CN202402205U - 振荡浮子式波浪能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振荡浮子式波浪能发电装置，其包括浮子能量收集系统、机械储能系统和发电机发电系统；浮筒由分支架和滑轮固定在支架上，下端由弹簧固定在支架下端；双向汲水装置为一液压缸，活塞将液压缸分为上、下密封腔，杠杆一端连接在浮筒上，另一端连接在活塞上；下水槽由进水管和进水单向阀连接上、下密封腔，上、下密封腔由出水单向阀和出水管连接上水槽；上水槽通过流水管引致水轮机的上端，流水管上安装有调速阀，水轮机连接发电机，接水槽通过水管连接下水槽。本实用新型具有较好的稳定性，发电效率高，发电品质高，抗冲击性强，不易腐蚀，经久耐用，结构简单，易于安装，成本低廉，适合海上多变的复杂环境。

Description

振荡浮子式波浪能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用海上波浪能发电的发电装置。

背景技术

当前世界，化石能源走向枯竭和化石能源利用对环境的污染这两个老问题摆在了人类面前，人类在不断的寻找新的绿色能源，风力发电、太阳能发电、潮汐发电等各种新技术应运而生，风力发电技术虽然比较成熟，生产成本较低，但是对风的依赖大，也就是说只有在风速达到一定条件时才能有效发电，而且影响鸟类生存，需要大量土地，对生态环境有不利影响；太阳能虽然在使用上比较灵活，但是它受制于光电转换装置,一方面光电转换效率低，另一方面生产光电转换装置的主要材料硅的生产对环境污染比较大，且成本较高；潮汐能发电技术也日趋成熟，现也已实用化，但是其发电成本非常高，对地理环境的依赖性大，难以推广。

海洋中蕴藏巨大能量的波浪能也是一种非常有发展前景的新能源。据科学家估算，全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿kW。我国陆地海岸线长达一万八千多公里、大小岛屿6960多个，据估计我国波浪能的理论储量为7000万kW左右，有着广阔的开发利用前景。现有的波浪能发电装置类型主要有以下三种：一种是振荡水柱型发电装置：用一个容积固定的、与海水相通的容器装置，通过波浪产生的水面位置变化引起容器内的空气容积发生变化，压缩容器内的空气，用压缩空气驱动叶轮，带动发电装置发电；由于其建造费用昂贵，转换效率只有10%～30%，转换效率低，发电成本高，难以推广应用。第二种是振荡浮子型发电装置：利用波浪的运动推动装置的活动部分——鸭体、筏体、浮子等，活动部分驱动油、水等中间介质，通过中间介质推动转换发电装置发电；由于活动部分——鸭体、筏体、浮子等受波浪的冲击大，易损坏，寿命短，发电效率较低, 可靠性低，难以大面积推广应用，如果是油介质，一旦装置损坏，还污染海水。水流型发电装置：利用收缩水道将波浪引入高位水库形成水位差，利用水位差直接驱动水轮发电机组发电，其发电量大，但对地形和波道要求严格，甚至需要改造地形和波道，成本巨大，不易推广，且如果改造地形和波道，有可能造成恶劣的地理环境。

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种系统稳定性好，发电效率高，发电装置不易损坏，成本低，适用于各种形式的海面的振荡浮子式波浪能发电装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种振荡浮子式波浪能发电装置，其包括浮子能量收集系统、机械储能系统和发电机发电系统；

浮子能量收集系统包括浮子、滑轮、支架、弹簧和杠杆；支架固定在海床上，浮子上均匀伸出多根分支架，每根分支架的末端固定有滑轮，各滑轮分别穿在支架的竖直滑轮轨道上；浮子下端通过弹簧固定在支架的下端，上端活动连接在杠杆的一端；

机械储能系统包括双向汲水装置、上水槽和下水槽；双向汲水装置为一液压缸，活塞将液压缸分为上、下密封腔，液压缸在杠杆一端开有杠杆活动口，该杠杆活动口小于活塞上下运动的最大范围；所述杠杆的另一端穿过杠杆活动口固定在活塞上；液压缸的上、下密封腔的上端和下端分别开有上、下进水口，侧壁上各开有上、下出水口；上、下进水口分别由进水管连接下水槽的出水口，上、下进水口处固定有进水单向阀；上、下出水口分别由出水管连接上水槽的进水口，上、下出水口处固定有出水单向阀；杠杆支点和下水槽固定在浮子能量收集系统附近的安装在海滩或者海上的平台上；

发电机发电系统包括水轮机、发电机、调速阀和接水槽；水轮机置于接水槽上端，上水槽的出水口通过流水管引致水轮机的上端，流水管上安装有调速阀，水轮机连接发电机；接水槽通过水管连接下水槽，接水槽、发电机固定在浮子能量收集系统附近的安装在海滩或者海上的平台上。

本实用新型的发电装置具有较好的稳定性：在浮子能量收集系统中，利用支架和滑轮使得浮子运动具有规律性，只收集可利用的上、下浮动的波浪能，也能有效避免恶劣天气带来的对浮子的破坏，同时利用双向汲水装置将随机不稳定的波浪能转化成水的势能储存在上水槽内，增强系统稳定性。本发电装置的发电效率高：采用双向汲水装置，从而充分利用了波浪能上下往复运动的能量，利用率高，发电效率高。本发电装置的发电品质高，利于并网。使用调速阀，解决了由于冲击水轮机的水流量变化导致的发电机转子转速不恒定的问题，从而保证了发电机发出的电频率一定，减少了谐波的产生，发电品质高。本发电装置抗冲击性强，不易腐蚀，经久耐用。由于只有浮子、支架和弹簧与海水直接接触，装置的其它部分均安装在海滩或者海上平台，所以其抗冲击性强，不易腐蚀。其结构简单，易于安装，成本低廉，适合海上多变的复杂环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括浮子能量收集系统、机械储能系统和发电机发电系统。浮子能量收集系统包括浮子3、八个滑轮2、支架16、弹簧1和杠杆4。支架18固定在海床上，浮子3均匀伸出四根分支架17，每根分支架17的末端固定有两个滑轮2，各滑轮2分别穿在支架18的竖直滑轮轨道上。浮子3下端通过弹簧1固定在支架18的下端，上端活动连接在杠杆4的一端。机械储能系统包括双向汲水装置、上水槽10和下水槽16。双向汲水装置为一液压缸7，活塞6将液压缸分为上、下密封腔，液压缸7在杠杆4一端开有杠杆活动口5，该杠杆活动口5小于活塞6上下运动的最大范围。所述杠杆4的另一端穿过杠杆活动口5固定在活塞6上。液压缸7的上、下密封腔的上端和下端分别开有上、下进水口8、13，侧壁上各开有上、下出水口9、12。上、下进水口8、13分别由进水管连接下水槽16的出水口，上、下进水口8、13处固定有进水单向阀。上、下出水口9、12分别由出水管连接上水槽10的进水口，上、下出水口9、12处固定有出水单向阀。杠杆4支点和下水槽16固定在浮子能量收集系统附近的安装在海滩或者海上的平台上。发电机发电系统包括水轮机14、发电机15、调速阀11和接水槽20。水轮机14置于接水槽20上端，上水槽10的出水口通过流水管19和调速阀11引致水轮机14的上端，流水管19上安装有调速阀11，水轮机14连接发电机15。接水槽20通过水管连接下水槽16，接水槽20、发电机15固定在浮子能量收集系统附近的安装在海滩或者海上的平台上。

Claims (1)

1.一种振荡浮子式波浪能发电装置，其特征在于：其包括浮子能量收集系统、机械储能系统和发电机发电系统；

浮子能量收集系统包括浮子、滑轮、支架、弹簧和杠杆；支架固定在海床上，浮子上伸出多根分支架，每根分支架的末端固定有滑轮，各滑轮分别穿在支架的竖直滑轮轨道上；浮子下端通过弹簧固定在支架的下端，上端活动连接在杠杆的一端；

机械储能系统包括双向汲水装置、上水槽和下水槽；双向汲水装置为一液压缸，活塞将液压缸分为上、下密封腔，液压缸在杠杆一端开有杠杆活动口，该杠杆活动口小于活塞上下运动的最大范围；所述杠杆的另一端穿过杠杆活动口固定在活塞上；液压缸的上、下密封腔的上端和下端分别开有上、下进水口，侧壁上各开有上、下出水口；上、下进水口分别由进水管连接下水槽的出水口，上、下进水口处固定有进水单向阀；上、下出水口分别由出水管连接上水槽的进水口，上、下出水口处固定有出水单向阀；杠杆支点和下水槽固定在浮子能量收集系统附近的安装在海滩或者海上的平台上；

发电机发电系统包括水轮机、发电机、调速阀和接水槽；水轮机置于接水槽上端，上水槽的出水口通过流水管引致水轮机的上端，流水管上安装有调速阀，水轮机连接发电机；接水槽通过水管连接下水槽，接水槽、发电机固定在浮子能量收集系统附近的安装在海滩或者海上的平台上。

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