CN109723599B - 一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，包括一固定于海床上的直线发电机以及与直线发电机相连的浮子组件，所述浮子组件包括通过锚链与直线发电机的动子相连的下浮体和通过刚性杆与下浮体相连并漂浮在海面上的上浮体，其中，所述上浮体用于采集波浪能并控制整个浮子组件的浮力，所述下浮体用于辅助上浮体进行波浪能采集并控制整个浮子组件与直线发电机的距离，所述直线发电机的动子用于根据整个浮子组件的升沉运动进行磁感线切割产生电能，所述上浮体与下浮体与远程控制系统相连。本公开可远程调整发电装置的位置以适应海上恶劣天气和潮汐水位变化。

Description

一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置
技术领域
本公开涉及波浪能发电领域，尤其涉及一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置。
背景技术
波浪能作为一种清洁的可再生能源，具有储量大、分布广、能流密度高等特点，日益受到世界各国的高度重视。针对波浪能发电装置的研究虽有很多，但是人们大多把注意力放在了如何提升发电效率的研究上，极少有关于发电装置躲避台风等恶劣天气的研究。在恶劣的天气条件下，发电装置已不能有效工作，急需避险以保障自身的安全。此外，在潮差比较大的海区，如何控制发电装置升降以适应不同的潮位，从而获得较高的发电效率也非常值得关注。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，该装置当海上天气恶劣时，可自动沉入海底，以避免发电装置遭到破坏；待海上天气转好，自动浮出水面，继续工作，同时该装置在潮差比较大的海区，可控制发电装置升降以适应不同的潮位，从而获得较高的发电效率。
为了实现上述目的，本公开的技术方案如下：
一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，包括一固定于海床上的直线发电机以及与直线发电机相连的浮子组件，所述浮子组件包括通过锚链与直线发电机的动子相连的下浮体和通过刚性杆与下浮体相连并漂浮在海面上的上浮体，其中，所述上浮体用于采集波浪能并控制整个浮子组件的浮力，所述下浮体用于辅助上浮体进行波浪能采集并控制整个浮子组件与直线发电机的距离，所述直线发电机的动子用于根据整个浮子组件的升沉运动进行磁感线切割产生电能，所述上浮体与下浮体与远程控制系统相连。
进一步的，所述上浮体分为上下两个舱室，其中上舱室用于安装双向水泵，下舱室为压载水舱，所述上浮体通过双向水泵控制进入压载水舱的水量进而控制整个浮子组件的浮力。
进一步的，所述双向水泵两侧对称设有水管，所述水管与海水相连通。
进一步的，所述双向水泵底部设有水管，所述水管与压载水舱相连通。
进一步的，所述双向水泵通过控制电缆与远程控制系统相连。
进一步的，当压载水舱内无海水时，所述上浮体受到的浮力大于其自身的重力，上浮体漂浮于海面上，当压载水舱内灌满海水时，所述上浮体受到的浮力小于其自身的重力，上浮体沉入水下。
进一步的，所述下浮体内固定有一锚机，所述锚机与锚链相连，所述锚机用于通过收缩或释放锚链来控制整个浮子组件与直线发电机的距离。
进一步的，所述锚机通过控制电缆与远程控制系统相连。
进一步的，所述锚机还用于通过收缩或释放锚链来控制直线发电机的动子的位置，以保证当海面平静时动子处于直线发电机中部。
进一步的，所述刚性杆为中空结构，以便于所述控制电缆穿过所述刚性杆。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1)本公开可躲避台风等恶劣天气：当海上天气恶劣时，可自动沉入海底，以避免发电装置遭到破坏；待海上天气转好，自动浮出水面，继续工作；
2)本公开可适应不同的潮位：在潮差比较大的海区，可控制发电装置升降以适应不同的潮位，从而获得较高的发电效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本公开某一实施例的可远程控制升降的浮子式波能发电装置的结构示意图；
图中：1.海床；2.控制电缆；3.直线发电机；4.动子；5.锚链；6.下浮体；7.控制锚机的分支电缆；8.锚机；9.上浮体；10.刚性杆；11.压载水舱；12.通向压载水舱的水管；13.控制双向水泵的分支电缆；14.通向海中的水管；15.双向水泵；16.海平面。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本公开做进一步的说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
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申请的示例性实施方式。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。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
如图1所示，一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，包括一固定于海床1上的直线发电机3以及与直线发电机3相连的浮子组件，所述浮子组件包括通过锚链5与直线发电机3的动子4相连的下浮体6和通过刚性杆10与下浮体6相连并漂浮在海面16上的上浮体9，其中，所述上浮体9用于采集波浪能并控制整个浮子组件的浮力，所述下浮体6用于辅助上浮体9进行波浪能采集并控制整个浮子组件与直线发电机3的距离，所述直线发电机的动子4用于根据整个浮子组件的升沉运动进行磁感线切割产生电能，所述上浮体9与下浮体6与远程控制系统相连。
所述上浮体9分为上下两个舱室，其中上舱室用于安装双向水泵15，下舱室为压载水舱11，所述上浮体9通过双向水泵15控制进入压载水舱11的水量进而控制整个浮子组件的浮力。
所述双向水泵15两侧对称设有水管14，所述水管14与海水相连通，即水管口要保证没于水中。
所述双向水泵15底部设有水管12，所述水管12与压载水舱11相连通。
所述下浮体6内固定有一锚机8，所述锚机8与锚链5相连，所述锚机8用于通过收缩或释放锚链5来控制整个浮子组件与直线发电机3的距离。
具体实施中，上浮体9在连接通向海中的水管14处，以及穿过电缆处都保证密封良好，上下两个舱室之间保证密封良好，下浮体6在穿过电缆处也保证密封良好。
正常工作状态下，上下两浮体的受到浮力大于两浮体所受的总重力。海面平静时，动子4处于直线发电机3的中间位置，此时与动子4连接的锚链5处于张紧状态；当海上产生波浪时，上下两浮体做升沉运动，浮体上升会带动动子4上升；浮体下沉时，与动子4连接的锚链5处于松弛状态，动子4靠自身的重力向下运动，根据电磁感应原理，动子4的上下切割磁感线运动会产生电能。
所述锚机8通过控制电缆2与远程控制系统相连，所述双向水泵15通过控制电缆2与远程控制系统相连。
具体实施中，由于发电装置需要输电电缆将所产生的电能输送到陆地，因此可以在铺设输电电缆的同时铺设一条控制电缆2，控制电缆2穿过直线发电机3连接到下浮体6，引出一条分支电缆7控制锚机8的开启关闭，之后控制电缆2穿过连接上下浮体的刚性杆10进入上浮体9，引出一条分支电缆13控制双向水泵15的开启关闭。
当海上天气恶劣时，工作人员在岸上可通过控制电缆2启动锚机8，锚机8转动收缩锚链5，由于直线发电机3固定在海床1上，因此下浮体6会被拉向直线发电机3。
与此同时，工作人员在岸上通过控制电缆2启动双向水泵15，从海中抽水灌入压载水舱11，使得上浮体9重力大于浮力而沉入海底，而且上下浮体之间由刚性杆10连接，因此上浮体9下落后不会碰到发电机3而产生破坏。
当恶劣天气过去后，控制电缆2会控制锚机8反转释放锚链5，同时控制双向水泵15从压载水舱11抽水排出到海中，使得上浮体9浮力大于重力而浮出水面，波能发电装置继续工作。
此外，此装置的设计还可以应对海上潮汐水位的变化。高潮位或低潮位时可以通过释放或收缩锚链5来控制动子4的位置，以保证当海面平静时动子4处于直线发电机3中部。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于：包括一固定于海床上的直线发电机以及与直线发电机相连的浮子组件，所述浮子组件包括通过锚链与直线发电机的动子相连的下浮体和通过刚性杆与下浮体相连并漂浮在海面上的上浮体，其中，所述上浮体用于采集波浪能并控制整个浮子组件的浮力，所述下浮体用于辅助上浮体进行波浪能采集并控制整个浮子组件与直线发电机的距离，所述直线发电机的动子用于根据整个浮子组件的升沉运动进行磁感线切割产生电能，所述上浮体与下浮体与远程控制系统相连；
所述上浮体分为上下两个舱室，其中上舱室用于安装双向水泵，下舱室为压载水舱，所述上浮体通过双向水泵控制进入压载水舱的水量进而控制整个浮子组件的浮力；所述双向水泵通过控制电缆与远程控制系统相连；所述刚性杆为中空结构，以便于所述控制电缆穿过所述刚性杆。
2.如权利要求1所述的一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于，所述双向水泵两侧对称设有水管，所述水管与海水相连通。
3.如权利要求1所述的一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于，所述双向水泵底部设有水管，所述水管与压载水舱相连通。
4.如权利要求1所述的一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于，当压载水舱内无海水时，所述上浮体受到的浮力大于其自身的重力，上浮体漂浮于海面上，当压载水舱内灌满海水时，所述上浮体受到的浮力小于其自身的重力，上浮体沉入水下。
5.如权利要求1所述的一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于，所述下浮体内固定有一锚机，所述锚机与锚链相连，所述锚机用于通过收缩或释放锚链来控制整个浮子组件与直线发电机的距离。
6.如权利要求5所述的一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于，所述锚机通过控制电缆与远程控制系统相连。
7.如权利要求5所述的一种可远程控制升降的浮子式波能发电装置，其特征在于，所述锚机还用于通过收缩或释放锚链来控制直线发电机的动子的位置，以保证当海面平静时动子处于直线发电机中部。
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