CN112012873A

CN112012873A - 蓄力式波浪能量采集方法

Info

Publication number: CN112012873A
Application number: CN201910451489.7A
Authority: CN
Inventors: 覃江平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-12-01

Abstract

本发明涉及一种波浪能量的采集方法以及量化计算波浪能量采集的数量。蓄力式波浪能量采集方法，它包括立柱(1)，其特征在于，立于水底，穿过水的表面，用于固定浮箱、卡口、齿轮等。还包括卡口(2)，用于波浪在最低处附近卡住浮箱，等波浪到达最高处附近时，再释放卡口，浮箱上浮，获取浮力做功能量，然后在最高处附近再卡住浮箱，等波浪到达最低处附近时，再释放卡口，浮箱下落，获取重力做功能量。本发明使波浪能量的采集效率大幅提高。并可以计算出单个浮箱在一定高度的波浪周期，能采集到的波浪浮力和重力做功能量的数量。

Description

蓄力式波浪能量采集方法

技术领域：

本发明涉及能源领域，特别是涉及到海上利用波浪能量发电的能量采集技术，以及具体采集方法的效率评估。

背景技术：

波浪能量采集的目的，目前主要是采集海浪能量，利用海浪的自然可再生性，实现清洁可再生海浪能源的利用。大海里面的海浪储存着很大的能量，一百多年来，为了利用海浪能量，产生了不少的发明创造，世界很多国家有不少利用海浪能量的专利。主要分两类，一类是利用海水的流速，使海水流动的动能转化为机械能发电；另一类是利用海浪的上下波动，使海浪的浮力势能或相关装置重力势能转化为机械能发电。以上两种利用海浪能量的方法，虽然都可以用各种方式达到发电的效果，但是相关方法的效率没有一个量化的评价标准。很难分清各种方法的差别。海浪能量利用效率一直不高。这也是产生了很多利用海浪能量发电专利的原因之一。

发明内容：

针对海浪能量利用效率不高的问题，本发明提供了一种更有效率的利用海浪波动能量的方法。可以充分利用波浪上升时产生的浮力能量，还可充分利用波浪下落时的重力能量。并且还可以用数学公式理论的计算出相关装置经过一个波浪周期，利用能量的大小。

本发明是这样利用波浪的浮力和重力能量，以及相关的能量利用数学公式。

当波浪在波谷的时候，用图1中2卡子卡住5浮箱，等波浪上涨到波峰时，释放2卡子，此时5浮箱会被浮力推动，上浮到10浮箱高度的位置。这个过程中，浮力做功W1＝F*S，浮力等于排开液体的重量，浮力随着浮箱的上升，逐渐减少至到零。因此，浮力做功W1＝∫₀ ^{浮箱排开液体重量-浮箱自重}df*h波浪高度。浮力做的功，可以通过3齿轮转递到发电机发电。同理，当波浪下落时，也是先把浮箱卡住，等波浪到了波谷时，再释放卡子，这样就可以用齿轮转递到发电机，收集到浮箱重力做的功。重力做功W2＝∫₀ ^{浮箱自量-波谷时浮箱浮力}df*h波浪高度。这整个过程称为蓄力式波浪能量采集方法。与蓄力式波浪能量采集方法相对应的是随波逐流式波浪能量采集方法。随波逐流式波浪能量采集方法是没有图1中2、6、11卡子，因此，在波浪上涨或下落时，5浮箱随着波浪上涨或下落而移动。因此，当浮力大于齿轮的力矩力时，浮箱上升，齿轮转动，此时浮力能量释放。因此，随波逐流式波浪能量采集方法在波浪上涨时，理论采集到的能量是，Wn＝齿轮力矩力*齿轮间距离*n＝齿轮力矩力*波浪高度h。如果1米的波浪浪高，截面积为1平方米的超高立式浮箱，齿轮间距离为1cm，理论值W1≈50*Wn。W1约等于Wn的50倍。蓄力式波浪能量采集方法与随波逐流式波浪能量采集方法效率的差别，用公式数字很直观就比较出来。随波逐流式波浪能量采集方法一般没设计重力能量采集。原理也是一样的，在此就不详细描述重力做功能量转换和采集了。

附图说明：

说明书附图1，各标志表示说明如下：

1---立柱 2---卡子 3---齿轮 4---齿条 5---浮箱 6---立柱 7---卡子 8---齿轮 9---齿条 10---浮箱 11---立柱 12---卡子 13---齿轮 14---齿条 15---浮箱

具体实施方式：

当有理论上充分利用波浪能量的数学公式后，就可以设计多种更好利用波浪能量的采集方法。

可以按照图1，做一个或很多个有卡子的蓄力式波浪能量采集单体。

需要注意的是，在图1中，把5浮箱尽可能的做得高一些，可以更大的利用大的波浪来到时，收集更多上涨波浪浮力做功的能量。把5浮箱的自重可以做得大一些，可以更多的收集波浪下落时，重力做功的能量。做一个压力感应智能控制系统，可以是机械的，也可以是电子的，逻辑判断波浪是否接近波峰或波谷，好极时卡住或释放图1中2卡子。

Claims

1.蓄力式波浪能量采集方法，它包括立柱(1)，其特征在于，立于水底，穿过水的表面，用于固定浮箱、卡口、齿轮等。还包括卡口(2)，用于波浪在最低处附近卡住浮箱，等波浪到达最高处附近时，再释放卡口，浮箱上浮，获取浮力做功能量，然后在最高处附近再卡住浮箱，等波浪到达最低处附近时，再释放卡口，浮箱下落，获取重力做功能量。

2.根据权利要求1所述的波浪能量的采集方法，其特征还包括以下情况，

a.单独采集波浪上涨时波峰接近最高处附近，释放卡口，浮箱向上运动获取浮力做功的能量，

b.单独采集波浪下落时波谷接近最高处附近，释放卡口，浮箱向下运动获取重力做功的能量。

3.根据权利要求1所述的波浪能量的采集方法，其特征还包括以下情况，

卡口包括插销式卡口，门式卡口等，主要功能是在波浪上涨或下落时，暂时停止浮箱的上浮或下落运动，等待波浪上涨或下落蓄力，根据能量采集数量计算公式，蓄力可使能量采集效率成几何倍数提高。