CN111120192A - 防波堤的波浪能集成发电系统及方法 - Google Patents

防波堤的波浪能集成发电系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111120192A
CN111120192A CN201911323719.8A CN201911323719A CN111120192A CN 111120192 A CN111120192 A CN 111120192A CN 201911323719 A CN201911323719 A CN 201911323719A CN 111120192 A CN111120192 A CN 111120192A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power generation
breakwater
gear
vertical
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911323719.8A
Other languages
English (en)
Inventor
施伟
王亚坡
张礼贤
宁德志
马玉祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN201911323719.8A priority Critical patent/CN111120192A/zh
Publication of CN111120192A publication Critical patent/CN111120192A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/20—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" wherein both members, i.e. wom and rem are movable relative to the sea bed or shore
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/06—Moles; Piers; Quays; Quay walls; Groynes; Breakwaters ; Wave dissipating walls; Quay equipment
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/08—Tide or wave power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/11—Hard structures, e.g. dams, dykes or breakwaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

防波堤的波浪能集成发电系统及方法，属于海上可再生能源利用领域，用于解决增强防波堤防波防浪的能力，并对于波浪能更为充分利用的问题，包括若干个防波箱体，相邻的防波箱体间通过水平连杆将安装在不同箱体内的转动发电装置、横向平动发电装置相连，使得相邻的防波箱体相连，若干个防波箱体相连形成防波堤，相邻的两箱体因波浪作用发生的相对转动和相对横向平动作用于所述水平连杆，由水平连杆将相对转动和相对横向平动传递并作为相应发电装置的动力，效果是使得波堤通过水平连杆对波浪引起的横荡和垂荡运动进行传动并转换为电能，并进一步通过竖向连杆对波浪引起的纵荡运动传动并转换为电能，将波浪能最为充分的利用，并大大提高了发电效率。

Description

防波堤的波浪能集成发电系统及方法
技术领域
本发明属于海上可再生能源利用领域，涉及一种结合漂浮式防波堤的波浪能发电装置系统。
背景技术
随着环境的持续恶化和全球能源需求的快速增长，人们对全球变暖的关注度日益增加，新型可再生能源越来越受到世界各国的重视。在众多的可再生能源中，波浪能由于其储量巨大且能量密度稳定而备受瞩目。在过去的半个世纪，科学家们提出了各式各样的波浪能装置，数以千计的波浪能装置专利被授权。但迄今为止，大多数的波浪能装置仍受限于能量转化效率低，发电成本较高，可靠性不高，在一定程度上限制了其商业化发展。另一方面，漂浮式防波堤由于其成本低、移动性强等特点，在海上采油平台、海洋工程和港口建设中得到了广泛关注。在小型港口或海水浴场等近岸设施中，漂浮式防波堤显得尤为合适，其可以根据海面风浪情况和地形数据迅速布放和回收，为港内或浴场内提供一定的保护效果。将防波堤与波浪能装置进行有效的结合，既可以起到阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳等作用，又可以兼顾发电，顺应我国可再生能源发展战略。
发明内容
为了解决增强防波堤防波防浪的能力，并对于波浪能更为充分利用的问题，本发明提出如下技术方案：一种防波堤的波浪能集成发电系统，包括若干个防波箱体，相邻的防波箱体间通过水平连杆将安装在不同箱体内的转动发电装置、横向平动发电装置相连，使得相邻的防波箱体相连，若干个防波箱体相连形成防波堤，相邻的两箱体因波浪作用发生的相对转动和相对横向平动作用于所述水平连杆，由水平连杆将相对转动和相对横向平动传递并作为相应发电装置的动力。
进一步的，转动发电装置包括转动传动装置及转动发电机，所述的转动传动装置包括固定轴、第一齿轮、第二齿轮及与水平连杆一终端固定的套筒，固定轴固定在防波箱体竖向的箱顶与箱底间，套筒套装在固定轴外围，且套筒能绕固定轴在水平面转动，能够随动筒体在水平面转动的第一齿轮套装在套筒的筒体外围，且第一齿轮与第二齿轮水平啮合，第二齿轮的直径小于第一齿轮的直径，第二齿轮竖向支出竖直杆，竖直杆连接转动发动机的机械转动部。
进一步的，所述的固定轴外周套装轴承，套筒套装在轴承的外周，使得套筒能随动轴承绕固定轴转动，固定轴的箱顶与箱底间的部分，其上、中、下部均套装有轴承，且三个轴承为同径轴承，套筒的上、下端部安装垫圈。
进一步的，位于第一齿轮上方套筒的部分，其环向均布若干根放射状分布的斜撑，斜撑一端固定在套筒外周，另一端固定在第一齿轮上表面；位于第一齿轮下方套筒的部分，其环向均布若干根放射状分布的斜撑，斜撑一端固定在套筒外周，另一端固定在第一齿轮上表面。
进一步的，横向平动发电装置包括横向平动传动装置及横向平动发电机，横向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第一单向入流阀、第一单向出流阀、第二单向入流阀、第二单向出流阀；液压缸内是能够在其内水平移动的活塞杆；液压缸后部并联两条管路，一条管路安装第一单向入流阀，一条管路安装第二单向出流阀，两管路串联并通过管路连通第一蓄压系统，第一蓄压系统连接马达一端；液压缸前部并联两条管路，一条管路安装第二单向入流阀，一条管路安装第一单向出流阀，两管路串联并通过管路连通第二蓄压系统，第二蓄压系统连接马达另一端；马达连接横向平动发电机。
进一步的，箱体支出竖向连杆，竖向连杆与竖向发电装置连接，竖向发电装置的下部与海床铰接，箱体因波浪作用发生的相对竖向平动作用于所述竖向连杆，由竖向连杆将竖向平动传递并作为竖向发电装置的动力。
进一步的，竖向平动发电装置包括竖向平动传动装置及竖向平动发电机，竖向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第三单向入流阀、第三单向出流阀、第四单向入流阀、第四单向出流阀；液压缸内是能够在其内竖直移动的活塞杆；液压缸上部并联两条管路，一条管路安装第三单向入流阀，一条管路安装第四单向出流阀，两管路串联并通过管路连通第三蓄压系统，第三蓄压系统连接马达一端；液压缸下部并联两条管路，一条管路安装第四单向入流阀，一条管路安装第三单向出流阀，两管路串联并通过管路连通第四蓄压系统，第四蓄压系统连接马达另一端；马达连接竖向平动发电机。
本发明还涉及一种防波堤的波浪能集成发电方法，将若干漂浮式的防波箱体连接成防波堤，并漂浮于海平面，终端防波箱体通过锚链线连接在固定于海床的锚块，位于中间的防波箱体内布置转动发电装置和横向平动发电装置，相邻两个防波箱体通过水平连杆将转动发电装置和横向平动发电装置连接，使得相邻两个防波箱体连接；
当相邻两个防波箱体发生相对转动时，水平连杆一端带动套筒转动，套筒带动第一齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮水平啮合，且第二齿轮的直径小于第一齿轮的直径，第一齿轮带动第二齿轮加速转动，并将转动传递给转动发电装置，实现第二齿轮加速转动发电；
当相邻两个防波箱体发生相对横向相对平动时，水平连杆另一端作为水平活塞杆通过拉伸和压缩液压缸进行发电；
箱体支出竖向连杆，竖向连杆与竖向发电装置连接，竖向发电装置的下部与海床铰接，箱体因波浪作用发生的相对竖向平动作用于所述竖向连杆，竖向连杆作为竖直活塞杆通过拉伸和压缩液压缸进行发电。
有益效果防：本发明以漂浮式防波堤为基础，同时运用机械式和液压式两种波浪能发电装置，使得波堤通过水平连杆对波浪引起的横荡和垂荡运动进行传动并转换为电能，并进一步通过竖向连杆对波浪引起的纵荡运动传动并转换为电能，将波浪能最为充分的利用，并大大提高了发电效率，可以吸收防波堤在六个自由度的动能，进而转化为可观的电能。
附图说明
图1是本发明发电系统的正视示意图。
图2是本发明相邻防波箱体连接构件的正剖视示意图。
图3是本发明齿轮系统的俯视示意图。
图4是本发明河床处液压式波浪能发电装置的正剖视示意图。
图中：1.海床，2.海平面，3.锚块，4.锚链线，5.竖向连杆，6.振荡浮子式波浪能发电装置，7.水平连杆，8.防波箱体，9.万向节，10.第一齿轮，11.第二齿轮，12.双向机械式发电机，13.垫圈，14.固定轴，15.套筒，16.第一单向入流阀，17.第二单向出流阀，18.蓄压系统，19.第二单向入流阀，20.第一单向出流阀，21.液压马达，22.发电装置，23.水平活塞杆，24.液压缸，25.第四单向入流阀，26.第三单向出流阀，27.第四单向出流阀，28.第三单向入流阀，29.蓄压系统，30.液压马达，31.发电装置，32.竖向连杆，33斜撑
具体实施方式
一种适用于近海的基于防波堤的波浪能集成发电系统，包括漂浮式的箱体防波堤和振荡浮子式波浪能发电装置(6)，浮式箱体防波堤包括若干个防波箱体(8)，相邻的防波箱体(8)间通过连杆将安装在不同箱体内的转动发电装置、横向平动发电装置相连，使得相邻的防波箱体(8)相连，若干个防波箱体(8)相连形成防波堤。转动发电装置、横向平动发电装置也是波浪能发电装置。
就波浪能发电装置所处位置，将该系统可大致分为水面部分和海床(1)部分；
水面位置处的波浪能发电装置位于箱体防波堤内部，即各防波箱体(8)内部，通过连杆分别连接相邻防波堤的防波箱体(8)的双向机械式波浪能发电装置(转动发电装置)和双向液压式波浪能发电装置(横向平动发电装置)。一方面，通过两箱体的相对转动驱动第一齿轮(10)(优选为空心齿轮)和第二齿轮(11)进行加速后发电；另一方面，通过两箱体的相对运动带动水平活塞杆(23)的拉伸和压缩驱动液压式波浪能发电装置进行发电。
水面部分波浪能发电装置主要是通过漂浮式防波堤的相邻防波箱体(8)间相对扭转驱动双向机械式波浪能发电装置进行发电，以及通过漂浮式防波堤的相邻防波箱体(8)间的相对横向运动驱动双向液压式波浪能发电装置进行发电。
水平连杆(7)一端与齿轮传动装置的第一齿轮(10)通过环向均布的8根斜撑(33)与套筒(15)固接(在第一齿轮(10)的上下侧各4根斜撑(33))，第一齿轮(10)设置于其中一个防波堤8内，记为A端，套筒(15)可围绕固定在防波箱体(8)内的固定轴(14)旋转，固定轴(14)能够约束套筒(15)平动，套筒(15)两侧布置有两个垫圈(13)防止转动过程中和两端固定侧发生摩擦；水平连杆(7)另一端固定于另一防波箱体(8)内部，记为B端；当两个相邻的防波箱体(8)发生相对转动运动时，通过水平连杆(7)带动A端套筒(15)转动，套筒(15)带动第一齿轮(10)绕固定轴(14)旋转，第二齿轮(11)的直径小于第一齿轮(10)的直径，驱动第二齿轮(11)进行加速后通过防波箱体(8)内部的双向机械式发电机发电；在水平连杆(7)另一端，当水平连杆(7)进行拉伸运动时，驱动水平活塞杆(23)做拉伸运动，带动液压缸内的液体经第一单向入流阀(16)和蓄压系统(包括蓄压缸、油压表和安全阀)进入液压马达(21)，驱动其旋转，从而带动发电装置发电，最终液体经第一单向出流阀(20)回流至液压缸；当水平连杆(7)进行压缩运动时，驱动水平活塞杆(23)做拉伸运动，带动液压缸内的液体经第二单向入流阀(19)和蓄压系统(包括蓄压缸、油压表和安全阀)进入液压马达(21)，驱动其旋转，从而带动发电装置发电，最终液体经第一单向出流阀(20)回流至液压缸内。
在一种方案中，一种防波堤的波浪能集成发电系统，包括若干个防波箱体(8)，相邻的防波箱体(8)间通过水平连杆(7)将安装在不同箱体内的转动发电装置、横向平动发电装置相连，使得相邻的防波箱体(8)相连，若干个防波箱体(8)相连形成防波堤，相邻的两箱体因波浪作用发生的相对转动和相对横向平动作用于所述水平连杆(7)，由水平连杆(7)将相对转动和相对横向平动传递并作为相应发电装置的动力。
进一步的，转动发电装置包括转动传动装置及转动发电机，所述的转动传动装置包括固定轴(14)、第一齿轮(10)、第二齿轮(11)及与水平连杆(7)一终端固定的套筒(15)，固定轴(14)固定在防波箱体(8)竖向的箱顶与箱底间，套筒(15)套装在固定轴(14)外围，且套筒(15)能绕固定轴(14)在水平面转动，能够随动筒体在水平面转动的第一齿轮(10)套装在套筒(15)的筒体外围，且第一齿轮(10)与第二齿轮(11)水平啮合，第二齿轮(11)的直径小于第一齿轮(10)的直径，第二齿轮(11)竖向支出竖直杆(32)，竖直杆(32)连接转动发动机的机械转动部。
进一步的，所述的固定轴(14)外周套装轴承，套筒(15)套装在轴承的外周，使得套筒(15)能随动轴承绕固定轴(14)转动,固定轴(14)的箱顶与箱底间的部分，其上、中、下部均套装有轴承，且三个轴承为同径轴承，套筒(15)的上、下端部安装垫圈(13)。
进一步的，位于第一齿轮(10)上方套筒(15)的部分，其环向均布若干根放射状分布的斜撑(33)，斜撑(33)一端固定在套筒(15)外周，另一端固定在第一齿轮(10)上表面；位于第一齿轮(10)下方套筒(15)的部分，其环向均布若干根放射状分布的斜撑(33)，斜撑(33)一端固定在套筒(15)外周，另一端固定在第一齿轮(10)上表面。
进一步的，横向平动发电装置包括横向平动传动装置及横向平动发电机，横向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第一单向入流阀(16)、第一单向出流阀(20)、第二单向入流阀(19)、第二单向出流阀(17)；液压缸内是能够在其内水平移动的活塞杆；液压缸后部并联两条管路，一条管路安装第一单向入流阀(16)，一条管路安装第二单向出流阀(17)，两管路串联并通过管路连通第一蓄压系统，第一蓄压系统连接马达一端；液压缸前部并联两条管路，一条管路安装第二单向入流阀(19)，一条管路安装第一单向出流阀(20)，两管路串联并通过管路连通第二蓄压系统，第二蓄压系统连接马达另一端；马达连接横向平动发电机。
进一步的，箱体支出竖向连杆(5)，竖向连杆(5)与竖向发电装置连接，竖向发电装置的下部与海床(1)铰接，箱体因波浪作用发生的相对竖向平动作用于所述竖向连杆(5)，由竖向连杆(5)将竖向平动传递并作为竖向发电装置的动力。
进一步的，竖向平动发电装置包括竖向平动传动装置及竖向平动发电机，竖向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第三单向入流阀(28)、第三单向出流阀(26)、第四单向入流阀(25)、第四单向出流阀(27)；液压缸内是能够在其内竖直移动的活塞杆；液压缸上部并联两条管路，一条管路安装第三单向入流阀(28)，一条管路安装第四单向出流阀(27)，两管路串联并通过管路连通第三蓄压系统，第三蓄压系统连接马达一端；液压缸下部并联两条管路，一条管路安装第四单向入流阀(25)，一条管路安装第三单向出流阀(26)，两管路串联并通过管路连通第四蓄压系统，第四蓄压系统连接马达另一端；马达连接竖向平动发电机。
在一种方案中，一种防波堤的波浪能集成发电方法，包括如下步骤：
将若干漂浮式的防波箱体(8)连接成防波堤，并漂浮于海平面(2)，终端防波箱体(8)通过锚链线(4)连接在固定于海床(1)的锚块(3)，位于中间的防波箱体(8)内布置转动发电装置和横向平动发电装置，相邻两个防波箱体(8)通过水平连杆(7)将转动发电装置和横向平动发电装置连接，使得相邻两个防波箱体(8)连接；
当相邻两个防波箱体(8)发生相对转动时，水平连杆(7)一端带动套筒(15)转动，套筒(15)带动第一齿轮(10)转动，第一齿轮(10)与第二齿轮(11)水平啮合，且第二齿轮(11)的直径小于第一齿轮(10)的直径，第一齿轮(10)带动第二齿轮(11)加速转动，并将转动传递给转动发电装置，实现第二齿轮(11)加速转动发电；
当相邻两个防波箱体(8)发生相对横向相对平动时，水平连杆(7)另一端作为水平活塞杆(23)通过拉伸和压缩液压缸进行发电；
箱体支出竖向连杆(5)，竖向连杆(5)与竖向发电装置连接，竖向发电装置的下部与海床(1)铰接，箱体因波浪作用发生的相对竖向平动作用于所述竖向连杆(5)，竖向连杆(5)作为竖直活塞杆通过拉伸和压缩液压缸进行发电。
海床(1)位置处的振荡浮子式波浪能发电装置(6)固定于海床(1)上，将其与防波堤通过固结的竖向连杆(5)相连，当箱型防波堤做垂荡、纵荡和横荡运动时，其通过波浪获得的波浪能通过竖向连杆(5)驱动双向液压式波浪能发电装置进行发电，具体的结构及传动发电方式与海平面(2)位置处的双向液压式发电装置相同，竖向平动发电装置包括竖向平动传动装置及竖向平动发电机，竖向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第三单向入流阀(28)、第三单向出流阀(26)、第四单向入流阀(25)、第四单向出流阀(27)；液压缸内是能够在其内竖直移动的活塞杆；液压缸上部并联两条管路，一条管路安装第三单向入流阀(28)，一条管路安装第四单向出流阀(27)，两管路串联并通过管路连通第三蓄压系统，第三蓄压系统连接马达一端；液压缸下部并联两条管路，一条管路安装第四单向入流阀(25)，一条管路安装第三单向出流阀(26)，两管路串联并通过管路连通第四蓄压系统，第四蓄压系统连接马达另一端；马达连接竖向平动发电机。
本发明的基于防波堤的波浪能集成发电系统，能将防波堤的纵荡、横荡、垂荡以及水平方向的相对摆动运动通过PTO系统转化为电能，有效地提高了波浪能的利用效率。
所述的水面处的双向液压式波浪能发电装置，相邻箱型防波堤的较小的相对转动即可通过齿轮系统加速后产生较为可观的发电量，提高了发电效率。
所述的海床(1)处的振荡浮子式双向液压式波浪能发电装置，通过万向节(9)固定于海床(1)，同时竖向连接杆将箱型防波堤和双向液压式波浪能发电装置固结，可以吸收防波堤在纵荡、横荡和垂荡方向产生的波浪能。
本发明以若干漂浮式箱体式防波堤为基础，在每个箱体内均布置双向机械式波浪能发电装置和双向液压式波浪能发电装置，顺次通过连杆连接成一排防波堤。在相邻的箱型防波堤之间，连杆的一端与位于一侧防波堤A内的双向机械能发电装置相连接，当两箱体防波堤发生相对转动时，连杆带动大齿轮带动小齿轮进行加速后发电；连杆的一端与位于另一侧防波堤B内的双向液压式波浪能发电装置相连接，当两箱型防波堤发生相对平动时，水平活塞杆(23)通过拉伸和压缩液压缸进行发电；同时在每个防波堤的正下方海床(1)上布置振荡浮子式双向液压波浪能发电装置，以期达到防波消浪目的的同时尽可能多地发电，充分利用海上的可再生资源，从而提高防波堤的利用效率，提高经济效益。
基于上述方案，本发明能够具有如下效果：1.基于防波堤的波浪能集成发电系统，结构简单、施工便利、建造成本低、适用范围广；2.在漂浮式防波堤发挥其防浪功能的同时，利用其动能发电，共用防波堤箱体，分摊建设的维护成本；3.发电装置的阻尼作用能够有效增强浮体防波防浪的能力；4.海床(1)处振荡浮子式波浪能发电装置(6)的底部外形为半球形，通过万向节(9)固结于海床(1)，防波堤可以通过竖向连杆(5)进行纵荡、横荡和垂荡运动，大大提高了发电效率；5.所采用的机械式波浪能发电装置仅涉及两级齿轮，结构简单，维护方便且成本较低。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，包括若干个防波箱体(8)，相邻的防波箱体(8)间通过水平连杆(7)将安装在不同箱体内的转动发电装置、横向平动发电装置相连，使得相邻的防波箱体(8)相连，若干个防波箱体(8)相连形成防波堤，相邻的两箱体因波浪作用发生的相对转动和相对横向平动作用于所述水平连杆(7)，由水平连杆(7)将相对转动和相对横向平动传递并作为相应发电装置的动力。
2.如权利要求1所述的防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，转动发电装置包括转动传动装置及转动发电机，所述的转动传动装置包括固定轴(14)、第一齿轮(10)、第二齿轮(11)及与水平连杆(7)一终端固定的套筒(15)，固定轴(14)固定在防波箱体(8)竖向的箱顶与箱底间，套筒(15)套装在固定轴(14)外围，且套筒(15)能绕固定轴(14)在水平面转动，能够随动筒体在水平面转动的第一齿轮(10)套装在套筒(15)的筒体外围，且第一齿轮(10)与第二齿轮(11)水平啮合，第二齿轮(11)的直径小于第一齿轮(10)的直径，第二齿轮(11)竖向支出竖直杆(32)，竖直杆(32)连接转动发动机的机械转动部。
3.如权利要求2所述的防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，所述的固定轴(14)外周套装轴承，套筒(15)套装在轴承的外周，使得套筒(15)能随动轴承绕固定轴(14)转动,固定轴(14)的箱顶与箱底间的部分，其上、中、下部均套装有轴承，且三个轴承为同径轴承，套筒(15)的上、下端部安装垫圈(13)。
4.如权利要求2所述的防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，位于第一齿轮(10)上方套筒(15)的部分，其环向均布若干根放射状分布的斜撑(33)，斜撑(33)一端固定在套筒(15)外周，另一端固定在第一齿轮(10)上表面；位于第一齿轮(10)下方套筒(15)的部分，其环向均布若干根放射状分布的斜撑(33)，斜撑(33)一端固定在套筒(15)外周，另一端固定在第一齿轮(10)上表面。
5.如权利要求1所述的防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，横向平动发电装置包括横向平动传动装置及横向平动发电机，横向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第一单向入流阀(16)、第一单向出流阀(20)、第二单向入流阀(19)、第二单向出流阀(17)；液压缸内是能够在其内水平移动的活塞杆；液压缸后部并联两条管路，一条管路安装第一单向入流阀(16)，一条管路安装第二单向出流阀(17)，两管路串联并通过管路连通第一蓄压系统，第一蓄压系统连接马达一端；液压缸前部并联两条管路，一条管路安装第二单向入流阀(19)，一条管路安装第一单向出流阀(20)，两管路串联并通过管路连通第二蓄压系统，第二蓄压系统连接马达另一端；马达连接横向平动发电机。
6.如权利要求1所述的防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，箱体支出竖向连杆(5)，竖向连杆(5)与竖向发电装置连接，竖向发电装置的下部与海床(1)铰接，箱体因波浪作用发生的相对竖向平动作用于所述竖向连杆(5)，由竖向连杆(5)将竖向平动传递并作为竖向发电装置的动力。
7.如权利要求6所述的防波堤的波浪能集成发电系统，其特征在于，竖向平动发电装置包括竖向平动传动装置及竖向平动发电机，竖向平动传动装置包括活塞杆、液压缸、蓄压系统、马达、第三单向入流阀(28)、第三单向出流阀(26)、第四单向入流阀(25)、第四单向出流阀(27)；液压缸内是能够在其内竖直移动的活塞杆；液压缸上部并联两条管路，一条管路安装第三单向入流阀(28)，一条管路安装第四单向出流阀(27)，两管路串联并通过管路连通第三蓄压系统，第三蓄压系统连接马达一端；液压缸下部并联两条管路，一条管路安装第四单向入流阀(25)，一条管路安装第三单向出流阀(26)，两管路串联并通过管路连通第四蓄压系统，第四蓄压系统连接马达另一端；马达连接竖向平动发电机。
8.一种防波堤的波浪能集成发电方法，其特征在于：
将若干漂浮式的防波箱体(8)连接成防波堤，并漂浮于海平面(2)，终端防波箱体(8)通过锚链线(4)连接在固定于海床(1)的锚块(3)，位于中间的防波箱体(8)内布置转动发电装置和横向平动发电装置，相邻两个防波箱体(8)通过水平连杆(7)将转动发电装置和横向平动发电装置连接，使得相邻两个防波箱体(8)连接；
当相邻两个防波箱体(8)发生相对转动时，水平连杆(7)一端带动套筒(15)转动，套筒(15)带动第一齿轮(10)转动，第一齿轮(10)与第二齿轮(11)水平啮合，且第二齿轮(11)的直径小于第一齿轮(10)的直径，第一齿轮(10)带动第二齿轮(11)加速转动，并将转动传递给转动发电装置，实现第二齿轮(11)加速转动发电；
当相邻两个防波箱体(8)发生相对横向相对平动时，水平连杆(7)另一端作为水平活塞杆(23)通过拉伸和压缩液压缸进行发电；
箱体支出竖向连杆(5)，竖向连杆(5)与竖向发电装置连接，竖向发电装置的下部与海床(1)铰接，箱体因波浪作用发生的相对竖向平动作用于所述竖向连杆(5)，竖向连杆(5)作为竖直活塞杆通过拉伸和压缩液压缸进行发电。
CN201911323719.8A 2019-12-20 2019-12-20 防波堤的波浪能集成发电系统及方法 Pending CN111120192A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911323719.8A CN111120192A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 防波堤的波浪能集成发电系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911323719.8A CN111120192A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 防波堤的波浪能集成发电系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111120192A true CN111120192A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70500505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911323719.8A Pending CN111120192A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 防波堤的波浪能集成发电系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111120192A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114151270A (zh) * 2022-01-07 2022-03-08 江苏科技大学 一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤
CN114684331A (zh) * 2022-04-27 2022-07-01 海南大学 模块化波浪能发电及人工鱼礁浮式平台集成结构系统
US20220242528A1 (en) * 2019-06-11 2022-08-04 Elta Systems Ltd. Floating breakwater structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220242528A1 (en) * 2019-06-11 2022-08-04 Elta Systems Ltd. Floating breakwater structure
CN114151270A (zh) * 2022-01-07 2022-03-08 江苏科技大学 一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤
CN114151270B (zh) * 2022-01-07 2024-02-27 江苏科技大学 一种具有压浪减摇及波浪能发电功能的浮式防波堤
CN114684331A (zh) * 2022-04-27 2022-07-01 海南大学 模块化波浪能发电及人工鱼礁浮式平台集成结构系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Review of hydraulic transmission technologies for wave power generation
CN111120192A (zh) 防波堤的波浪能集成发电系统及方法
CN101725453B (zh) 一种新型海浪能发电系统
CN201810470U (zh) 一种利用波浪能和潮流能发电的组合装置
CN204677360U (zh) 自适应潮位的波浪能量收集装置
CN103114960B (zh) 可用于低速环境的潮流能发电装置
CN102650255B (zh) 一种浮箱式海浪发电装置
CN203488306U (zh) 一种环形浮筒液压式海浪发电机
CN108590941B (zh) 一种利用波浪动水压力收集波浪能的装置
WO2019090804A1 (zh) 集成于浮式防波堤的摆式波浪能发电装置
CN102384017B (zh) 一种垂直轴水流发电系统
CN103835274A (zh) 一种结合漂浮式防波堤和港口栈桥的波浪发电装置
CN105971811B (zh) 一种利用平行四边形结构的海洋能发电装置及其工作方法
CN101956646A (zh) 海上集能塔
CN105240203A (zh) 筏式柔性结构波能发电装置
TW201430213A (zh) 船載式海浪發電裝置
CN104018980A (zh) 一种利用多个浮体的桩式波浪能俘获装置
CN211202187U (zh) 一种防波发电装置
CN111075631A (zh) 一种弹性薄膜箱体式波浪能发电装置
CN203796482U (zh) 一种新型波浪能发电装置
CN216617734U (zh) 振荡水柱与振荡浮子相结合的多自由度运动波能转换装置
KR20110086676A (ko) 조력 발전기
CN202250580U (zh) 一种垂直轴水流发电系统
CN205078394U (zh) 一种近岸机械式波浪能量收集装置
CN104389725A (zh) 一种利用气轮机的多浮子式波浪能装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination