发电装置顶部构造图。
图4是单机发电装置剖面图。
图5是水轮机单元构造图。
图中1.喷水管，2.活塞杆，3.箱体，4.储水箱，5.浮体，6.中心立柱，7.固定水泥桩，8.组合连杆，9.落水口，10.活塞杆，11.活塞，12.单向阀，13.发电机单元，14.发电机单元，15.水轮机，16.连轴，17.发电机，18.海底电缆。
具体实施方式
如附图所示，所述发电装置包括单机发电装置和集合发电装置；所述单机发电装置包括喷水管1、活塞杆2、箱体3浮体5、活塞杆10、活塞11、单向阀12、发电机单元13；所述集合发电装置包括储水箱4、中心立柱6、固定水泥桩7、组合连杆8、落水口9、发电机单元14、海底电缆18；所述发电机单元13包括水轮机15、连轴16、发电机17。
所述单机发电装置的喷水管1穿过浮体5和箱体3顶部相通；所述活塞11通过活塞杆2穿过箱体3顶部和浮体5相连；所述发电机单元13置于喷水管1内部，距箱体3顶部5公分处；所述单向阀12安装在进水口，位于发电机单元13上端。
所述单机发电装置通过组合连杆8固定在中心立柱6上；所述连杆8内部设有输电线路；所述集合发电装置通过组合连杆均匀连接多个单机发电装置。
所述集合发电装置的中心立柱6固定在海底的固定水泥桩7上；所述储水箱4固定在中心立柱7上；所述空心立柱7为空心柱体；所述发电机单元14位于中心立柱7内。
工作原理：组合式波浪能抽水储能发电装置设置在海洋中，浮体5随波浪上下起伏，当浮体下降时，海水通过单向阀12被吸入箱体3，推动水轮机15做功；当浮体上升时，活塞11将箱体中的海水压入喷水管1，海水在上升的过程中，再次推动水轮机15做功；做功后的海水由喷水管1喷入储水箱4，当储水箱中的水位达到设定高度时，由落水口9流出储水箱，第三次推动位于中空的中心立柱6中的水轮机15进行发电，通过海底电缆18将电能送出。随着波浪不断起伏，以上过程周而复始，进行发电。3个相同结构的波浪能单机发电装置通过组合连杆8均匀连接在中心立柱6上，中心立柱设于固定水泥桩7上，固定于海底。
最后，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1.一种组合式波浪能抽水储能发电装置，其特征是：所述发电装置包括单机发电装置和集合发电装置；所述单机发电装置包括喷水管（1）、活塞杆（2）、箱体（3）浮体（5）、活塞杆（10）、活塞（11）、单向阀（12）、发电机单元（13）；所述集合发电装置包括储水箱（4）、中心立柱（6）、固定水泥桩（7）、组合连杆（8）、落水口（9）、发电机单元（14）、海底电缆（18）；所述发电机单元（13）包括水轮机（15）、连轴（16）、发电机（17）。
2.据权利要求1所述的一种组合式波浪能抽水储能发电装置，其特征是：所述单机发电装置的喷水管（1）穿过浮体（5）和箱体（3）顶部相通；所述活塞（11）通过活塞杆（2）穿过箱体（3）顶部和浮体（5）相连；所述发电机单元（13）置于喷水管（1）内部，距箱体（3）顶部5公分处；所述单向阀（12）安装在进水口，位于发电机单元（13）上端。
3.根据权利要求1所述的一种组合式波浪能抽水储能发电装置，其特征是：所述单机发电装置通过组合连杆（8）固定在中心立柱（6）上；所述连杆（8）内部设有输电线路；所述集合发电装置通过组合连杆均匀连接多个单机发电装置。
4.根据权利要求1所述的一种组合式波浪能抽水储能发电装置，其特征是：所述集合发电装置的中心立柱（6）固定在海底的固定水泥桩（7）上；所述储水箱（4）固定在中心立柱（7）上；所述空心立柱（7）为空心柱体；所述发电机单元（14）位于中心立柱（7）内。
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