CN115523075A - 一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置 - Google Patents

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王坤林
盛松伟
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Abstract

本发明公开了一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，包括吸波浮体，其整体成刀片型状，包括吸波浮体平板部以及设置于浮体平板部背面的圆弧部；所述吸波浮体平板部用于驱动发电设备做工；支撑桁架，其一端连接安装在所述圆弧部中，另一端和支撑座相铰接。在波浪入射波作用下，刀片型吸波浮体接受入射波激励，发生纵摇运动，驱动液压缸做功，同时吸波浮体开始绕着铰接旋转支撑点旋转运动，由于其背后的圆弧造型，纵摇不造波，不产生辐射阻尼耗散能量；其次，由于刀片型吸波浮体质量轻，因此其转动时需要的能量较少，波浪作用浮体的绝大部分功均被PTO能量转换系统获取，提高了波浪能装置俘获能量的效率。

Description

一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置
技术领域
本发明涉及波浪能发电领域，具体涉及一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置。
背景技术
海洋波浪能是一种取之不尽、用之不竭、蕴藏丰富的可再生能源，但同时波浪能分布不均匀、地域区别大。据统计世界波浪能总功率约为2.2×109-2.7×109千瓦，我国的波浪能理论总功率约为0.07×109千瓦，仅占世界波浪能总功率的2.6％。我国的波浪能资源并不算十分丰富，周期小，波高小，因此对投放于我国海域的波浪能装置，设计适应我国波浪特点的波浪能装置就显得尤为重要。
基于波浪能的能源高品质特性和具有的开发优势，近年来中国科学院广州能源研究所的鸭式、鹰式波浪能装置(CN102661231A、CN111058989A)具有较高的俘获特性，但是如图1和图2所示，其吸波浮体体型巨大，惯性质量大，对于小波幅小周期波响应较差，且随着波浪运动时消耗大量的波浪激励力做功能量，俘获能量转换有效功较小。
发明内容
基于传统波浪能装置吸波浮体具有较大的惯性导致其针对小波高小周期波浪响应较慢，俘获效率较低缺陷；以及吸波浮体在运动中需要消耗更多波浪激励力做功，致使波浪能装置俘获效率低的缺陷，本发明拟设计一种刀片型“零质量惯性”高效波浪能发电设备，提高波浪能装置小波浪运动响应灵敏度和提高波浪能装置俘获效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，包括：
吸波浮体，其整体成刀片型状，包括吸波浮体平板部以及设置于浮体平板部背面的圆弧部；所述吸波浮体平板部用于驱动发电设备做工；
支撑桁架，其一端连接安装在所述圆弧部中，另一端和支撑座相铰接。
进一步地，所述的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置还包括：
水下浮力调节球，其安装在所述圆弧部的底部。
进一步地，所述发电设备为PTO能量转换系统。
进一步地，所述PTO能量转换系统包括液压缸，所述液压缸由浮体平板部驱动做工。
进一步地，所述支撑桁架设置有两根以上
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明提供的一种刀片型“零质量惯性”高效发电波浪能装置，可以降低吸波浮体的材料使用，降低运动惯性，响应小波况海况更加运动更加灵敏，波电转换效率更高，波浪能装置经济性高造价更低。
附图说明
图1为现有的鸭式波浪能装置吸波浮体实物照片图；
图2为现有的鹰式波浪能装置吸波浮体实物照片图；
图3为本发明实施例提供的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置的结构示意图；
图中：1、吸波浮体；2、支撑桁架；3、支撑座；4、PTO能量转换系统；5、水下浮力调节球；11、吸波浮体平板部；12、圆弧部；31、铰接旋转支撑点。
具体实施方式
实施例：
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
参阅图3所示，本实施例提供的一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置主要包括吸波浮体1、支撑桁架2、支撑座3以及发电设备。在本实施例中，发电设备采用PTO能量转换系统4，主要包括液压缸。
其中，该吸波浮体1整体成刀片型状，包括吸波浮体平板部11以及设置于浮体平板部11背面的圆弧部12；吸波浮体平板部11用于驱动PTO能量转换系统4做工；支撑桁架2的一端连接安装在圆弧部12中，另一端和支撑座3相铰接，相铰接的点为铰接旋转支撑点31。
本实施例所提供的一种刀片型“零质量惯性”高效发电波浪能装置，在波浪入射波作用下，吸波浮体迅速响应运动，响应小波况海况更加运动更加灵敏，刀片型吸波浮体接受入射波激励，发生纵摇运动，驱动液压缸做功，同时吸波浮体开始绕着铰接旋转支撑点旋转运动，由于其背后的圆弧造型，纵摇不造波，不产生辐射阻尼耗散能量；其次，由于刀片型吸波浮体质量轻，因此其转动时需要的能量较少，波浪作用浮体的绝大部分功均被PTO能量转换系统获取，提高了波浪能装置俘获能量的效率。
作为实施例所提供的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置的一种优选，该装置还包括水下浮力调节球5，其安装在圆弧部12的底部，以便于调节刀片型吸波浮体1的浮态.
在一具体实施例中，上述的支撑桁架2设置有两根或以上，以保证刀片型吸波浮体1转动时的平稳性。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，其特征在于，包括：
吸波浮体，其整体成刀片型状，包括吸波浮体平板部以及设置于浮体平板部背面的圆弧部；所述吸波浮体平板部用于驱动发电设备做工；
支撑桁架，其一端连接安装在所述圆弧部中，另一端和支撑座相铰接。
2.如权利要求1所述的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，其特征在于，还包括：
水下浮力调节球，其安装在所述圆弧部的底部。
3.如权利要求1或2所述的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，其特征在于，所述发电设备为PTO能量转换系统。
4.如权利要求3所述的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，其特征在于，所述PTO能量转换系统包括液压缸，所述液压缸由浮体平板部驱动做工。
5.如权利要求1所述的刀片型零质量惯性高效发电波浪能装置，其特征在于，所述支撑桁架设置有两根以上。
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