CN110454319A - 一种波浪能最大波能跟踪控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种波浪能最大波能跟踪控制系统，属于新能源领域，为解决现有波浪能存在的积水问题，包括振动浮子系统、可控液压系统、直线发电机系统以及锚泊系统；可控液压系统连接直线发电机系统均安装在振动浮子系统，且振动浮子系统连接锚泊系统并将其与海底连接。本发明采用直线发电机系统作为波浪能核心采集机构，直接将波浪上下运动的机械能转化为电能，极大的提高了波浪能收集效率，同时针对海洋环境多变，波浪不规律等因素，设计了液压系统来实现最大波能跟踪，优化波浪能采集系统。效果是具有环境适应性强，波能收集效率高等优势，可实现全天候的波浪能采集，为开发并高效利用波浪能发电提供了可能。

Description

一种波浪能最大波能跟踪控制系统
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体而言，尤其涉及一种波浪能最大波能跟踪控制系统。
背景技术
波浪能发电系统作为海上设备的补给装置，主要应用于给海上航标灯、浅水域探测型水下航行器等设备提供电能。目前已经出现多种小型波浪能发电装置用于海上浮标灯等供电。首先目前出现的小型波浪能采集装置大多为三级转换过程，即利用机械结构将波浪上下运动转化为发电机旋转运动，由于中间转化装置的存在，导致能量收集效率较低。其次目前针对航标灯得波浪能发电系统多为自治系统，并不能根据水域变化情况实现最大波能跟踪。
目前，海上设备较多，例如浮标灯、水域探测器等，但是它们大多存在供能问题，即一次投放多次充电或更换电源，造成人力物力资源浪费，目前针对浮标灯已经出现多种能源补充方案，例如使用太阳能、风能等，但是太阳能受限于太阳、气候等影响，夜晚、阴天等条件下发电效率较低，同时由于海鸟鸟屎等容易造成太阳能板遮挡且较难清洁，并不是海洋节点理想的能源补充方案。由于浮标灯多位于航道，有船常常经过，导致风能受限较大。波浪能具有全天候发电的特点，且主要装置位于水下，因此较好的解决上述问题，目前已经出现多种波浪能发电装置，例如使用螺杆、齿轮等机械机构将波浪垂直运动转化为发电机旋转运动，中间转化装置耗能影响了波浪能采集效率。除此以外还出现了振荡水柱、海龙等多种形式波浪能采集装置，不利于装置小型化，不适合本发明所述的应用环境。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种波浪能最大波能跟踪控制系统。本发明采用直线发电机系统作为波浪能核心采集机构，直接将波浪上下运动的机械能转化为电能，极大的提高了波浪能收集效率，同时针对海洋环境多变，波浪不规律等因素，设计了液压系统来实现最大波能跟踪，优化波浪能采集系统。本发明具有环境适应性强，波能收集效率高等优势，可实现全天候的波浪能采集，为开发并高效利用波浪能发电提供了可能。
本发明采用的技术手段如下：
一种波浪能最大波能跟踪控制系统，包括：振动浮子系统、可控液压系统、直线发电机系统以及锚泊系统；所述的可控液压系统连接直线发电机系统均安装在振动浮子系统，且所述的振动浮子系统连接锚泊系统并将其与海底连接。
进一步地，所述的可控液压系统包括电磁控制阀、第一液压缸、第二液压缸、液压油管路、液压泵、储能弹簧、浮体以及溢流阀；浮体通过绳子和保护弹簧连接所述直线发电机系统，直线发电机系统中的动子上下设置有储能弹簧，直线发电机系统中的定子由活塞分为上液压室和下液压室，上液压室和下液压室分别连接液压油管路且通过电磁控制阀连接第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸之间连接有液压泵和溢流阀。
进一步地，所述电磁控制阀包括第一电磁线圈、第二电磁线圈、第一排液口、第二排液口、压力口、第一接口、第二接口以及阀芯；压力口为机制口，第一接口连接上液压室，第二接口连接下液压室，第一排液口连接第一液压缸，第二排液口连接第二液压缸，通过可控液压系统控制第一电磁线圈和第二电磁线圈的通电，从而控制液压油的流向，进而推动活塞的上下运动。
进一步地，所述的振动浮子系统为一圆柱形漂浮体，其内部承载有整流变换系统、蓄电池组、北斗定位系统模块、信号发生器接收器以及气象监测设备。
进一步地，所述的直线发电机系统为一12槽1l极的圆筒型永磁同步直线电机，其包括动子、定子、永磁体和三相线圈，永磁体贴敷在动子表面，三相线圈埋设在定子槽内。
进一步地，所述的波浪能最大波能跟踪控制系统还包括小型太阳能发电系统，小型太阳能发电系统安装在所述振动浮子系统。
进一步地，所述的锚泊系统主要由锚链、锚和若干个沉块组成，采用垂向锚泊系统固定波浪能最大波能跟踪控制系统中的发电设备；
进一步地，所述的直线发电机系统外部还罩有用于保护所述圆筒型永磁同步直线电机的基座。
本发明还提供了一种波浪能最大波能跟踪控制方法，当波浪运动时，波浪带动圆柱形漂浮体运动，将波浪上下方向运动直接转化为电能，当波浪较大超过设计最大量程时，通过储能弹簧进行机械储能；直线发电机系统产生的电能经过电能处理装置经过一系列整流、斩波后存储在蓄电池中备用；可控液压系统通过传感器测得的波浪垂直方向的速度，将传感器信号传递给中央控制器，且根据传送的信号提供给液压泵、电磁控制阀，液压泵控制液压油的流量大小，电磁控制阀控制液压油的流动方向，经过可控液压系统的补充，定子运动与波浪能上下起伏运动一致，形成共振，实现波浪能的最大吸收。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的波浪能最大波能跟踪控制系统，采用波浪能、光能协调互补的发电形式，可以实现全天候最大波能跟踪，全天候发电，具有良好的环境适应能力。
2、本发明提供的波浪能最大波能跟踪控制系统，针对波浪起伏不定，设置可控液压设备及太阳能发电设备，太阳能发电为该控制系统提供电力，可控液压设备使浮子与波浪共振，使该系统发电效率显著增大。
3、本发明提供的波浪能最大波能跟踪控制系统，针对特殊的海洋环境，将液压系统做密封处理，保证不污染海洋环境，同时将设备做绝缘处理，保证设备发电、蓄电的安全性。
4、本发明提供的波浪能最大波能跟踪控制系统，具有自主发电的能力，可以为海上无人设备进行能源补给，提高了海上无人充电设备的续航能力。
基于上述理由本发明可在新能源等领域广泛推广。
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为本发明系统的三维立体结构图。
图2为本发明可控液压控制系统结构图。
图3为本发明电磁控制阀结构图。
图中：1、振动浮子系统；2、可控液压系统；3、直线发电机系统；4、系统基座；5、锚泊系统；6、上液压室；7、下液压室；8、储能弹簧；9、第一液压缸；10、第二液压缸；11、液压泵；12、电磁控制阀；13、浮体；14、溢流阀；15、保护弹簧；16、液压油管路；17、活塞；18、第一电磁线圈；19、第二电磁线圈；20、第一排液口；21、压力口；22、第二排液口；23、第一接口；24、第二接口；25、阀芯。
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，本发明提供了一种波浪能最大波能跟踪控制系统，基于利用可控液压系统2控制浮体上下震动的策略设计实现，基于搭建的系统，针对海况的不同情况，实现最大波能跟踪控制。采用直线发电机系统3作为波浪能核心采集机构，直接将波浪上下运动的机械能转化为电能，极大的提高了波浪能收集效率，同时针对海洋环境多变，波浪不规律本文设计可控液压系统2实现最大波能跟踪，优化波浪能采集系统。本发明具有环境适应性强，波能收集效率高等优势，可实现全天候的波浪能采集，为开发并高效利用波浪能发电提供了可能。
其具体方案如下：
一种波浪能最大波能跟踪控制系统，包括：振动浮子系统1、可控液压系统2、直线发电机系统3以及锚泊系统4；可控液压系统2连接直线发电机系统3均安装在振动浮子系统1，且所述的振动浮子系统1连接锚泊系统4并将其与海底连接；直线发电机系统3外部还罩有用于保护圆筒型永磁同步直线电机的系统基座4。
实施例1
可控液压系统2采用液压油作为传递能量的工作介质，该系统由信号控制部分与液压动力部分构成。信号控制部分通过传感器测得的波浪垂直方向的速度，将传感器信号传递给中央控制器，执行器为液压泵11的转速与电磁控制阀12的状态；液压动力部分根据信号控制部分传送的信号提供给液压泵11、电磁控制阀12，液压泵11控制液压油的流量大小，电磁控制阀控制12液压油的流动方向。经过液压系统的补充，定子运动与波浪能上下起伏运动一致，形成共振，实现波浪能的最大吸收，当然可控液压系统2并不是实时改变，根据海洋环境为中央控制器设置不同阈值，以实现更好的环境适应性。
如图2所示，可控液压系统2包括电磁控制阀12、第一液压缸9、第二液压缸10、液压油管路16、液压泵11、储能弹簧8、浮体13以及溢流阀14；浮体13通过绳子和保护弹簧15连接所述直线发电机系统3，直线发电机系统3中的动子上下连接储能弹簧8，直线发电机系统3中的定子由活塞17分为上液压室6和下液压室7，上液压室6和下液压室7分别连接液压油管路16且通过电磁控制阀12连接第一液压缸9和第二液压缸10，第一液压缸9和第二液压缸10之间连接有液压泵11和溢流阀14。当需要向下的控制力时，液压油由下液压室7到第二液压缸10，第一液压缸9到上液压室6，此时上部压强大于下部压强。当需要向上的力时，液压油由上液压室6到第二液压缸10，第一液压缸9到上液压室6，此时下部压强大于上部压强。
设pa,pb,p1,p2分别为上液压室6、下液压室7、第一液压缸9、第二液压缸10的压强，当活塞向上运动时pa＞p1，pb＜p2，液压油管中的液体体积流率为q＝Scdx/dt，其中Sc为液压油管横截面积，x为活塞向上运动量。故：
其中Ku为由摩擦引起的压力损耗系数，I为液体惯性系数。
第一液压缸9与第二液压缸10中的液压油由液压泵11驱动，液体体积流量与液压泵11电机转速成正比，即
qm＝λN
其中，λ为和电机几何结构相关的常数，N为电机转速。
将测得的波浪竖直方向速度的变化带入上述公式，可得到液压泵11电机的转速的变化，通过液压泵11转速的变化可控制活塞17的上下运动，实现浮体13与波浪能共振，得到最大波浪能的可控吸收。
根据信号控制装置处理的结果，系统将为电磁控制阀12、液压泵11实时供电，通过中央控制器控制液压泵11的转速以控制流入上液压室6、下液压室7的液压油的流速，实时控制活塞17上下运动的速度，使活塞17上下运动速度与波浪竖直方向速度相同，即产生共振。控制电磁控制阀12两侧的供电情况，可以改变上下液压室液压油的流向，为实现共振提供油路交换的可能。在液压管路压力较高时，液压油可通过溢流阀13流入液压缸8或9，从而液压油管路的压力防止炸缸，保证液压系统安全稳定的工作。
实施例2
电磁控制阀12包括第一电磁线圈18、第二电磁线圈19、第一排液口20、第二排液口22、压力口21、第一接口23、第二接口24以及阀芯25；压力口21为机制口，第一接口23连接上液压室6，第二接口24连接下液压室7，第一排液口20连接第一液压缸9，第二排液口22连接第二液压缸10，通过可控液压系统控制2第一电磁线圈18和第二电磁线圈19的通电，从而控制液压油的流向，进而推动活塞17的上下运动。
具体执行如下，当活塞17欲向下运动时，第一电磁线圈18通电，第二电磁线圈19不通电，阀芯25向左动，第一排液口20与第一接口23接通，第二接口24与压力口21接通，此时压力口21与第二排液口22相连。第一液压缸9中的液压油从第一排液口20流入经过第一接口23，流进上液压室6，下液压室7中的液压油经过压力口21流入第二液压缸10；当活塞17欲向上运动时，第一电磁线圈18不通电，第二电磁线圈19通电，阀芯25向右移动，压力口21与第一接口23接通，第二排液口22与第二接口24接通，此时压力口21与第一排液口20相连。第一液压缸9中液压油流入下液压室7，上液压室6中的液压油流入第二液压缸10中。
通过上述过程的阀内液压油路的交换，实现了液压油推动活塞17上下运动，通过控制即可实现浮子与波浪的共振。
实施例3
直线发电机系统3为一12槽1l极的圆筒型永磁同步直线电机，其包括动子、定子、永磁体和三相线圈，永磁体贴敷在动子表面，三相线圈埋设在定子槽内。当动子随着波浪做上下往复运动时，会与定子产生相对运动，从而在定子绕组输出端产生感应电动势，实现了波浪能到电能的转换。12槽1l极的圆筒型永磁同步直线电机结构简单，可实现波浪能到电能的一级转换，有效提高波浪能的转换效率。
实施例4
振动浮子系统1为一圆柱形漂浮体，其内部承载有整流变换系统、蓄电池组、北斗定位系统模块、信号发生器接收器以及气象监测设备。
实施例5
锚泊系统5主要由锚链、锚和若干个沉块组成，采用垂向锚泊系统固定波浪能最大波能跟踪控制系统中的发电设备，为波浪能发电系统提供相对稳定的工作平台环境。
实施例6
波浪能最大波能跟踪控制系统还包括小型太阳能发电系统，小型太阳能发电系统安装在所述振动浮子系统1。将圆柱形漂浮体与太阳能板相结合，使太阳能板始终漂浮在海面上，充分获得太阳能并将太阳能转化成可用的电能，将电能储存在蓄电池中，供给液压泵11使用。
本发明的主要工作原理如下：
当波浪运动时，波浪带动圆柱形漂浮体运动，将波浪上下方向运动直接转化为电能，当波浪较大超过设计最大量程时，通过储能弹簧8进行机械储能；直线发电机系统3产生的电能经过电能处理装置经过一系列整流、斩波后存储在蓄电池中备用；可控液压系统2通过传感器测得的波浪垂直方向的速度，将传感器信号传递给中央控制器，且根据传送的信号提供给液压泵11、电磁控制阀12，液压泵11控制液压油的流量大小，电磁控制阀12控制液压油的流动方向，经过可控液压系统2的补充，定子运动与波浪能上下起伏运动一致，形成共振，实现波浪能的最大吸收。
需要注意的是，本发明并不是实时接入振动浮子系统1，而是由中央控制器控制是否接入，中央处理器具有一定的阈值，中央控制器由波浪速度传感器控制，即波浪达到一定的波速时可控液压系统2才接入，这样使液压控制系统具有更好的环境适用性，同时可控液压系统2仅仅是振动浮子系统1的补充，直线发电机系统3的驱动主要由波浪完成。
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 (9)

1.一种波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，包括：振动浮子系统(1)、可控液压系统(2)、直线发电机系统(3)以及锚泊系统(4)；所述的可控液压系统(2)连接直线发电机系统(3)均安装在振动浮子系统(1)，且所述的振动浮子系统(1)连接锚泊系统(4)并将其与海底连接。
2.根据权利要求1所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述的可控液压系统(2)包括电磁控制阀(12)、第一液压缸(9)、第二液压缸(10)、液压油管路(16)、液压泵(11)、储能弹簧(8)、浮体(13)以及溢流阀(14)；浮体(13)通过绳子和保护弹簧(15)连接所述直线发电机系统(3)，直线发电机系统(3)中的动子上下连接储能弹簧(8)，直线发电机系统(3)中的定子由活塞(17)分为上液压室(6)和下液压室(7)，上液压室(6)和下液压室(7)分别连接液压油管路(16)且通过电磁控制阀(12)连接第一液压缸(9)和第二液压缸(10)，第一液压缸(9)和第二液压缸(10)之间连接有液压泵(11)和溢流阀(14)。
3.根据权利要求2所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述电磁控制阀(12)包括第一电磁线圈(18)、第二电磁线圈(19)、第一排液口(20)、第二排液口(22)、压力口(21)、第一接口(23)、第二接口(24)以及阀芯(25)；压力口(21)为机制口，第一接口(23)连接上液压室(6)，第二接口(24)连接下液压室(7)，第一排液口(20)连接第一液压缸(9)，第二排液口(22)连接第二液压缸(10)，通过可控液压系统控制(2)第一电磁线圈(18)和第二电磁线圈(19)的通电，从而控制液压油的流向，进而推动活塞(17)的上下运动。
4.根据权利要求1所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述的振动浮子系统(1)为一圆柱形漂浮体，其内部承载有整流变换系统、蓄电池组、北斗定位系统模块、信号发生器接收器以及气象监测设备。
5.根据权利要求1所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述的直线发电机系统(3)为一12槽1l极的圆筒型永磁同步直线电机，其包括动子、定子、永磁体和三相线圈，永磁体贴敷在动子表面，三相线圈埋设在定子槽内。
6.根据权利要求1所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述的波浪能最大波能跟踪控制系统还包括小型太阳能发电系统，小型太阳能发电系统安装在所述振动浮子系统(1)。
7.根据权利要求1所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述的锚泊系统(5)主要由锚链、锚和若干个沉块组成，采用垂向锚泊系统固定波浪能最大波能跟踪控制系统中的发电设备。
8.根据权利要求1所述的波浪能最大波能跟踪控制系统，其特征在于，所述的直线发电机系统(3)外部还罩有用于保护所述圆筒型永磁同步直线电机的系统基座(4)。
9.一种波浪能最大波能跟踪控制方法，其特征在于，当波浪运动时，波浪带动圆柱形漂浮体运动，将波浪上下方向运动直接转化为电能，当波浪较大超过设计最大量程时，通过储能弹簧(8)进行机械储能；直线发电机系统(3)产生的电能经过电能处理装置经过一系列整流、斩波后存储在蓄电池中备用；可控液压系统(2)通过传感器测得的波浪垂直方向的速度，将传感器信号传递给中央控制器，且根据传送的信号提供给液压泵(11)、电磁控制阀(12)，液压泵(11)控制液压油的流量大小，电磁控制阀(12)控制液压油的流动方向，经过可控液压系统(2)的补充，定子运动与波浪能上下起伏运动一致，形成共振，实现波浪能的最大吸收。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111911608A (zh) * 2020-07-13 2020-11-10 北京中科电气高技术有限公司 太阳能跟踪系统的环形磁力杆液压位移传动装置
CN113335467A (zh) * 2021-05-28 2021-09-03 哈尔滨工业大学（深圳） 一种基于波浪能和太阳能组合发电的海洋浮式平台
CN113623121A (zh) * 2021-09-10 2021-11-09 大连海事大学 一种海上灯浮标波流耦合水下发电装置
CN114320715A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 同济大学 一种惯容点吸振式波浪能发电系统
CN115042942A (zh) * 2022-06-17 2022-09-13 天津大学 一种适用于auv携带的多浮子探测装置
CN117469075A (zh) * 2023-10-31 2024-01-30 广东海洋大学 波浪能压力放大装置及海洋牧场投喂系统、方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110121572A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Leonid Levchets Wave Motion Power Generator
CN102506005A (zh) * 2011-11-17 2012-06-20 中国水利水电科学研究院 一种基于参数共振的浮子-液压波能发电装置和方法
CN103221682A (zh) * 2010-06-23 2013-07-24 布莱恩·T·坎宁安 用于使用波浪能量进行可再生电力生产的系统及方法
CN104061115A (zh) * 2014-07-03 2014-09-24 国家海洋技术中心 一种漂浮式多浮子波浪能发电装置
CN205779449U (zh) * 2016-05-17 2016-12-07 中国海洋大学 组合型振荡浮子波浪能发电装置及其测控系统
CN206164287U (zh) * 2016-11-10 2017-05-10 三峡大学 一种基于直线发电机的波浪能发电装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110121572A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 Leonid Levchets Wave Motion Power Generator
CN103221682A (zh) * 2010-06-23 2013-07-24 布莱恩·T·坎宁安 用于使用波浪能量进行可再生电力生产的系统及方法
CN102506005A (zh) * 2011-11-17 2012-06-20 中国水利水电科学研究院 一种基于参数共振的浮子-液压波能发电装置和方法
CN104061115A (zh) * 2014-07-03 2014-09-24 国家海洋技术中心 一种漂浮式多浮子波浪能发电装置
CN205779449U (zh) * 2016-05-17 2016-12-07 中国海洋大学 组合型振荡浮子波浪能发电装置及其测控系统
CN206164287U (zh) * 2016-11-10 2017-05-10 三峡大学 一种基于直线发电机的波浪能发电装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111911608A (zh) * 2020-07-13 2020-11-10 北京中科电气高技术有限公司 太阳能跟踪系统的环形磁力杆液压位移传动装置
CN113335467A (zh) * 2021-05-28 2021-09-03 哈尔滨工业大学（深圳） 一种基于波浪能和太阳能组合发电的海洋浮式平台
CN113623121A (zh) * 2021-09-10 2021-11-09 大连海事大学 一种海上灯浮标波流耦合水下发电装置
CN113623121B (zh) * 2021-09-10 2023-03-14 大连海事大学 一种海上灯浮标波流耦合水下发电装置
CN114320715A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 同济大学 一种惯容点吸振式波浪能发电系统
CN115042942A (zh) * 2022-06-17 2022-09-13 天津大学 一种适用于auv携带的多浮子探测装置
CN115042942B (zh) * 2022-06-17 2023-11-24 天津大学 一种适用于auv携带的多浮子探测装置
CN117469075A (zh) * 2023-10-31 2024-01-30 广东海洋大学 波浪能压力放大装置及海洋牧场投喂系统、方法
CN117469075B (zh) * 2023-10-31 2024-05-14 广东海洋大学 波浪能压力放大装置及海洋牧场投喂系统、方法

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