CN111279067B - 波浪能量提取 - Google Patents

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Abstract

诸如波浪能量转换器(WEC)或波浪能量耗散器的波浪能量提取器具有浮体，该浮体在其前端或后端具有通道，该通道具有倾斜基部，侧壁，在一些实施例中为端壁，以及接收波浪的开口。共振效应增强了从波浪中提取并传递到浮体的能量。实施例包括诸如铰接的筏WEC和起伏浮标WEC的WEC。通道也可以安装在浮动防波堤上。

Description

波浪能量提取
技术领域
本发明涉及从海浪中提取能量的领域，其将波浪能量转换成另一种人类可利用的形式(例如电)，或者在一些实施例中将能量耗散(例如在防波堤中)。
背景技术
波浪能量提取领域，尤其是波浪能量转换器(WEC)，已经得到了很好的发展。然而，仍然存在对波浪能提取装置的未满足的需求，该波浪能提取装置在从波浪中提取能量时更加有效并且对于长期操作而言更加可靠。
因此，本发明试图提供一种改进的提取波浪能量的装置，包括波浪能量转换器和波浪能量耗散器。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种波浪能量提取器，其包括具有波浪接收通道的浮体，该波浪接收通道具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，其中至少一部分倾斜基部在静止水停下位置延伸在静止水表面下方。
波浪能量提取器通常是波浪能量转换器(WEC)或波浪能量耗散器。我们惊奇地发现，与没有波浪接收通道的情况相比，这种配置可以提供更大的波浪能量提取(转换或耗散)，这是由于下面进一步讨论的共振效应和/或由通道保留的水量的影响所致。
通常，倾斜基部从波浪接收通道的端壁延伸，波浪接收通道至少部分地由第一和第二侧壁、倾斜基部和端壁限定。端壁通常是前或后端壁。端壁可以是垂直的或倾斜的壁。可存在一个或多个作为前波浪接收通道的所述波浪接收通道，以及一个或多个作为后波浪接收通道的所述波浪接收通道(其可以是同一浮体的一部分，或者首先连接(例如铰接)第一和第二浮体，或者可选地，在多个连接的(例如，铰接的)浮体的前端和后端)。
提供通道(无论是前通道还是后通道)的优点是它们起到增加波浪激励力的作用。由于其延伸到静止水线以下的深度，通道限制了额外的流体，从而增加了整个系统的质量，并因此改变了系统的共振行为(由水、波浪和波浪能量提取器形成)。通道的形状将对可能受通道约束的流体的体积(以及因此质量)产生影响，并因此对系统的共振行为产生影响。
因此，各个波浪接收通道的几何参数(例如，宽度、深度、基部的倾斜角度等)的选择将受到波浪能量提取器预期用于的预期环境以及在该环境中预期的波浪的运动学(例如频率、波浪高度和水深)的影响。
可能是，所述波浪接收通道具有至少部分地由倾斜基部和/或第一和第二侧壁(和/或端壁，如果提供的话)限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由波浪接收通道通过波浪接收开口接收的波浪(通常在通道内)谐振，并具有所述通道共振频率。可能的是，所述波浪接收通道被配置为引起通过波浪接收开口接收的在波长范围内的波浪的共振。
通常，接收到的波浪的共振增加了提取的(并因此转换的或耗散的)波浪能量的量(例如，由发电或存储设备产生的发电或存储的量)。通常，与力和/或做工将在没有带有倾斜基部的通道的情况下进行(例如，如果没有通道，或者如果存在带有在静止水停下位置水平的基部的通道)时相比，共振会增加波浪在向下/向上(起伏)、向前/向后(浪涌)和/或旋转(俯仰)方向上对浮体的作用力和/或做功。
存在共振效应(导致对浮体的作用力增强)的波长范围，以及峰值波长(与通道共振频率相对应的波长)，由波浪接收通道的构造限定，例如其宽度、深度(相对于静止水停下位置的水位线)和坡度轮廓。波长范围和峰值波长可以凭经验或通过给定通道构造的模拟确定。
不想受理论的束缚，我们提出这些共振效应是陷波模式。
在包含相对较深的通道(例如，至少与宽度一样深)的波浪能量提取器的实施例中，波浪共振效应不如具有相对较浅的通道的那些明显。即，通道内部的波高更接近通道外部的环境波场中的波高。
当发生通道共振时，(通道中)波高的增加会增加力。这可以通过波浪通道的位置(向前或向后)以有利的方式应用。
在一些实施例中，前通道和/或后通道中的共振效应增加了波激励力。在其他实施例中，更重要的因素是系统上通道所约束的流体附加质量的影响。这两个力(波激励和惯性)会影响波浪能量提取器的主体的整体动力学和运动。
通常，在波浪接收通道的端部设置波浪接收开口的至少一部分。通常，设置波浪接收开口的所述至少一部分的波浪接收通道的端部为波浪接收通道的第一端。通常，端壁设置在波浪接收通道的与第一端相对的第二端。波浪接收通道的第一端可以与浮体的(前或后)端重合。
通常，倾斜基部构造成将来自通过波浪接收开口接收的波浪的波浪能量转换成另一种形式，例如以驱动(例如电力或液压)发电或存储设备，或进行另一活动(例如，驱动泵(例如水泵)或压缩机或运行脱盐器)。在WEC的情况下，例如，波浪能量可以转换为电能或流体能。在使用波浪能量耗散器(例如浮动防波堤)的情况下，会消散一部分波浪能量(并且波浪能量既不用于发电也不用于后续使用)。
尽管倾斜基部可以在静止水停下位置从静止水表面的上方延伸到静止水表面的下方，但这不是必需的。在静止水停下位置，倾斜基部可以完全在静止水表面下方。
尽管发明人不希望受到理论的束缚，但是通常预期，在包括前波浪接收通道和后波浪接收通道的波浪能量提取器的实施例中，其中前波浪接收通道的倾斜基部的倾斜度比后波浪接收通道的倾斜基部浅，因此后波浪接收通道的波共振效应不如前波浪接收通道的波共振效应显著。
在本发明的一些实施例中，前波浪接收通道可以延伸到与后波浪接收通道延伸到的深度不同(大于或小于)的深度。
在本发明的一些实施例中，前波浪接收通道的倾斜基部的倾斜度与后波浪接收通道的倾斜基部的倾斜角不同(无论是大于还是小于)。
倾斜基部可以是圆锥形或截头圆锥形。倾斜基部可以是平坦的。
可能的是，倾斜基部在沿着通道的长度的方向上(例如，通道的纵向轴线)比其宽要长。倾斜基部可以比宽度长三倍或四倍以上。通常，倾斜基部小于宽度的六倍长。通道的长度通常与使用中的入射波浪的传播方向对齐。
倾斜基部的长度相对于通道的宽度与相对的第一和第二侧壁之间的平均距离的比率可能在1至4的范围内。
相对于静止水停下位置，倾斜基部的第二端的深度与相对的第一和第二侧壁之间的平均距离的比率可能在0.2比1的范围内。
波浪能量提取器可能包括板，其中倾斜基部由板限定。侧壁可以连接到板上。
可能的是，每个所述侧壁的至少一部分浸没在静止水停下位置的静止水表面之下。
可能的是，每个所述侧壁的至少一部分在静止水停下位置在静止水表面上方延伸。
通常，侧壁之间的距离(梁，b)在0.8至16m的范围内。
在波浪能量提取器位于波浪峰值周期为9-10s的地方(例如在大西洋中)，侧壁之间的距离通常在2-16m的范围内。在波浪能量提取器位于波浪峰值周期为5-8s的地方(例如在北海)，侧壁之间的距离通常在0.8-10m的范围内。然而，可选地，侧壁之间的距离可以实质上更小，例如，侧壁之间的距离可以在0.25-1m的范围内，或者在0.5-0.75m的范围内。侧壁之间的距离通常至少为0.2m。通常，当波浪能量提取器处于静止状态(处于静止水停止位置)时，倾斜基部相对于水平面以10°至60°的平均角度向上延伸。可选地，当波浪能量提取器处于静止状态(处于静止水停止位置)时，倾斜基部可相对于水平面以10°至70°的平均角度向上延伸。可选地，当波浪能量提取器静止时(在静止水停下位置)，倾斜基部可以是基本水平的(即，它可以与静止水线基本处于同一平面)。
倾斜基部可以以小于50°、小于40°、小于30°或在一些实施例中小于20°的平均角度向上(从第一端向第二端)延伸。通常，倾斜基部以至少10°的平均角度向上延伸。倾斜基部可包括一个或多个弯曲部分。倾斜基部除了倾斜区域之外还可以包括一个或多个平坦区域，使得存在净斜率。倾斜基部可包括在第一区域和第二端之间的第一平坦或倾斜区域和第二区域，该部分区域比第一区域更倾斜。
尽管如此，尽管共振效应减弱了，至少在理论上，如果倾斜基部以更大的平均角度向上延伸，或者如果由于深的端壁而倾斜基部在水中更深，我们已经发现具有更陡峭基部的波浪通道导致线性波理论的预测与物理现实更加紧密地匹配。在这种情况下，波浪通道的一种作用是限制更大体积的水(并因此限制水的质量)，并且水的质量作用在波浪能量提取器上，从而提供有用的惯性力。它可以提供可以发生波衍射的表面。这增加了波激励力(或力矩)。
因此，可能的是，倾斜基部以至少15°或至少20°或至少25°或甚至至少45°的角度向上延伸。
在一些实施例中，端壁竖直向上延伸(例如，在使用时与水平方向成大约90°的平均角度)，然而，在一些实施例中，端壁可以以小于90°、小于80°或小于70°的平均角度(从倾斜基部的上端)向上延伸。通常，端壁以至少50°或至少60°的平均角度(从倾斜基部的上端)向上延伸。当波浪能量提取器静止时，我们所指的角度是相对于水平方向。
端壁(无论是倾斜的还是垂直的)也有助于通道的深度，有助于通道中包含更大质量的水，如上所述，水与运动波浪能量提取器相互作用，从而提供了一个表面，波衍射在该表面上发生，从而增加了波浪激发力并提供了有用的惯性力。
当波浪能量提取器处于静止水停下位置时，波浪通道的最低点(在第一端，与存在的端壁相对的位置)的深度可以至少为通道宽度的0.5倍、或至少1倍、或至少2倍。
可能的是根据本发明的波浪能量提取器被安装在水体中的接收具有年平均的平均周期的波浪的位置，其中侧壁之间的距离与对应于所述平均周期的波长的比在范围1:10到1:50(可选范围是1:15到1:40)。
我们发现，在浮体上的浪涌、起伏和俯仰力在两个侧壁之间距离的10到50倍的波长处最大。我们发现，该比率可提供最佳的共振效果，从而改善发电。
可能的是，所述倾斜基部是第一倾斜基部，并且所述波浪接收通道是第一波浪接收通道，其中，所述波浪能量提取器还包括第二波浪接收通道，所述第二波浪接收通道包括第二倾斜基部，所述第二倾斜基部设置在所述第一侧壁与第三侧壁之间，所述第一和第三侧壁彼此相对，其中第二倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置延伸在静止水表面下方(通常从静止水表面上方延伸)。
第二倾斜基部可以与第一所述倾斜基部一体地形成。
通常，第二波浪接收通道通常在第一和第三侧壁之间具有波浪接收开口。通常，在第二波浪接收通道的端部设置波浪接收开口的至少一部分。通常，设置波浪接收开口的所述至少一部分的第二波浪接收通道的端部为第二波浪接收通道的第一端。通常，端壁设置在第二波浪接收通道的与第一端相对的第二端。通常，第一和第三侧壁从端壁延伸。
因此，可以存在多个或三个或更多个相邻的通道。相邻的通道可以具有共同的壁，该共同的壁用作两个相邻通道的侧壁。多个通道可以具有相同的形状。多个通道可以具有相同的宽度。多个通道可以具有对应的倾斜基部，例如以相同的角度向上延伸。多个通道可具有对应的端壁，例如以相同角度向上倾斜。可能同时存在一个或多个前通道和一个或多个后通道。本文关于通道描述的特征可以应用于多个相邻通道中的一些或全部。本文关于通道描述的特征可以应用于前和/或后通道。
浮体可包括倾斜部分，该倾斜部分从(一个或多个)通道的倾斜基部延伸超出(一个或多个)通道的(第一端)。
浮体可在通道的侧壁的侧面延伸。浮体可以包括倾斜部分，该倾斜部分形成侧壁之间的通道的倾斜基部并且在侧壁的侧面延伸。
可能是，第二波浪接收通道具有至少部分地由第二倾斜基部和/或第一和第三侧壁(和/或端壁，如果提供的话)限定的第二通道共振频率，并且其中所述第二波浪接收通道被配置为引起由第二通道接收的波浪(通常在第二通道内)的谐振，并具有所述第二通道共振频率。
通常，第二倾斜基部配置成响应于通常通过第二波浪接收通道的波浪接收开口接收的接收波浪来驱动(例如，电或液压)发电或存储设备(通常从而产生或存储(通常是电或液压的)功率)。
可能是，所述浮体设置有防腐蚀涂层，或者其中所述浮体具有包括抗腐蚀材料或由抗腐蚀材料组成的外表面。
可能是，浮体通常具有由材料(例如，金属、玻璃纤维、混凝土或塑料材料)形成的底盘，并且防腐蚀涂层是在底盘的外表面上形成的聚合物。可能是浮体通常具有金属底盘，而防腐蚀涂层是金属底盘的耐腐蚀处理的表面层。
波浪能量提取器可能在其外表面具有防污涂层(例如涂料)，以限制生物的生长。
可能是波浪能量提取器被拴在物体上(例如海床或墙壁等)。
波浪能量提取器可能只有一个浮体。
该装置可能是WEC，其包括通过接头连接的所述(第一)浮体和另一(第二)浮体，并且WEC从第一和第二浮体的相对运动产生能量(例如，发电、抽水或以其他方式转换能量为人类可用的形式)。可能存在动力输出装置，例如发电机或(液压或水)泵，其配置成从第一和第二浮体的相对运动中产生电或泵送流体。然而，可能是WEC未被配置为从浮体和另一个浮体的相对运动中产生能量。
通常，第二浮体是所述浮体。上面关于浮体描述的特征通常也适用于第二浮体。因此，第二浮体通常具有波浪接收通道，其具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，其中至少一部分倾斜基部在静止水停下位置在静止水表面之间延伸。如上所述的通道、端壁的特征，存在两个或更多个通道的可能性等也可以应用于第二浮体。
接头可以是铰链接头，或者在一些实施例中，可以是滑动接头。WEC可以是铰接的筏WEC。
通常，第一浮体是前浮体，第二浮体是后浮体。这取决于它们的系泊方式，例如，可能有一条系绳连接到第一浮体，从而使第一浮体在前。
第一浮体和第二浮体可以相同。第一浮体和第二浮体可包括相同的通道。然而，通常，第一和第二浮体是不同的。可能的是，从第一浮体的波浪接收通道到铰链的距离大于从第二浮体的第二波浪接收通道到铰链的距离，例如大至少50％或至少100％。第一浮体的长度可能比第二浮体的长度大至少50％或至少100％。
可能的是，当波浪能量提取器静止时，第二浮体的倾斜基部相对于水平面比第一浮体的倾斜基部以更大的角度向上延伸，例如大至少10°或至少20°或至少30°。
可能的是，第二(后部)浮体具有后端部，其(代替所述通道)以倾斜的壁(例如，沿后部方向向下倾斜的角度为60°至90°或60°至80°)终止。
所述浮体可以不通过接头与另一浮体连接。
浮体可具有浮力，使得在静止水停下位置中，浮体的质量的至少一些(例如，至少10％)在水线以上。浮体可具有浮力，使得在静止水停下位置中，浮体的质量的至少50％在水线以下。
可能的是，倾斜基部以及第一侧壁和第二侧壁具有在第一方向上延伸的纵轴线，其中所述浮体具有包括另一倾斜基部和另一波浪接收开口的另一波浪接收通道，所述另一倾斜基部和另一波浪接收开口均设置在另一对相对的侧壁之间，所述另一倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置中(通常从静水表面上方)延伸到静水表面下方，其中所述另一倾斜基部和所述另一对侧壁具有在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的纵轴线。
可能是，所述另一通道具有另一通道共振频率，该共振频率至少部分地由所述另一倾斜基部和/或所述另一对壁限定，并且其中所述另一通道被配置为引起由所述另一通道通过其另一波浪接收开口接收的波浪的共振(通常在所述另外的通道内)，并且具有所述另一通道共振频率。
通常，所述另一倾斜基部配置成响应于接收波浪来驱动(例如，电或液压)发电或存储设备(通常从而产生或存储(通常是电或液压的)功率)。通常，所接收的波浪通过所述另一波浪接收通道的波浪接收开口接收。通常，在所述另一对侧壁之间设置有波浪接收开口。通常，在另一波浪接收通道的一端设置波浪接收开口的至少一部分。通常，设置波浪接收开口的所述至少一部分的另一波浪接收通道的所述端部为所述另一波浪接收通道的第一端。通常，端壁设置在所述另一波浪接收通道的与第一端相对的第二端。通常，另一对侧壁从端壁延伸。
波浪能量提取器可能具有在相对端(前和后)并朝向相反方向定向的所述通道(或一个或多个所述通道)。
波浪能量提取器可能还包括用于接收波浪的又另一通道，所述又另一通道包括又另一倾斜基部和又另一波浪接收开口，所述又另一倾斜基部和所述又另一波浪接收开口均设置在又另一侧壁和在所述第二方向上延伸的所述另一对侧壁的一个侧壁之间，所述又另一侧壁与所述另一对侧壁的所述一个侧壁相对。通常，在静止水停下位置中，又另一倾斜基部的至少一部分(通常从静止水表面上方延伸到)在静止水表面下方。
通常，另一倾斜基部和又另一倾斜基部彼此一体形成。
可能的是又另一通道具有又另一通道共振频率，该共振频率至少部分地由又另一倾斜基部和/或又另一壁(和/或端壁，如果提供的话)和所述又另一对壁中的所述一个壁限定，并且又另一通道被配置为引起由又另一通道通过又另一波浪接收开口接收的波浪的共振(通常在所述又另一通道内)，并且具有所述又另一通道共振频率。通常，在所述又另一波浪接收通道的一端设置又另一波浪接收开口的至少一部分。
通常，所述又另一波浪接收口的至少一部分设置在所述又另一波浪接收通道的第一端，而所述又另一波浪接收通道的端壁设置在所述又另一水接收通道的与第一端相对的第二端。
可能是浮体被拴在了锚上。
可能是倾斜基部(或每个所述倾斜基部)包括在静止水停下位置浸没在静止水表面下方的端部。可能是所述(或所述每个)端部具有唇的部分，该唇部可以例如具有棱柱形横截面，例如可以是具有纵轴线的圆柱体(或相应的圆柱体)，该纵轴线垂直或基本垂直于(相应的)倾斜基部延伸的所述方向并且垂直于或基本垂直于垂直方向延伸。唇部可能会浮起来。唇部可以包括流体动力整流罩。
波浪能量提取器可能是波浪能量耗散器。可能是，波浪能量耗散器被配置为通过引起入射波浪的断波来耗散波浪能量。波浪能量耗散器可能会对波浪能量提取器周围的波场产生重大的阻尼作用(例如，使用时)。
在第二方面中，本发明扩展到包括本发明的第一方面的波浪能量提取器的浮动防波堤，其中，所述波浪能量提取器是波浪能量耗散器。
浮动防波堤可能包括多个所述波浪能量耗散器。可能是多个所述波浪能量耗散器中的相邻一个彼此间隔开。多个所述波浪能量耗散器可以彼此固定地连接。可以是在所述多个波浪能量耗散器的各个相邻的波浪能量耗散器对之间设置分隔壁。
可能的是，多个所述波浪能量耗散器通过挠性接头联接，该挠性接头可包括能量耗散器，例如制动器，以消散由相邻波浪能量耗散器的相对运动(例如，摇摆)产生的能量。
波浪能量耗散器可以包括增加阻力的装置(构型)，例如阻力板、叶片或孔口，其以流体动力方式耗散能量。
根据本发明的第三方面，提供了一种耗散波浪能量的方法，该方法包括：
提供了一种具有波浪接收通道的浮体，该波浪接收通道具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，其中至少一部分倾斜基部在静止水停下位置延伸在静止水表面下方；和
通道通过波浪接收开口接收波浪，从而引起接收的波浪共振(通常在所述通道内)，浮体适于耗散由此接收的至少一些能量。
共振效应将波浪能量从相邻区域拉到波浪通道中(这具有浮体的入射波横截面大于其垂直于波传播方向的物理横截面的效果)。它还会增加通道处的波高。此外，共振效应通常增加了浮体上的力，从而增加了浮体的运动。
结果，例如由于通道中波浪的增加的高度导致波破裂而消散了波浪能量(例如，由于通道的陡度和/或在浮体上撞击)。围绕浮体移动的波浪流动也会产生湍流，其耗散能量。共振效应可以增加流速，进一步耗散更多能量。由于作用在浮体上的力的增加，浮体运动的增加也可以消散波浪能量。浮体的运动会引起流体湍流，其耗散能量。
根据本发明的第四方面，提供了一种(从诸如海洋之类的水体中的波浪中)提取波浪能量的方法，该方法包括：
提供了一种具有波浪接收通道的浮体，该波浪接收通道具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，其中至少一部分倾斜基部在静止水停下位置延伸在静止水表面下方(通常从静止水表面上方)；和
通道通过波浪接收开口接收波浪，从而引起接收的波浪共振(通常在所述通道内)，从而提取波浪能量。
该方法可以是将波浪能量转换(成另一种形式)的方法。波浪能量可以例如用于驱动(例如，电力或液压)发电或储电设备。由此产生或存储电力或液压动力。波浪能量可以转化为有用功，例如，以泵送液体(例如在水泵或淡化器中)。该方法可以是耗散波浪能量的方法。
该方法可以包括以下初始步骤：测量在一位置处在一定时间段内平均的波浪的性质，并且考虑到所测量的性质从具有不同构造(例如，第一侧壁和第二侧壁之间的不同距离)的多个可能的浮体中选择浮体。
所测量的特性通常包括分布(例如，波浪之间的平均(均值、众数或中位数周期))、功率谱密度等。通常，在该位置处的波浪具有相对较高的平均波长(相对较高的平均周期)的情况下，将选择在第一侧壁和第二侧壁之间具有相对较大距离的浮体。
该方法可以包括：在第一位置和第二位置处测量波浪的性质，第二位置具有与波浪之间的平均周期相对应的波长，该波长大于第一位置处的波长；以及在第一位置和第二位置的每一个处安装包括所述浮体的波浪能量提取器，其中安装在第一位置的浮体的通道的相对的第一和第二侧壁之间的距离大于安装在第二位置的浮体的通道的相对的第一和第二侧壁之间的距离。
关于与波浪之间的平均周期相对应的波长，我们指的是具有与波浪之间的平均测量周期相同的周期的波浪的波长。
该方法可以包括将包括所述波浪接收通道、侧壁和倾斜基部的波浪通道附件安装到浮体或浮力船体上。
该方法可以包括以下初始步骤：测量在一位置处在一定时间段内平均的波浪的性质，并且考虑到所测量的性质从具有不同构造(例如，第一侧壁和第二侧壁之间的距离)的多个可能的波浪通道中选择波浪通道。
所测量的特性通常包括分布(例如，波浪之间的平均(均值、众数或中位数周期))、功率谱密度等。通常，在该位置处的波浪具有相对较高的平均波长(相对较高的平均周期)的情况下，将选择在第一侧壁和第二侧壁之间具有相对较大距离的浮体。
根据本发明的第五方面，提供了一种装置，其包括拴系到锚的浮力船体，该浮力船体具有包括倾斜基部和波浪接收开口的波浪接收通道，所述倾斜基部的至少一部分在静止水停止位置在静止水表面下方延伸，所述波浪接收通道被配置成使得该通道通过波浪接收开口接收的进入的波浪使船体相对于锚移动，从而提取(典型地转换)波浪能量。
波浪能量可以例如用于驱动(例如，电力或液压)发电或(例如，电力或液压)电力存储设备(通常从而产生或存储(通常是电或液压的)动力)。
锚可能悬挂在浮力船体下方的水体中。锚可以包括包含浮力船体的水体的底面。锚可能是与浮力船体相邻的结构。
锚例如可以是壁或其他结构。锚可能是漂浮的。
浮力船体可以相对于锚水平地(浪涌)、垂直地(起伏)或旋转地(俯仰)移动。
该装置可能是起伏的浮标WEC。
可能是，波浪接收通道具有共振频率，以使得波浪接收通道通过波浪接收开口接收并具有所述共振频率的波浪在所述波浪接收通道中共振，从而导致浮标相对于锚移动(例如起伏)，从而驱动所述能量提取(通常是能量转换，例如发电或储能)。
可能的是，波浪接收通道的倾斜基部和波浪接收开口设置在第一和第二侧壁之间。
可能是，波浪接收通道的所述共振频率至少部分地由倾斜表面和/或第一和第二侧壁限定。
可能是该浮力船体还包括第二波浪接收通道，该第二波浪接收通道包括第二倾斜基部(并且通常是彼此相对的第三侧壁和第一侧壁)和用于接收进入的波浪的第二波浪接收开口。
第二波浪接收通道可以平行于第一波浪接收通道，并且向下且以相同的方向倾斜。
可能是，第二波浪接收通道具有至少部分地由第二倾斜基部(和/或第一和第三壁，如果提供的话)限定的第二通道共振频率，并且其中所述第二波浪接收通道被配置为引起由第二波浪接收通道通过第二波浪接收开口接收的进入的并具有所述第二通道共振频率的波浪(通常在第二通道内)共振。
该装置可以包括单个所述浮力船体。
可能所述浮力船体没有通过接头(诸如铰链接头、滑动接头等)连接到另一浮力船体。
可能的是，倾斜基部(以及通常地第一侧壁和第二侧壁，如果提供的话)具有在第一方向上延伸的纵轴线，其中所述浮标具有包括另一倾斜基部(通常设置在另一对相对的侧壁之间)和另一波浪接收开口的另一波浪接收通道，所述另一倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置中(通常从静水表面上方)延伸到静水表面下方，其中所述另一倾斜基部(和通常地所述另一对侧壁)具有在不同于(相对于)所述第一方向的第二方向上延伸的纵轴线。
因此，波浪接收通道和另一波浪接收通道可以位于浮力船体的相对侧(相对于进入的波浪在前和后)并且沿相反的方向延伸。
可能是，所述另一通道具有另一通道共振频率，该共振频率至少部分地由所述另一倾斜基部(和/或由所述另一对壁)限定，并且其中所述另一通道被配置为引起由所述另一通道通过另一波浪接收开口接收的并且具有所述另一通道共振频率的波浪的共振(通常在所述另外的通道内)。
可能的是，浮力船体还包括用于接收波浪的又另一通道，所述又另一通道包括在所述第二方向上延伸的又另一倾斜基部(通常设置在又另一侧壁和又另一对侧壁的一个侧壁之间)，和用于接收进入的波浪的又另一波浪接收开口(并且通常设置在所述又另一侧壁和所述又另一对侧壁的所述一个侧壁之间)。通常，在静止水停下位置中，又另一倾斜基部的至少一部分(通常从静止水表面上方延伸到)在静止水表面下方。通常，另一倾斜基部和又另一倾斜基部彼此一体形成。
可能的是又另一通道具有又另一通道共振频率，该共振频率至少部分地由又另一倾斜基部(和/或由又另一壁和所述又另一对壁中的所述一个壁)限定，并且又另一通道被配置为引起由又另一通道通过又另一波浪接收开口接收的波浪的共振(通常在所述又另一通道内)，并且具有所述又另一通道共振频率。通常，在所述又另一波浪接收通道的一端设置波浪接收开口的至少一部分。
浮力船体可能是通过弹性系绳拴在锚上的。浮力船体可能是通过可变长度的系绳拴在锚上的。
浮力船体可以通过诸如铰链或滑动接头的接头拴系到锚。
浮标可以包括防腐涂层。浮标可能具有包括抗腐蚀材料或由抗腐蚀材料组成的外表面。
根据第六方面，提供了一种产生或存储(例如，电力或液压)功率的方法，该方法包括：
提供浮力船体，其系在设置在浮力船体下方的锚上，该浮力船体具有包括倾斜基部和波浪接收开口的波浪接收通道，该倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置(通常从静止水表面上方)延伸到静止水表面下方；和
波浪接收通道通过波浪接收开口接收进入的波浪，从而使浮力船体相对于锚移动(例如起伏)，从而从波浪中提取波浪能量从而产生或存储能量。
根据本发明的第七方面，提供了一种设计根据本发明的第一方面的波浪能量提取器的方法，该方法包括生成根据本发明的第一方面的波浪能量提取器的数学模型，该模型包括覆盖通道顶部的一些或全部的板，和在存在水波(例如是典型的波浪能量提取器的预期位置的水波)的情况下，对包括所述板的波浪能量提取器的响应进行数值模拟，其中在数值模拟中，将板视为基本无质量，但是将阻尼力施加到水上。本发明在第八方面中扩展到一种波浪能量提取器，其不包括通过本发明的第七方面的方法设计的所述(虚拟)板。
在一些实施例中，浮体可以进一步包括至少一个(例如，阻尼)板。在一些实施例中，一个或多个波浪接收通道可以包括一个或多个(例如，阻尼)板。例如，板可以连接到侧壁并且基本平行于基部，但是其他布置也是可能的。通常，将板布置成使得(可选地，临界地)阻尼共振波模式。可能是阻尼板仅存在于浮体的计算机模型中(例如，它们可能是虚拟的阻尼板，其允许方案更有效地解决与浮体设计有关的计算)，并且阻尼板不会出现在数值模拟和/或模型的外部。
数值模拟通常应用线性波动方程。有利地，发现板的阻尼效应使基于线性波动方程的数值模拟更接近类似于实际的实验结果，因为它们抑制了由线性波动方程引起但在实践中衰减的非线性共振。在一些实施例中，(例如虚拟的)阻尼板还引起波浪在通道内的反射，并且可以可选地具有复杂的阻尼系数。
该板在静止水停下位置通常是水平的。
关于本发明的任何方面描述的特征是本发明的每个方面的可选特征。
附图说明
现在将参考以下附图来说明本发明的实例实施例，在附图中：
图1A是通道的透视图，图1B是平面图，图1C是穿过位于水中的通道的横截面。
图2A是具有图1A的通道的浮力船体的透视图，图2B是平面图，图2C是穿过位于水中的浮力船体的横截面。
图3示出了通道的关键尺寸。
图4A是通道内入射波浪的模拟峰值水高与l、b、α和d的函数关系图；和图4B是示例实施例中的入射波浪的峰值水高的照片。
图5是与具有非倾斜(在中性位置为水平)表面的通道和前端壁垂直且没有通道的船体相比，在例如图1所示的通道上施加的浪涌、起伏和俯仰力随λ/b的变化曲线图，其中α＝20°、d/b＝0.5和l/b＝2；
图6A至6F是替代通道的横截面；
图7A至7E是其他可选通道的横截面；
图8A是根据本发明的具有通道的浮动铰链波浪能量转换器(WEC)的示例，图8B是贯穿其中的横截面；
图9是起伏浮标WEC的示意图；
图10是另一起伏浮标WEC的示意图；
图11是附着在海堤上的转化的起伏浮标波浪能量的示意图；
图12A是透视图，图12B是平面图，图12C是穿过具有多个相邻通道的浮力船体的横截面；
图13A是透视图，图13B是平面图，图13C是穿过在其前端和后端具有通道的浮力船体的横截面；
图14是在前端和后端具有通道的铰接WEC的透视图；
图15是WEC或防波堤装置的透视图；
图16是浮动防波堤的透视图；
图17A是铰接式WEC的另一实施例的透视图，图17B是通过图17A的铰接式WEC的横截面，图17C是图17A和17B的WEC的平面图。
图18是与标准筏相比图17A-17B的实施例的功率响应曲线图；
图19是在各种波浪通道角度下的波浪通道激励转矩的曲线图；
图20示出了与水平和垂直板周围的场相比，具有倾斜基部的(单个)通道对周围波场的模拟效果，图21是该通道周围的区域A的特写；
图22是包括阻尼板的WEC的示例实施例的图；
图23是阻尼板的示例实施例；和
图24是表示与水平板和垂直板的波场相比的示例波浪通道的波场的图的阵列；
具体实施方式
参考图1A-1C，提供通道1作为诸如波浪能量转换器(WEC)或耗能器的波浪能量提取装置的部件。图1C示出了当具有通道的波浪能量提取装置在静止水中静止时该通道相对于静止水表面2的位置(静止水停下停止位置，在本文中称为中性位置)。在本说明书中，诸如水平和垂直的方向和取向是指通道在该中性位置取向时的方向。标记W表示正常操作期间入射波浪的方向。
通道具有纵轴线7、倾斜基部4，该倾斜基部从第一端6延伸到第二端8，端壁10从第二端8垂直延伸。侧壁12和14设置在倾斜基部的相对的横向侧处。在该示例中，侧壁在中性位置在水线上方延伸。给定入射波浪的方向，第一端6在通道的前端，第二端8在后端。前端上方的区域用作开口9，波浪通过开口9进入通道。
通道可以被提供为用于附接到波浪能量提取器或集成到波浪能量提取器的单独部件，并且可以出于该目的而具有固定装置16(例如螺栓孔)。然而，图2A至图2C示出了通道1设置在浮力船体100的前部，该浮力船体具有浮力部件102并且是波浪能量提取器的部件。尽管浮力船体可以由具有足够低的密度以使其可浮的材料制成，例如塑料或玻璃纤维，但是它通常包括相对致密的弹性材料(例如钢)，其一个或多个内部部件填充有低密度材料，例如空气或真空。
我们惊奇地发现，如图1和2所示的通道对于波浪能量提取特别有用。不想受理论的束缚，我们建议通道产生共振效应，从而导致这种增强的波浪能量提取。
参考图3，基本通道1的特征尺寸是倾斜基部的长度l；通道第二端相对于中性位置的水面的深度d；在侧壁之间的通道的梁(宽度)b；倾斜基部延伸到水平面以下(在中性位置)的角度α。实际的实施例可以包括附加的特征尺寸，例如，基部可以具有可变的斜度，侧壁不需要是平行的，端壁不需要是垂直的。
图4A示出了使用线性波理论模拟的作为l、d、b和α的函数的通道内的峰值波高。在线性波理论中，波长λ是径向频率ω和水深h的函数，经由色散关系：针对有限深度的水，为
Figure BDA0002465600530000191
或当水可以被假设为无限深度时为
Figure BDA0002465600530000192
Figure BDA0002465600530000193
在这里，g是万有引力常数。我们在这里使用λ而不是ω。尺寸不受通道梁尺寸的限制，即l/b、d/b、λ/b。
通道尺寸的选择很重要，因为它们会影响WEC的共振模式，从而影响WEC可能产生的能量。特别重要的是，波浪接收通道的倾斜基部的倾斜角度，以及波浪接收通道的长宽比(即基部的长度与基部的宽度(侧壁之间的距离)之比)。例如，较长和较窄的基部将在更长的波长上激发出比较短而较宽的基部更强的共振。
图4B示出了实际的实施方式。波浪在图片中从右到左传播到通道1中，该通道通常对应于具有相应标记特征的图1通道。如图所示，水面3的高度基本上升高到静止水位2以上。
图5示出了具有根据图1和图2的通道的铰接浮动筏WEC上的涌浪、起伏和俯仰力随λ/b的变化。可以看出，与相应的具有水平基部或垂直端壁的装置相比，在大约15和20之间的λ/b处，共振效应具有显著增加的施加力。这些附加力表示从波浪中提取出惊人数量的能量，并且峰值波长显著大于波浪能量提取装置的梁(并因此在实际实施例中通常为长度)是有用的，从而可以提供相对紧凑的装置，以从典型海浪的相对较长的波长分量中有效地提取能量。
不需要通道具有图1或2的形状。图6A至图6F示出了一些替代性的横截面。在6A中，侧壁的顶部边缘18在中性位置通常是水平的。在图6B中，端壁不是垂直的而是倾斜的(在此示例中，与垂直方向成45°)。在图6C中，没有这样的离散端壁。在图6D中，倾斜基部具有第一倾斜部分4A和第二倾斜部分4B，第二倾斜部分从第一倾斜部分朝向倾斜基部的第二端延伸，相对于水平方向，其倾斜角度比第一倾斜部分更大。可替代地，可以看到第二倾斜部分4B是端壁10的一部分。在图6E中，侧壁的顶部也是倾斜的，以相对于倾斜基部不同的角度(在该示例中相对于水平面以更大的角度)延伸。在图6F中，侧壁未完全延伸到倾斜基部的第一端，因此倾斜基部向通道的前部延伸。
在图1、2和6A至6F中，倾斜基部由板形成，并且通道4的倾斜基部与通道的下侧20之间的距离是恒定的。在图7A中，倾斜基部4与通道的底面具有不同的倾斜度-实际上，在此示例中，通道的底面朝第二端向下倾斜。通道22的在端壁下方的底侧以与端壁不同的角度倾斜。在图7B中，倾斜基部具有第一区域4A和第二区域4B，第二区域朝向第二端并且相对于水平面以比第一区域更大的角度倾斜并且没有明显的端壁。在图7C的实施例中，倾斜基部弯曲(并且是凹的，具有向第二端增加的斜率)，并且弯到端壁10中。在图7D中，在静止水位置，侧壁的上边缘18和倾斜基部相对于水平面以不同的角度倾斜。在该示例中，侧壁是梯形的(例如，在一些其他示例中，它们是矩形或斜角梯形的)。浮体通过铰接接头202附接到第二浮体200。图7E的实施例是对应的，除了通道的第一端具有以流体动力整流罩形式的唇部24。
图8A示出了浮动铰链WEC 300，其具有在其前端具有通道1的第一浮体102以及通过铰链接头202连接到第一浮体的第二浮体200。发电机或其他能量转换装置，例如泵(例如液压泵或水泵)204可以位于铰链区域中，以将接收到的波浪能量转换成另一种形式(例如电、流体动力等)。
参照图8B(其为第一浮体的横截面)，该浮体具有底盘111，其例如由金属、玻璃纤维、混凝土或塑料制成，并且在一些实施例中包括浮力芯112(例如，包含空气、或另一种气体、真空或低密度塑料的密封隔室，以及可选的一个或多个压舱室)，其具有在底盘的外表面上形成的防腐蚀涂层114。该表面还用外表面上的防污涂层(例如油漆)进行处理，以限制生物的生长。
但是，本发明对于例如图9所示的起伏浮标WEC也是有用的，其中浮体100包括浮力船体102，在其前端具有如图2所示的通道1。浮力船体通过发电机54(或泵)通过连接器50拴接到锚(在这种情况下，海床52)，该发电机从浮体的起伏运动中产生电(或加压的液压流体或水)。
图10示出了另一个起伏浮标WEC，其中浮体100具有两个通道1，前和后通道，连接器是上下杆50，WEC随着波动运动，并且发电机或泵设置在WEC的主体内。在图11的实施例中，浮体通过臂56连接至防波堤58形式的锚。臂驱动发电机或泵54，从而提供从波浪中提取的人类可用能量。除了从起伏运动产生能量之外，这种WEC还可以例如从涌浪运动和旋转(俯仰)产生能量。
因此，WEC可以参考海底、壁或其他锚，也可以自参考(例如，参考与浮体连接的浸入式但不固定的锚)。
参考图12A至12C，可以提供多个相邻的通道1A、1B。除了具有倾斜基部4A和侧壁12、14的第一通道1A之外，还有具有另一倾斜基部4B的第二相邻通道，其与第一通道共享侧壁14并且具有另一侧壁15。在该示例中，通道具有端壁10。通道可以具有不同的尺寸，例如以便具有不同的谐振波长。它们可以例如具有不同的梁和/或以不同角度的倾斜基部。
图13A至图13C在浮力部件102的相对(两端)端形成了多个通道1A、1B。每个具有相应的倾斜基部4A、4B，分别与14A、14C相对的侧壁12A、12B以及端壁10A、10B。图14示出了基于该原理的WEC，其中第一和第二浮体102、200分别在其前端和后端具有通道，并且在它们之间具有铰链202。与图8的实施例一样，铰链具有动力输出装置，例如发电机或泵。
在实际的实施方式中，多个WEC可以彼此相邻放置并且通常平行以从波浪的宽广前沿提取能量。图15示出了由多个浮动船体形成的浮动WEC 400的实例，该浮动船体在前端和后端具有根据本发明的通道，并且通过杆60连接，其中动力提取装置利用浮力船体相对于彼此的旋转运动来发电或泵送流体。
根据本发明的通道，除了用于WEC，例如波浪能量发生器之外，还可用作波浪能量耗散器，例如用作浮动(或基于海底的)防波堤，或在其他有利的背景中用于耗散能量，例如浮动吊杆，或散布在船或采油平台外围的船体。因此，图15的结构也可用作浮动防波堤，其中相邻的船体与固定杆(无旋转接头)或制动器(例如盘式制动器)或它们之间的其他耗能连接件联接。
在浮动防波堤的另一示例中，细长的且可能接合的浮动船体102在任一侧(或仅一侧)上具有根据本发明的多个通道1。通道中的共振效应有效地从波浪中提取能量。可以通过存在由于摩擦而耗散热量的接头、拖板、叶片或孔来增加能量耗散，这些通过流体动力耗散能量。
波浪能量耗散器引起波浪能量相对于接收到一个或多个波浪接收通道中的波浪的反射。该或每个通道的作用是产生共振，从而增加通道内的波高，结果是波浪能量沿与其进入通道的方向不同的方向被反射出通道。这会导致波浪能量耗散器回水处的波高降低(即，波浪能量耗散器充当防波堤)。本领域的技术人员将理解，在这一实施例中，由于波浪能量被反射而不被吸收，所以能量没有被消散。
现在转向图17A至图17C，本发明的另一示例实施例是具有由铰链108连接的第一浮体(在此以前船体的形式)104和第二浮体(在此以后船体的形式)106的浮动WEC(该示例性实施例的截面图和平面图分别在图19和20中可见)。在该示例中，第一浮体104和第二浮体106都是有浮力的。第一浮体104具有两个相邻的前波浪接收通道1A、1B，所述通道具有倾斜基部、倾斜端壁和三个侧壁(包括用作两个相邻通道中的每个的侧壁的公共壁)，其从而形成两个相邻的通道1A、1B，在使用中水可以流入(和流出)这两个相邻的通道。在该示例中，第二浮体106具有后波浪接收通道110，该通道具有倾斜基部和三个侧壁(但是没有明显的端壁)，其形成两个相邻的通道，在使用中水可以流入(和流出)这两个相邻的通道。前波浪接收通道1和后波浪接收通道110在该示例中不是有浮力的，但是在其他示例中，它们可以是(例如至少部分地)有浮力的。主要波浪方向用箭头W表示。
本领域技术人员将理解，后波浪接收通道和前波浪接收通道两者的基部的倾斜角度的选择将对可能接收的流体的体积(并因此质量)有影响并因此受到通道的限制，因此也限制了系统的共振性能。因此，各个波浪接收通道的几何形状将受到WEC预期使用的预期环境以及在该环境中预期的波浪动力(例如，频率分布、波浪高度和水深)的影响。
如从图17B最清楚地看到的，该示例实施例波浪接收通道在第一波浪接收通道上的前加固件114和后加固件120以及系泊附件116(本领域技术人员将认识到，这些是可选特征，然而可以包括，例如，以提高第一波浪接收通道的结构强度)。第一浮体具有第一长度132，第二浮体具有第二长度134，其构成WEC的全长130的大部分(其余长度由铰链构成)。铰链由第一浮体铰链轴线122和第二浮体铰链轴线124限定，使得第一浮体可以相对于第二浮体旋转地移动，并且使得两个浮体或多或少的程度可以在水线2下方。铰链的中心通常是在水线2下方的第一深度128，并且第二浮体通常在水线下方(即在使用中)延伸第二深度126。
如从图17C最清楚地看到，另一可选特征包括第一浮体的第一Y形加固件136和第二浮体的第二Y形加固件142。WEC还具有进出舱口146。铰链具有第一浮体舱138和第二浮体舱144以及扭矩传递板140。线146指示通过后波浪接收通道的横截面，通过特征150指示的该横截面的视图，从中可以看出，后波浪接收通道也具有通道唇部。
在图17A至图17C的示例实施例中，波浪可进入前波浪接收通道1A、1B或后波浪接收通道110。每个通道上的波浪的力使第一浮体104相对于第二浮体110移动。与标准筏相比，在图18中可以看到图17实施例的功率响应曲线。下表1将图17A-17C的实施例的预测的能量产生与标准筏进行了比较(表1的数据涉及北海的示例位置)。令人惊讶地发现，尽管图17A-17C所示的WEC较小且较轻，但其每年可产生的能量几乎是标准筏的三倍。
Figure BDA0002465600530000241
表1
特别地，在17A-17C的实施例中，WEC的全长130为37m(第一浮体的第一长度132为25m，第二浮体的第二长度134为11m，其余的长度由铰链组成)。相比之下，标准筏的长度通常为49m。WEC的第一浮体的波浪接收通道的倾斜基部的倾斜角度在这里是重要的因素，并且建模和实验已经导致在20°至30°之间选择倾斜角度。第二浮体的波浪接收通道的倾斜基部的倾斜角度为70°。
总的来说，我们发现本文所述的共振效应将波浪能量从相邻区域拉到波浪通道中(这具有浮体的入射波横截面大于其垂直于波传播方向的物理横截面的效果)。通道处的波高增加，并且共振效应通常增加了浮体/船体上的力，从而增加了浮体的运动。
图20和图21显示了在存在从左到右传播的平行波的情况下，具有倾斜基部的(单个)通道在周围波场上的模拟效果。右手栏的标度是|η|(归一化的波高)和左手栏的标度是其中的实部。第一行示出了根据本发明的波浪通道周围的波场。第二行显示无波浪通道几何形状周围的波场，呈水平板形式，无深度。第三行显示垂直板形式(垂直于静水表面)的非波浪通道几何形状周围的波场。可以看出，由于通道内的波浪共振，波浪通道在波场中产生了更大的干扰。在第一栏中，这可以通过对其他波峰的调制来看出。第二栏显示用1为均一调制的|η|调制。图21是通道周围区域A的特写镜头。可以看到通道内清晰的共振。
图22和23示出了WEC的示例实施例的计算机模拟，其中该模拟已经被提供有位于该波通道1或每个波通道1上方的垂直阻尼板220。图22示出了具有阻尼板的WEC的示例实施例，并且图23是具有阻尼板的波浪通道的特写。
这种计算机模拟有助于计算在水波存在时WEC(包括阻尼板)的响应。特别地，已经发现，提供阻尼板有助于解决线性波动方程，否则该线性波动方程预测了不切实际的大共振响应。实际上，尚未发现这种共振响应。在模拟中增加阻尼板的效果是提供了更现实的解决方案。在这样的模拟中，阻尼板被视为基本上没有质量，但是施加阻尼力到水上。在这样的模拟中，它们起到在水表面上产生压力的作用，从而改变水的流量，从而抑制水的运动。因此，在某些方面，阻尼板可以被认为是虚拟板。
图24是一系列曲线图，其指示了具有阻尼板和不具有阻尼板的WEC的预测行为(即，在计算机仿真中预测的行为)。
在WEC实施例中，所提取的能量使用动力输出装置(例如发电机、泵等)转换为另一种人类可用的形式。
在能量耗散实施例中，该提取的能量主要或完全不用于有用目的，而是为了降低波强度而被耗散。
一个或多个通道的尺寸，尤其是侧壁(梁)之间的间隔可以根据波浪能量耗散器的安装位置来选择。在长时间(例如一天、一周、一个月或一年)内测量该位置处的波浪性质，尤其是波浪之间的平均周期和/或波浪的动力谱密度。然后，从多个可用构造中设计或选择通道，该通道的尺寸在给定测量波性质的情况下将在该位置证明是最佳的。特别地，考虑到诸如图5所示的测量或模拟，通常将通道的梁确定为与所测量的波浪之间的平均周期相关联的波长的分数。因此，波浪能量提取器(例如，WEC或耗能器)可以在具有不同性质的波浪的不同位置处设置具有不同尺寸的通道。例如，在不同位置处的通道的梁可以是与在各个位置处的波浪的平均周期相关联的波长的函数(例如，与之成比例)。

Claims (43)

1.一种波浪能量提取器，其包括具有波浪接收通道的浮体，所述波浪接收通道具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部从所述波浪接收通道的端壁延伸，所述倾斜基部和所述波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，以及
所述波浪接收通道至少部分地由所述第一侧壁和所述第二侧壁、所述倾斜基部以及所述端壁限定，其中至少一部分所述倾斜基部在静止水停下位置延伸在静止水表面下方，
其中所述波浪接收通道具有至少部分地由倾斜基部、第一和第二侧壁以及端壁限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由波浪接收通道通过波浪接收开口接收的并具有所述通道共振频率的波浪谐振。
2.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述波浪接收通道具有至少部分地由所述倾斜基部和/或第一和第二侧壁限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由所述波浪接收通道通过所述波浪接收开口接收的并具有所述通道共振频率的波浪谐振。
3.根据权利要求2所述的波浪能量提取器，其中所述波浪接收通道被配置为引起通过所述波浪接收开口接收的在波长范围内的波浪的共振。
4.根据任一前述权利要求所述的波浪能量提取器，其中相对于所述通道的宽度的所述倾斜基部的长度与相对的第一和第二侧壁之间的平均距离的比率在1至4的范围内。
5.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述波浪接收开口被提供在所述波浪接收通道的第一端处，并且所述端壁被提供在所述波浪接收通道与所述第一端相对的第二端处，并且其中相对于静止水停下位置，所述倾斜基部的第二端的深度与相对的第一和第二侧壁之间的平均距离的比率在0.2比1的比例。
6.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述侧壁之间的距离在0.8-16m的范围内。
7.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中当所述波浪能量提取器处于静止时，所述倾斜基部相对于水平面以10°至60°的平均角度向上延伸。
8.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其被安装在水体中的接收具有年平均的平均周期的波浪的位置，其中所述侧壁之间的距离与对应于所述平均周期的波长的比在范围1:10到1:50。
9.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述倾斜基部是第一倾斜基部，并且所述波浪接收通道是第一波浪接收通道，其中所述波浪能量提取器还包括第二波浪接收通道，所述第二波浪接收通道包括第二倾斜基部，所述第二倾斜基部设置在所述第一侧壁与第三侧壁之间，所述第一侧壁和第三侧壁彼此相对，其中第二倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置延伸在静止水表面下方。
10.根据权利要求9所述的波浪能量提取器，其中第二波浪接收通道具有至少部分地由第二倾斜基部和/或第一和第三侧壁限定的第二通道共振频率，并且其中所述第二波浪接收通道被配置为引起由第二通道接收的并具有所述第二通道共振频率的波浪共振。
11.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述浮体设置有防腐蚀涂层，或者其中所述浮体具有包括抗腐蚀材料或由抗腐蚀材料组成的外表面。
12.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述波浪能量提取器只有一个浮体。
13.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述浮体不通过接头与另一浮体连接。
14.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中所述倾斜基部以及第一侧壁和第二侧壁具有在第一方向上延伸的纵轴线，其中所述浮体具有包括另一倾斜基部和另一波浪接收开口的另一波浪接收通道，所述另一倾斜基部和所述另一波浪接收开口均设置在另一对相对的侧壁之间，所述另一倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置中延伸到静止水表面下方，其中所述另一倾斜基部和所述另一对侧壁具有在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的纵轴线。
15.根据权利要求14所述的波浪能量提取器，其中所述另一通道具有另一通道共振频率，该共振频率至少部分地由所述另一倾斜基部和/或所述另一对壁限定，并且其中所述另一通道被配置为引起由所述另一通道通过其波浪接收开口接收的并且具有所述另一通道共振频率的波浪的共振。
16.一种浮动防波堤，其包括任一前述权利要求所述的波浪能量提取器，其中所述波浪能量提取器是波浪能量耗散器。
17.根据权利要求1所述的波浪能量提取器，其中当所述波浪能量提取器处于静止时，所述倾斜基部相对于水平面以10°至70°的平均角度向上延伸，和/或其中当所述波浪能量提取器处于静止时，所述倾斜基部基本平行于水平面。
18.一种波浪能量转换器，其包括通过接头连接的根据权利要求1-15和17中任一者所述的波浪能量提取器的第一浮体和另一第二浮体，并且所述波浪能量转换器从第一和第二浮体的相对运动产生能量。
19.根据权利要求18所述的波浪能量转换器，其中当所述波浪能量提取器处于静止时，每个所述第一和第二浮体的倾斜基部相对于水平面以10°至60°的平均角度向上延伸。
20.根据权利要求18所述的波浪能量转换器，其中第一浮体是前浮体和第二浮体是后浮体并且第二浮体的倾斜基部以比第一浮体的倾斜基部向上延伸的平均角度大至少5°的平均角度向上延伸。
21.一种根据权利要求18或权利要求20中任一项所述的波浪能量转换器，其中所述波浪能量转换器是铰链的筏波浪能量转换器。
22.一种耗散波浪能量的方法，所述方法包括：
提供了具有波浪接收通道的浮体，所述波浪接收通道具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部从所述波浪接收通道的端壁延伸，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，所述波浪接收通道至少部分地由所述第一侧壁和所述第二侧壁、所述倾斜基部以及所述端壁限定，其中所述倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置延伸在静止水表面下方，其中所述波浪接收通道具有至少部分地由倾斜基部、第一和第二侧壁以及端壁限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由波浪接收通道通过波浪接收开口接收的并具有所述通道共振频率的波浪谐振；和
所述通道通过所述波浪接收开口接收波浪，从而引起接收的波浪共振，所述浮体适于耗散由此接收的至少一些能量。
23.一种提取波浪能量的方法，所述方法包括：
提供具有波浪接收通道的浮体，所述波浪接收通道具有倾斜基部和波浪接收开口，所述倾斜基部从所述波浪接收通道的端壁延伸，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，所述波浪接收通道至少部分地由所述第一侧壁和所述第二侧壁、所述倾斜基部以及所述端壁限定，其中所述倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置延伸在静止水表面下方，其中所述波浪接收通道具有至少部分地由倾斜基部、第一和第二侧壁以及端壁限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由波浪接收通道通过波浪接收开口接收的并具有所述通道共振频率的波浪谐振；和
所述通道通过所述波浪接收开口接收波浪，从而引起接收的波浪共振，从而提取波浪能量。
24.根据权利要求23所述的方法，包括以下初始步骤：测量在一位置处在一时间段内平均的波浪的性质，并且考虑到所测量的性质从具有不同构造的多个可能的浮体中选择所述浮体。
25.根据权利要求24所述的方法，包括在第一位置和第二位置处测量波浪的性质，第二位置具有与波浪之间的平均周期相对应的波长，该波长大于第一位置处的波长；以及在第一位置和第二位置的每一个处安装包括所述浮体的波浪能量提取器，其中安装在第一位置的浮体的通道的相对的第一和第二侧壁之间的距离大于安装在第二位置的浮体的通道的相对的第一和第二侧壁之间的距离。
26.根据权利要求23到25中任一者所述的方法，包括将包括所述波浪接收通道、侧壁和倾斜基部在内的波浪通道附件安装到浮体上。
27.根据权利要求26所述的方法，包括以下初始步骤：测量在一位置处在一时间段内平均的波浪的性质，并且考虑到所测量的性质从具有不同构造的多个可能的波浪通道中选择所述波浪通道。
28.一种用于提取波浪能量的装置，其包括拴系到锚的浮力船体，所述浮力船体具有包括倾斜基部和波浪接收开口的波浪接收通道，所述倾斜基部从所述波浪接收通道的端壁延伸，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，所述波浪接收通道至少部分地由所述第一侧壁和所述第二侧壁、所述倾斜基部以及所述端壁限定，所述倾斜基部的至少一部分在静止水停止位置延伸在静止水表面下方，其中所述波浪接收通道具有至少部分地由倾斜基部、第一和第二侧壁以及端壁限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由波浪接收通道通过波浪接收开口接收的并具有所述通道共振频率的波浪谐振，所述波浪接收通道被配置成使得所述通道通过所述波浪接收开口接收的进入的波浪使船体相对于所述锚移动，从而提取波浪能量。
29.根据权利要求28所述的装置，其中所述锚被悬在水体中在浮力船体下面。
30.根据权利要求29所述的装置，其中所述锚包括包含所述浮力船体的水体的底面。
31.根据权利要求28至30中任一项所述的装置，其中所述锚是邻近所述浮力船体的结构。
32.根据权利要求28所述的装置，其中所述波浪接收通道具有共振频率，以使得所述波浪接收通道通过所述波浪接收开口接收并具有所述共振频率的波浪在所述波浪接收通道中共振，从而导致浮力船体相对于所述锚移动，从而驱动所述能量提取。
33.根据权利要求28所述的装置，其中所述波浪接收通道的所述倾斜基部和所述波浪接收开口设置在第一和第二侧壁之间。
34.根据权利要求33所述的装置，其中所述波浪接收通道的所述共振频率至少部分地由倾斜表面和/或第一和第二侧壁限定。
35.根据权利要求33或权利要求34所述的装置，其中所述浮力船体还包括第二波浪接收通道，该第二波浪接收通道包括第二倾斜基部和用于接收进入的波浪的第二波浪接收开口。
36.根据权利要求35所述的装置，其中所述第二波浪接收通道具有至少部分地由第二倾斜基部限定的第二通道共振频率，并且其中所述第二波浪接收通道被配置为引起由第二波浪接收通道通过第二波浪接收开口接收的并具有所述第二通道共振频率的进入波浪共振。
37.根据权利要求28所述的装置，其包括单个所述浮力船体。
38.根据权利要求28所述的装置，其中所述浮力船体没有通过接头连接到另一浮力船体。
39.根据权利要求28所述的装置，其中所述倾斜基部具有在第一方向上延伸的纵轴线，其中所述浮力船体具有包括另一倾斜基部和另一波浪接收开口的另一波浪接收通道，所述另一倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置延伸到静止水表面下方，其中所述另一倾斜基部具有在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的纵轴线。
40.根据权利要求39所述的装置，其中所述另一通道具有另一通道共振频率，该共振频率至少部分地由所述另一倾斜基部和/或由所述另一对壁限定，并且其中所述另一通道被配置为引起由所述另一通道通过所述另一波浪接收开口接收的并且具有所述另一通道共振频率的波浪的共振。
41.根据权利要求28所述的装置，其中所述浮力船体由弹性系绳栓系到所述锚。
42.根据权利要求28所述的装置，其中所述浮力船体包括防腐蚀涂层，或者其中所述浮力船体具有包括抗腐蚀材料或由抗腐蚀材料组成的外表面。
43.一种生成或储存功率的方法，所述方法包括：
提供浮力船体，其系在设置在所述浮力船体下方的锚上，所述浮力船体具有包括倾斜基部和波浪接收开口的波浪接收通道，所述倾斜基部从所述波浪接收通道的端壁延伸，所述倾斜基部和波浪接收开口均被提供在相对的第一和第二侧壁之间，所述波浪接收通道至少部分地由所述第一侧壁和所述第二侧壁、所述倾斜基部以及所述端壁限定，所述倾斜基部的至少一部分在静止水停下位置延伸到静止水表面下方，其中所述波浪接收通道具有至少部分地由倾斜基部、第一和第二侧壁以及端壁限定的通道共振频率，并且其中所述通道被配置为引起由波浪接收通道通过波浪接收开口接收的并具有所述通道共振频率的波浪谐振；和
所述波浪接收通道通过所述波浪接收开口接收进入的波浪，从而使所述浮力船体相对于所述锚移动，从而从波浪中提取波浪能量，从而产生或存储功率。
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