CN114109706B - 一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于波浪能发电技术领域，具体涉及一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置。包括多功能海洋平台和仿生鳗式波能发电装置；仿生鳗式波能发电装置包括浮板结构、壳体、传动结构、增速装置、发电机系统；所述浮板结构包括左右两侧共两个浮板；所述壳体包括中心为圆孔的圆盘、壳筒、连接固定支架的连接件；所述传动结构包括主动直齿锥齿轮、从动直齿锥齿轮和固定箱体；所述增速装置包括输入轴、主动大齿轮、第一从动小齿轮、从动轴、从动大齿轮、第二从动小齿轮、输出轴、固定杆和固定销；所述发电机系统包括输入轴联轴器、发电转轴和转轴发电机。本发明解决海洋平台建设对电力供给的迫切需求的问题和波浪能发电装置波能转化问题。

Description

一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置
技术领域
本发明属于波浪能发电技术领域，具体涉及一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置。
背景技术
波浪能作为一种清洁无污染的新能源，具有储量大、分布广以及能量密度高等优点，其开发利用对国家海洋经济和能源战略都有着积极的作用。近年来，开发利用波浪能的技术已从简单波浪能装置向网络型铰接复合装置转变，其功能也从单一的捕获波浪能能量向波浪能装置与海上平台、漂浮式风力涡轮机等系统集成转变，具有多能互补的良好发展趋势。通过将海洋工程装备和波浪能装备集成在一个混合系统中，海洋装备的运行和生存能力将得到显著提高，同时又可以达到清洁能源的利用和多功能互补的目的，有着广泛的应用和发展前景。
目前，根据机械能俘获机制，波浪能发电装置大致可分为三类，一种是以旋转叶轮为主要特点的水轮机，另一种是通过振荡水翼进行能量捕获的摆锤式装置，第三种是可柔性摆动的仿生鳗鱼式发电装置。水轮机装置的缺点是启动较为困难，对进水速度有较高的要求，在低流和微流下工作效率很低。此外，涡轮机工作时，由于叶轮旋转速度教快，气蚀和噪音等问题也易发。而振荡水翼摆式洋流能量转换装置运作时，容易产生较大的水动力和水动力力矩，对载体结构会造成冲击。
仿生鳗式波浪能转换装置通过将多个吸波浮子连接在一起，在波浪和水流的作用下，吸波装置可以利用自身系统结构，将波浪能转化为机械能来驱动齿轮结构，通过齿轮增速装置驱动转轴发电机，以达到在不同波浪条件下保持持续发电的目的，并且多体结构运动时会形成聚波效应，有利于更加高效的俘获波浪能。同时，利用发电装置将波浪能转化为电能，可以降低装置受到的波浪冲击，进而提高整体结构的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于解决海洋平台建设对电力供给的迫切需求的问题和波浪能发电装置波能转化问题的可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：
一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置，包括多功能海洋平台和仿生鳗式波能发电装置；仿生鳗式波能发电装置包括浮板结构、壳体、传动结构、增速装置、发电机系统；
所述浮板结构包括左右两侧共两个浮板，浮板一侧固定连接浮板运动横轴和浮板固定横轴，浮板运动横轴连接浮板固定横轴，浮板固定横轴连接浮板固定纵轴，浮板运动横轴和浮板固定纵轴具有相同的轴心通过轴承连接，轴承外接有箱体，浮板运动纵轴通过轴承与壳体相连；
所述壳体包括两个中心有圆孔的中心为圆孔的圆盘和壳筒，中心为圆孔的圆盘连接浮板运动纵轴，壳体内部有固定内部箱体的固定支架连接件；
所述壳体内的传动结构、增速装置、发电机系统在壳体内均有两处，为对称结构；所述传动结构包括主动直齿锥齿轮、从动直齿锥齿轮和传动结构固定箱体，上部主动直齿锥齿轮与上部运动纵轴固定连接，下部主动直齿锥齿轮与下部运动纵轴固定连接，两个主动直齿锥齿轮中心的运动纵轴连接有轴承，通过轴承与固定箱体固定连接，两个主动直齿锥齿轮两侧分别与两个从动直齿锥齿轮啮合连接，从动直齿锥齿轮中心固定连接有增速装置的输入轴；
所述增速装置包括输入轴，输入轴与主动大齿轮连接，主动大齿轮平行连接第一从动小齿轮，第一从动小齿轮与从动轴一端固定连接，从动轴另一端固定连接有从动大齿轮，从动轴的两端分别包含一个轴承，两个轴承外侧通过固定销和固定杆分别与壳体固定连接，从动大齿轮与主动大齿轮相邻一侧有第二从动小齿轮，从动大齿轮与第二从动小齿轮啮合连接，第二从动小齿轮与输出轴固定连接，输出轴与输入轴端部通过轴承与箱体相连接，箱体通过固定销和固定杆与壳体连接，输出轴另一端与发电机系统连接；
所述发电机系统包含转轴发电机，通过输入轴连接输入轴联轴器，转轴发电机连接发电转轴。
本发明还可以包括：
一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置包括：功能海洋平台；功能海洋平台包括三个半潜式平台和一个单柱式平台，三个半潜式平台呈三角形结构围绕单柱式平台设置，且通过连接柱与单柱式平台相连接，单柱式平台中部包含一个可旋转圆柱单元，仿生鳗式波能发电装置包括多个仿生鳗式波能发电装置单元，仿生鳗式波能发电装置由系泊线弹性系泊在单柱式平台中部可旋转圆柱单元上，仿生鳗式波能发电装置一端通过系泊线与单柱式平台相连接，系泊线内部设置有封闭电力传输线缆，单柱式平台中设置有电力接收设备，电力传输线缆连接仿生鳗式波能发电装置和电力接收设备，海上风机设置在单柱式平台顶部。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过板的摆动，带动多级齿轮传动结构和增速装置，通过机械配合，不仅实现了波浪能-势能的机械能自动转化，而且在合理范围内将转速成倍提高，极大地提高波浪能的转换效率；
2、本发明采用浮板结构，多个浮板以鳗式相连，通过传动结构将浮板随海洋波浪摆动的势能以力矩形式进行储能，大大降低了浮板结构低波浪波频下发电所需的启动势能要求，实现了不同波浪波频大小下的波浪能发电；
3、本发明设计的壳体结构内部为对称式布置，壳体内部连接两套能量收集装置，浮板顺逆时针摆动均能收集电能，不会造成能源浪费，可以提高波浪能捕获效率；且壳体内部除了发电机系统，均为机械装置，安装简便，便于操作与修理；
4、本发明中的仿生鳗式波能发电装置可集成到多功能海洋平台，呈三角形布设的海洋平台为海上作业提供了更大的海洋落脚点，同时，在海洋平台基础上建设仿生鳗式波能发电装置和海上风机，可以一平台多用，大大减少仿生鳗式波能发电装置的建造成本；
5、半潜式平台呈三角形布设，为海上工作提供了更大的工作空间，中间的单柱式平台可以作为发电装置多幅度获取波浪能的载体，装置布设在可旋转圆柱单元上，利于装置对波浪能进行多角度捕获，大大提高波浪能捕获效率，使之更加充分利用海洋能，减小了海洋能的浪费；
6、在海洋平台系统中集成仿生鳗式波能发电装置，可以将海洋平台受到的波浪能转换为电能，为海洋平台建设提供电能，保证平台工作电力需求；降低平台前总体能量，减小平台前荷载作用力，提高了海洋平台系统的整体稳定性和安全性。
附图说明
图1显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的总体结构示意图。
图2显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的单元结构示意图。
图3显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的整体连接的上视剖面示意图。
图4显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的整体连接的下视剖面示意图。
图5显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的整体连接的前视剖面示意图。
图6显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的整体连接的立体示意图。
图7显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的浮板机构的结构示意图。
图8显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的传动机构的结构示意图。
图9显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的增速装置和发电机系统的结构示意图。
图10显示为一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的组合结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1至图3所示，所述仿生鳗式波能发电装置9，包括：浮板结构、壳体以及壳体内的传动结构、增速装置、发电机系统；
所述浮板结构1包含左右两侧共两个浮板1-1，浮板1-1一侧固定连接运动横轴1-2和固定横轴1-4，运动横轴1-2连接运动纵轴1-3用以传递浮板1-1的运动，固定横轴1-4连接固定纵轴1-5用以固定浮板1-1的位置，防止浮板1-1晃动，运动纵轴1-3和固定纵轴1-5具有相同的轴心，两轴通过轴承相连，轴承外接有箱体用以固定两轴的相对位置，运动纵轴1-3通过轴承和法兰2-3与壳体2相连；
所述壳体2由两个中心有圆孔的圆盘和壳筒2-2构成，圆盘中心开孔处连接浮板运动纵轴1-3，开孔处包含有用以固定的法兰2-3和螺钉2-4，壳体2内部具有固定内部箱体的固定支架连接件2-5。
如图8和图9所示，所述壳体内的传动结构、增速装置、发电机系统在壳体内均有两处，为对称结构，此处仅叙述其一；所述上部传动结构3包含主动直齿锥齿轮3-1、从动直齿锥齿轮3-2和传动结构固定箱体3-3，上部主动直齿锥齿轮3-1与上部运动纵轴1-3相连，且为固定连接，并由上部运动纵轴1-3带动，下部主动直齿锥齿轮3-1与下部运动纵轴1-3固定连接，由下部运动纵轴1-3带动，与上部主动直齿锥齿轮3-1往相反方向转动，两个主动直齿锥齿轮3-1中心的运动纵轴1-3连接有轴承，通过轴承与中部传动结构固定箱体3-3固定连接，用以固定上下两根运动纵轴1-3相对位置，两个主动直齿锥齿轮3-1两侧分别与两个从动直齿锥齿轮3-2啮合连接，进行斜齿齿轮啮合传动，从动直齿锥齿轮3-2中心固定连接有增速装置4的输入轴4-1，并带动输入轴4-1进行转动。
如图4和图5所示，所述增速装置4中的输入轴4-1与主动大齿轮4-2相连，以相同速度带动主动大齿轮4-2进行转动，主动大齿轮4-2平行连接第一从动小齿轮4-3，带动其进行直齿齿轮啮合传动，第一从动小齿轮4-3齿数为主动大齿轮4-2齿数的一半，第一从动小齿轮4-3与从动轴4-4一端固定连接，从动轴4-4另一端固定连接有从动大齿轮4-5，从动小齿轮和从动大齿轮4-5进行同轴转动，从动轴4-4的两端分别包含一个轴承，轴承两端为端盖密闭，两个轴承外侧通过固定销4-9和固定杆4-8分别与壳体2固定连接，从动大齿轮4-5与主动大齿轮4-2相邻一侧有第二从动小齿轮4-6，第二从动小齿轮4-6齿数为从动大齿轮4-5的一半，从动大齿轮4-5与第二从动小齿轮4-6啮合连接，第二从动小齿轮4-6与输出轴4-7固定连接，输出轴4-7与输入轴4-1轴心在同一直线上，两轴端部通过轴承与箱体相连接，箱体通过固定销4-9和固定杆4-8与壳体2相连接，用以固定箱体位置，输出轴4-7另一端与发电机系统5相连接，上述齿轮齿数的关系比仅用于举例说明，通过改变不同齿轮齿数，可以获得其他可适用关系比。
如图7所示，所述发电机系统5包含转轴发电机5-3，通过输入轴4-1的转动带动内部运转进行发电。
如图6所示，所述浮板结构1包括浮板1-1、浮板运动横轴1-2、浮板运动纵轴1-3、浮板固定横轴1-4、浮板固定纵轴1-5和轴固定箱体1-6。
如图8所示，所述壳体2包括中心为圆孔的圆盘2-1、壳筒2-2、用于固定的法兰2-3和螺钉2-4、固定支架连接件2-5。
如图2所示，所述传动结构3包括主动直齿锥齿轮3-1、从动直齿锥齿轮3-2和传动结构固定箱体3-3。
如图7所示，所述增速装置4包括输入轴4-1、主动大齿轮4-2、第一从动小齿轮4-3、从动轴4-4、从动大齿轮4-5、第二从动小齿轮4-6、输出轴4-7、固定杆4-8和固定销4-9；
所述发电机系统5包括输入轴联轴器5-1，发电转轴5-2和转轴发电机5-3。
如图10所示，所述半潜式平台包括上部结构和下部基础，上部结构和下部基础之间通过若干根腿柱相连接；所述海洋平台系统包括三个半潜式平台11和一个单柱式平台12，三个半潜式平台11呈三角形结构围绕单柱式平台12设置，且通过连接柱与单柱式平台12相连接，单柱式平台12中部包含一个可旋转圆柱单元，仿生鳗式波能发电装置9包括多个仿生鳗式波能发电装置单元，仿生鳗式波能发电装置9由系泊线10弹性系泊在单柱式平台12中部可旋转圆柱单元上，仿生鳗式波能发电装置9一端通过系泊线10与单柱式平台12相连接，系泊线10内部设置有封闭电力传输线缆，单柱式平台12中设置有电力接收设备，电力传输线缆连接仿生鳗式波能发电装置9和电力接收设备，海上风机13设置在单柱式平台12顶部。
一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置的工作原理如下：
以单个浮板-圆筒壳体-浮板单元为例，当海浪由波谷转为波峰经过装置时，会带动左侧浮板1-1逆时针转动，右侧浮板1-1顺时针转动，左侧浮板1-1由左侧运动横轴1-2连接上部运动纵轴1-3，带动上部运动纵轴1-3逆时针转动，左侧浮板1-1摆动的同时带动下部固定横轴1-4进行转动，下部固定横轴1-4连接下部固定纵轴1-5，带动下部固定纵轴1-5逆时针转动；右侧浮板1-1由右侧运动横轴1-2连接下部运动纵轴1-3，带动下部运动纵轴1-3顺时针转动，右侧浮板1-1摆动的同时带动上部固定横轴1-4进行转动，上部固定横轴1-4连接上部固定纵轴1-5，带动下部固定纵轴1-5逆时针转动；上部固定纵轴1-5和上部运动纵轴1-3分别通过一个轴承与运动固定纵轴1-5箱体相连接；箱体通过固定杆4-8和固定销4-9与壳体2相固定，上部运动纵轴1-3带动上部主动直齿锥齿轮3-1逆时针转动，下部运动纵轴1-3带动下部主动直齿锥齿轮3-1顺时针转动；
当海浪由波峰转为波谷经过装置时，会带动左侧浮板1-1顺时针转动，右侧浮板1-1逆时针转动，左侧浮板1-1由左侧运动横轴1-2连接上部运动纵轴1-3，带动上部运动纵轴1-3顺时针转动，左侧浮板1-1摆动的同时带动下部固定横轴1-4进行转动，下部固定横轴1-4连接下部固定纵轴1-5，带动下部固定纵轴1-5顺时针转动；右侧浮板1-1由右侧运动横轴1-2连接下部运动纵轴1-3，带动下部运动纵轴1-3逆时针转动，右侧浮板1-1摆动的同时带动上部固定横轴1-4进行转动，上部固定横轴1-4连接上部固定纵轴1-5，带动下部固定纵轴1-5顺时针转动；上部固定纵轴1-5和上部运动纵轴1-3分别通过一个轴承与运动固定纵轴1-5箱体相连接；箱体通过固定杆4-8和固定销4-9与壳体2相固定，上部运动纵轴1-3带动上部主动直齿锥齿轮3-1顺时针转动，下部运动纵轴1-3带动下部主动直齿锥齿轮3-1逆时针转动；
两个从动直齿锥齿轮3-2啮合于两个主动直齿锥齿轮3-1两侧，当上下两个主动直齿锥齿轮3-1进行转动，由于齿轮咬合，两侧的从动直齿锥齿轮3-2上下会受到两个不同方向的力，从而使得两个从动直齿锥齿轮3-2进行转动；从动直齿锥齿轮3-2中心固定连接增速装置4的输入轴4-1，通过输入轴4-1带动输入轴4-1另一端的主动大齿轮4-2进行相同速度的转动；主动大齿轮4-2平行连接第一从动小齿轮4-3，第一从动小齿轮4-3齿数为主动大齿轮4-2齿数的一半，两个齿轮啮合传动，当主动大齿轮4-2旋转一圈，第一从动小齿轮4-3旋转2圈，通过该种机械连接，转速在此处提高两倍；第一从动小齿轮4-3中心固定连接有一根从动轴4-4，通过从动轴4-4带动位于从动轴4-4另一端的从动大齿轮4-5，从动大齿轮4-5和第一从动小齿轮4-3以相同速度运转；在从动大齿轮4-5与主动大齿轮4-2相邻一侧，从动大齿轮4-5平行连接一个第二从动小齿轮4-6，第二从动小齿轮4-6齿数为从动大齿轮4-5齿数的一半，当从动大齿轮4-5转动一圈，第二从动小齿轮4-6转动两圈，通过该种机械连接，转速在此处再一次提高两倍；第二从动小齿轮4-6与输出轴4-7固定连接，输出轴4-7与输入轴4-1轴心位于同一条直线上，两轴分别通过一个轴承与输入输出轴4-7的箱体相连接，箱体通过固定杆4-8和固定销4-9与壳体2相固定；输出轴4-7与发电机系统5的联轴器5-1相连，带动发电机系统5的发电轴进行转动，发电轴连接转轴发电机5-3，发电轴转动带动转轴发电机5-3进行发电。发电机通过输电线缆与平台进行连接，将电能传输到平台供平台使用。
综上所述，本发明通过板的摆动，带动多级齿轮传动结构和增速装置，通过机械配合，不仅实现了波浪能-势能的机械能自动转化，而且将转速大大提高，极大地提高波浪能的转换效率；本发明采用浮板结构，多个浮板以鳗式相连，通过传动结构将浮板随海洋波浪摆动的势能以力矩形式进行储能，大大降低了浮板结构低波浪波频下发电所需的启动势能要求，实现了不同波浪波频大小下的波浪能发电；本发明设计的壳体结构内部为对称式布置，壳体内部连接两套能量收集装置，浮板顺逆时针摆动均能收集电能，不会造成能源浪费，可以提高波浪能捕获效率；且壳体内部除了发电机系统，均为机械装置，安装简便，便于操作与修理；本发明中的仿生鳗式波能发电装置可集成到多功能海洋平台，呈三角形布设的海洋平台为海上作业提供了更大的海洋落脚点，同时，在海洋平台基础上建设仿生鳗式波能发电装置和海上风机，可以一平台多用，大大减少仿生鳗式波能发电装置的建造成本；半潜式平台呈三角形布设，为海上工作提供了更大的工作空间，中间的单柱式平台可以作为发电装置多幅度获取波浪能的载体，装置布设在可旋转圆柱单元上，利于装置对波浪能进行多角度捕获，大大提高波浪能捕获效率，使之更加充分利用海洋能，减小了海洋能的浪费；在海洋平台系统中集成仿生鳗式波能发电装置，可以将海洋平台受到的波浪能转换为电能，为海洋平台建设提供电能，保证平台工作电力需求；降低平台前总体能量，减小平台前荷载作用力，提高了海洋平台系统的整体稳定性和安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置，其特征在于：包括多功能海洋平台和仿生鳗式波能发电装置(9)；仿生鳗式波能发电装置(9)包括浮板结构、壳体、传动结构、增速装置、发电机系统；
所述浮板结构包括左右两侧共两个浮板(1-1)，浮板(1-1)一侧固定连接浮板运动横轴(1-2)和浮板固定横轴(1-4)，浮板运动横轴(1-2)连接浮板固定横轴(1-4)，浮板固定横轴(1-4)连接浮板固定纵轴(1-5)，浮板运动横轴(1-2)和浮板固定纵轴(1-5)具有相同的轴心通过轴承连接，轴承外接有箱体，浮板运动纵轴(1-3)通过轴承与壳体相连；
所述壳体包括两个中心有圆孔的中心为圆孔的圆盘(2-1)和壳筒(2-2)，中心为圆孔的圆盘(2-1)连接浮板运动纵轴(1-3)，壳体内部有固定内部箱体的固定支架连接件(2-5)；
所述壳体内的传动结构、增速装置、发电机系统在壳体内均有两处，为对称结构；所述传动结构包括主动直齿锥齿轮(3-1)、从动直齿锥齿轮(3-2)和传动结构固定箱体(3-3)，上部主动直齿锥齿轮(3-1)与上部运动纵轴(1-3)固定连接，下部主动直齿锥齿轮(3-1)与下部运动纵轴(1-3)固定连接，两个主动直齿锥齿轮(3-1)中心的运动纵轴(1-3)连接有轴承，通过轴承与固定箱体(3-3)固定连接，两个主动直齿锥齿轮(3-1)两侧分别与两个从动直齿锥齿轮(3-2)啮合连接，从动直齿锥齿轮(3-2)中心固定连接有增速装置的输入轴(4-1)；
所述增速装置包括输入轴(4-1)，输入轴(4-1)与主动大齿轮(4-2)连接，主动大齿轮(4-2)平行连接第一从动小齿轮(4-3)，第一从动小齿轮(4-3)与从动轴(4-4)一端固定连接，从动轴(4-4)另一端固定连接有从动大齿轮(4-5)，从动轴(4-4)的两端分别包含一个轴承，两个轴承外侧通过固定销(4-9)和固定杆(4-8)分别与壳体固定连接，从动大齿轮(4-5)与主动大齿轮(4-2)相邻一侧有第二从动小齿轮(4-6)，从动大齿轮(4-5)与第二从动小齿轮(4-6)啮合连接，第二从动小齿轮(4-6)与输出轴(4-7)固定连接，输出轴(4-7)与输入轴(4-1)端部通过轴承与箱体相连接，箱体通过固定销(4-9)和固定杆(4-8)与壳体连接，输出轴(4-7)另一端与发电机系统连接；
所述发电机系统包含转轴发电机(5-3)，通过输入轴(4-1)连接输入轴联轴器(5-1)，转轴发电机(5-3)连接发电转轴(5-2)。
2.根据权利要求1所述的一种可与多功能海洋平台集成的仿生鳗式波能发电装置，其特征在于：所述多功能海洋平台包括三个半潜式平台(11)和一个单柱式平台(12)，三个半潜式平台(11)呈三角形结构围绕单柱式平台(12)设置，且通过连接柱与单柱式平台(12)相连接，单柱式平台(12)中部包含一个可旋转圆柱单元，仿生鳗式波能发电装置(9)包括多个仿生鳗式波能发电装置单元，仿生鳗式波能发电装置(9)由系泊线(10)弹性系泊在单柱式平台(12)中部可旋转圆柱单元上，仿生鳗式波能发电装置(9)一端通过系泊线(10)与单柱式平台(12)相连接，系泊线(10)内部设置有封闭电力传输线缆，单柱式平台(12)中设置有电力接收设备，电力传输线缆连接仿生鳗式波能发电装置(9)和电力接收设备，海上风机(13)设置在单柱式平台(12)顶部。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103644069A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 上海海洋大学 一种海上能源综合利用装置
CN103807086A (zh) * 2014-02-18 2014-05-21 集美大学 球摆直驱式波浪能发电装置
CN110374788A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 大连民族大学 海洋发电系统
WO2020257909A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Rajesh Gaonjur Interconnected self-orienting wave energy collectors
CN112855423A (zh) * 2021-01-12 2021-05-28 浙江海洋大学 一种波浪能潮流能联合发电装置
WO2021135526A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 中国海洋大学 一种组合鸭式波浪能发电装置及发电方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012514708A (ja) * 2009-01-05 2012-06-28 デールセン・アソシエイツ・エルエルシイ 海洋波エネルギーを電気に変換する方法及び装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103644069A (zh) * 2013-11-29 2014-03-19 上海海洋大学 一种海上能源综合利用装置
CN103807086A (zh) * 2014-02-18 2014-05-21 集美大学 球摆直驱式波浪能发电装置
WO2020257909A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Rajesh Gaonjur Interconnected self-orienting wave energy collectors
CN110374788A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 大连民族大学 海洋发电系统
WO2021135526A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 中国海洋大学 一种组合鸭式波浪能发电装置及发电方法
CN112855423A (zh) * 2021-01-12 2021-05-28 浙江海洋大学 一种波浪能潮流能联合发电装置

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