CN204674781U - 一种摇晃式波浪能发电浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：包括：底座（1），所述底座（1）上设置有置物架，所述置物架上设置有波浪能发电机组，所述底座（1）上还设置有支撑架，所述支撑架顶端设置有灯塔（3），所述波浪能发电机组与所述灯塔（3）电相连；所述支撑架上设置有太阳能发电装置和风能发电装置。本实用新型提供的一种摇晃式波浪能发电浮标，从发电、环保、新型能源综合利用的角度出发，糅合了太阳能发电、风力发电和波浪能发电，可适应各种天气状况，这种多种清洁能源的综合利用将大大提高能源的利用效率，有助于减少不可再生能源的使用，减少二氧化碳的排放，为节能减排做出一份贡献。

Description

一种摇晃式波浪能发电浮标

技术领域

本实用新型涉及一种摇晃式波浪能发电浮标，属于新能源应用技术领域。

背景技术

海洋能与潮汐能、海洋温差能、盐梯度能、洋流能等能源一样，是海洋能源中最丰富、最普遍、较难利用的资源之一。波浪能又是海洋能中所占比重较大的海洋能源。海水的波浪运动能产生十分巨大的能量。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94%，是各种海洋能中的“首户”。波浪是海水的运动形式之一，它的产生是外力（如风、大气压力的变化、天体的引潮力等等）、重力与海水表面张力共同作用的结果。波浪形成时，水质点作震荡和位移运动。波浪能的大小与波高和周期有关，波高和周期又与地理位置、风向、风力、潮汐时间、海水深度、海床形状、海床坡度等因素有关。据有关资料估算，全世界沿海岸线连续耗散的波浪能功率达27×105 MW，技术上可利用的波浪能潜力为10×105MW。根据海洋观测资料统计，中国陆地海岸线长达一万八千多公里，大小岛屿6960多个，我国沿海有效波高约为2～3m、周期为9s的波列，波浪功率可达17～39kw/m，渤海湾更高达42kw/m。台湾及福建、浙江、广东等沿海沿岸波浪能的密度可达5～8kw/m。波浪能资源十分丰富，总量约有5亿千瓦，可开发利用的约1亿千瓦。

波浪能是最清洁的可再生资源，它的开发利用，将大大缓解由于矿物能源逐渐枯竭的危机，改善由于燃烧矿物能源对环境造成的破坏。1992年联合国把海浪发电列为开发海洋可再生能源的首位，英国将海浪发电的研究放在新能源开发的首位，甚至称其为“第三能源”，海洋能源日益被许多国家所重视。

目前波能发电装置的主要形式有活动点头鸭、波面筏、振荡水柱型、水流型和压力柔性袋型等。

目前，大多数海洋浮标是由蓄电池供电进行工作的。但由于海洋浮标远离陆地，换电池不方便。还有，目前大多数海上浮标都是只利用太阳能或者风能来发电，受天气影响较大。比如大连，一年四季经常有雾，从而降低了太阳能电池板的蓄电功能，而影响浮标、航标的使用。针对目前海上已有浮标的弊端，从发电、环保、新型能源综合利用的角度出发，本实用新型设计了一套综合利用波浪能、太阳能以及风能发电的新型海上浮标。三种能源只要存在任何一种，浮标就可以正常工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可综合利用波浪能、太阳能和风力能三种能源的摇晃式波浪能发电浮标；进一步地，本实用新型提供一种波浪能可充分转化为电能的摇晃式波浪能发电浮标。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：包括：底座，所述底座上设置有置物架，所述置物架上设置有波浪能发电机组，所述底座上还设置有支撑架，所述支撑架顶端设置有灯塔，所述波浪能发电机组与所述灯塔电相连；所述支撑架上设置有太阳能发电装置和风能发电装置。

所述波浪能发电机组包括做为定子的若干线圈、做为转子的若干磁铁、串联若干所述线圈的电线、与所述线圈电相连的整流电路和与所述整流电路电相连的放大电路，所述放大电路与设置于所述灯塔内的发光LED电相连。

本实用新型以磁铁为转子，线圈为定子。以线圈为浮体，在水面上随着波浪晃动，里面的永磁体由于重力作用在线圈内来回移动，这样使线圈来切割磁感线从而产生电量，以充分利用波浪能来产生电能。

所述底座的下表面为向上弯曲的光滑曲面，所述底座上部还设置有用于提高重心的配重模块。

本实用新型采用近光滑曲面作为底部，可以增大破水阻力，更好的吸收波浪能；并且增大切割磁感线发电装置的高度，使其在波浪较小的情况下也能增大摆幅。

为了使本实用新型可以根据波浪产生一定的晃动，故提高了重心，波浪能发电机组不是贴着底座放置，而是设置于置物架上，提高了波浪能发电机组的位置，提高了浮标的重心，同时在浮标的内部增加了配重模块，为了更好的适应不同海域的波浪频率与幅度，能使本装置更好的随波浪产生晃动，从而带动波浪能发电机组进行发电。

所述置物架的高度为使所述摇晃式波浪能发电浮标的固有频率和其所在海域的频率一致，使其达到共振效果的高度。

海面上对于波浪能的利用取决于波浪的波长和频率，而每个海域都有其频率，为使本实用新型在波浪比较小的情况下能达到正常工作状态，通过设置置物架的高度来使本装置的固有频率和所在海域的频率一致，使其能达到共振的效果。

所述太阳能发电装置包括若干块太阳能板，若干块所述太阳能板形成尖端朝上的锥形。

所述风能发电装置包括风车。

所述放大电路、太阳能发电装置和风能发电装置均通过蓄电池与所述发光LED电相连。

所述线圈和设置于所述线圈内的所述磁铁的个数相同，所述线圈的组数为2组，每组至少串联4个线圈；所述电线为漆包线。

所述底座的底端用锚固定在海底。

所述发光LED为4~6盏5V的串联LED发光二极管。

本实用新型漂浮于海面，用锚将其固定在海底，利用波浪的运动使其晃动，有晃动波浪能发电机组就能发出电，且晃动越大，发电量越大。而海洋中波浪能源源源不断，因此，可实现波浪能和电能的充分转化。

本实用新型分为三个部分：波浪能发电机组，底座和灯塔。

波浪能发电机组作为简化的波能转化装置，内装有两个线圈组及整流电路板，线圈内部轨道安置磁球，当浮标结构晃动时，磁球在其轨道上就可以运动，磁球的运动务必会切割磁感线，从而将波浪能直接转化为电能，供浮标灯的使用，达到了既提高波浪能的利用率，又降低波浪能转换装置成本的目的。

底座有特殊设计，由于该部位是直接漂浮于海面上，又控制着整个结构在海面漂浮的状态，所以，根据不倒翁的结构原理，经过充分的理论分析及实验论证，严格控制该底座的重心，使其达到既能满足晃动发电的需要又保证结构在海面的整体稳定性。

灯塔将太阳能发电装置和风能发电装置布置在周围，加以波浪能发电，以便三种能源的综合利用，充分保证浮标灯的正常工作。

根据波浪理论，海水中距离海面近的水质点运动速度快、能量大。所以将本实用新型设计为漂浮于海面上。波浪的水质点运动轨迹为椭圆形，要使其实现能量转化，首先利用水质点的运动。本实用新型使海浪冲击到底座上破坏水质点的运动进而使海浪能转化成使装置摆动的机械能进而转化为电能。

本实用新型提供的一种摇晃式波浪能发电浮标，综合利用太阳能、风能和波浪能清洁能源，并将其利用于浮标，使浮标能适应在各种天气条件下持续发电，不会因为无风、大雾或者连续下雨等不利天气而中断浮标灯的使用；线圈作为定子，永磁铁作为转子，永磁铁随波浪晃动而按固定管路晃动，并使线圈相对切割磁感线，进行发电，是对波浪能的直接利用，效率比较高；采用近光滑曲面作为底座底部，可以增大破水阻力，更好的吸收波浪能；配重模块及置物架高度的设置，提高了本实用新型的重心，能使本装置更好的随波浪产生晃动，从而带动发电机进行发电。本实用新型提供的一种摇晃式波浪能发电浮标，从发电、环保、新型能源综合利用的角度出发，糅合了太阳能发电、风力发电和波浪能发电，可适应各种天气状况，这种多种清洁能源的综合利用将大大提高能源的利用效率，有助于减少不可再生能源的使用，减少二氧化碳的排放，为节能减排做出一份贡献。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：包括：底座1，所述底座1上设置有置物架，所述置物架上设置有波浪能发电机组，所述底座1上还设置有支撑架，所述支撑架顶端设置有灯塔3，所述波浪能发电机组与所述灯塔3电相连；所述支撑架上设置有太阳能发电装置和风能发电装置。

所述波浪能发电机组包括做为定子的若干线圈、做为转子的若干磁铁、串联若干所述线圈的电线、与所述线圈电相连的整流电路和与所述整流电路电相连的放大电路，所述放大电路与设置于所述灯塔3内的发光LED电相连。

所述底座1的下表面为向上弯曲的光滑曲面，所述底座1上部还设置有用于提高重心的配重模块。

所述置物架的高度为使所述摇晃式波浪能发电浮标的固有频率和其所在海域的频率一致，使其达到共振效果的高度。

所述太阳能发电装置包括若干块太阳能板，若干块所述太阳能板形成尖端朝上的锥形。

所述风能发电装置包括风车。

所述放大电路、太阳能发电装置和风能发电装置均通过蓄电池与所述发光LED电相连。

所述线圈和设置于所述线圈内的所述磁铁的个数相同，所述线圈的组数为2组，每组至少串联4个线圈；所述电线为漆包线。

所述底座1的底端用锚2固定在海底。

所述发光LED为4~6盏5V的串联LED发光二极管。

1600 m 长，直径 0.19mm 漆包线，分布在八个完全相同的线圈上，串联连接线圈，同时点亮4-6盏5V的串联LED发光二极管，此时圆柱形磁铁倾斜的角度大概为 30度就可微弱的发光，当晃动更剧烈些，发光很耀眼。但是由于切割磁感线方向的问题，产生的电流方向不一致，故安置一个放大电路和整流电路，并连接蓄电装置，把产生的电流收集起来，待需要的时候使用。

经试验研究发现：在一组线圈中，线圈的个数越多，其电压越大，电量越大，故选择4个线圈。而在每组线圈个数相同的情况下，并不是线圈组数越多，其电压越大。而是在线圈组数为2的情况下，其电压大于线圈组数为1和3的组别。故选择2 组线圈。

此外，本实用新型可以针对不同幅度的晃动进行自身大小形状的设计与定制，不仅能运用在波浪发电，甚至能改变风力发电的形式，且可以运用在江流，河流，甚至溪流之中。

海洋能有着蕴藏量大、可再生、无污染等一系列特点，因此，利用波浪能发电非常实用而且很有应用前景。从我国海域广大、能源品类多等特点出发，因地制宜、就地取“能”应是我国开发能源的方针之一。从这一指导思想出发，本实用新型能有效利用波浪运动的能量进行发电，对海上用电设备进行供电，可推广到具有一定规模的海浪发电厂。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：包括：底座（1），所述底座（1）上设置有置物架，所述置物架上设置有波浪能发电机组，所述底座（1）上还设置有支撑架，所述支撑架顶端设置有灯塔（3），所述波浪能发电机组与所述灯塔（3）电相连；所述支撑架上设置有太阳能发电装置和风能发电装置。

2.根据权利要求1所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述波浪能发电机组包括做为定子的若干线圈、做为转子的若干磁铁、串联若干所述线圈的电线、与所述线圈电相连的整流电路和与所述整流电路电相连的放大电路，所述放大电路与设置于所述灯塔（3）内的发光LED电相连。

3.根据权利要求1所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述底座（1）的下表面为向上弯曲的光滑曲面，所述底座（1）上部还设置有用于提高重心的配重模块。

4.根据权利要求1所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述置物架的高度为使所述摇晃式波浪能发电浮标的固有频率和其所在海域的频率一致，使其达到共振效果的高度。

5.根据权利要求1所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述太阳能发电装置包括若干块太阳能板，若干块所述太阳能板形成尖端朝上的锥形。

6.根据权利要求1所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述风能发电装置包括风车。

7.根据权利要求2所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述放大电路、太阳能发电装置和风能发电装置均通过蓄电池与所述发光LED电相连。

8.根据权利要求2所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述线圈和设置于所述线圈内的所述磁铁的个数相同，所述线圈的组数为2组，每组至少串联4个线圈；所述电线为漆包线。

9.根据权利要求1所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述底座（1）的底端用锚（2）固定在海底。

10.根据权利要求2所述的一种摇晃式波浪能发电浮标，其特征在于：所述发光LED为4~6盏5V的串联LED发光二极管。