CN205714567U - 一种波浪能发电单元及由该单元组成的波浪能发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种波浪能发电系统，由两个以上的波浪能发电单元组成，所述的发电系统还包括蓄能器，所述蓄能器的液压能输入端与各发电单元液压缸的液压能输出端相连接，蓄能器的液压能输出端与液压马达相连接，液压马达的能量输出端则与发电机相连接。本实用新型所公开的波浪能发电系统，各发电单元液压缸的液压能均汇集至蓄能器，当波浪能的收集效率较高时，蓄能器吸收一部分能量，当波浪能的收集效率较低时，蓄能器释放一部分能量。通过蓄能器的调节作用，保证了整个发电系统电能的稳定输出，对促进波浪能的规模化开发具有重要的意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及波浪能发电领域，具体的说涉及该领域内的一种波浪能发电单元及由该单元组成的波浪能发电系统。
背景技术
21世纪被称为海洋的世纪，面对世界人口急剧膨胀、陆上资源日渐枯竭、环境条件不断恶化这三大问题，人类只能将未来发展的希望寄托于尚未进行充分开发的海洋中。全球波浪能的理论值约为109KW量级，具有广阔的开发前景，能够为海岛、海洋平台结构提供可再生清洁能源。与其他海洋能的开发方式相比，波浪能发电具有能量转换原理简单，建造和维护方便，便于进行群体化、密集化开发的优点，因此波浪能的利用是当前人类海洋可再生能源利用的重点方向。
波浪能利用的方式目前是通过捕能装置将波浪能俘获，再转换为机械能，而后转换为电能。目前波浪能捕能装置分为振荡水柱（OWC）型、越浪型、机械液压（振荡体）型三种形式，各种新型的波浪能发电装置也在不断推出，“组合导叶式海水发电单元”就是其中具有代表性的一种。组合导叶式海水发电单元由水平向的包含多个可变导叶的叶轮和竖向的转轴组成，竖向转轴可带动发电机发电。在波浪作用下，可变导叶使转轴始终按一个方向旋转。这种发电单元既可独立工作又可多个单体阵列连接发电，实现波浪能的规模化开发。在多个发电单元阵列实现连接发电的过程中，现有的思路是将多台发电单元的发电机用电缆并联或者是将发电单元通过水平传动轴共同带动一个发电机工作。因考虑到波浪能的不稳定性，这两种连接方式均不能保证稳定的电能输出。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种可以保证电能稳定输出的波浪能发电系统以及组成该系统的波浪能发电单元。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种波浪能发电单元，包括带有两个以上可变导叶的叶轮和与叶轮相连接的转轴，其改进之处在于：所述的发电单元还包括曲轴、连杆和液压缸，其中曲轴的一端与转轴相连接，曲轴的另一端与连杆相铰接，连杆除一端与曲轴相铰接外，另一端更与液压缸内的活塞相铰接。
进一步的，所述的叶轮为圆形，可变导叶沿叶轮的外圆周均匀分布。
进一步的，所述的叶轮、转轴和曲轴为固定连接，叶轮转动时带动曲轴转动。
一种波浪能发电系统，由两个以上上述的波浪能发电单元组成，其改进之处在于：所述的发电系统还包括蓄能器，所述蓄能器的液压能输入端与各发电单元液压缸的液压能输出端相连接，蓄能器的液压能输出端与液压马达相连接，液压马达的能量输出端则与发电机相连接。
进一步的，所述蓄能器与各发电单元的转轴之间还通过固定杆连接，所述的固定杆的端部设置通孔，通孔内安装轴承，转轴通过轴承穿过固定杆。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所公开的波浪能发电单元，叶轮、转轴和曲轴为固定连接，在波浪作用下，可变导叶使叶轮始终朝一个方向旋转，叶轮转动带动曲轴转动，连杆的一端与曲轴相铰接，另一端与液压缸内的活塞相铰接，这种连接方式可以使连杆将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动，再由液压缸将活塞的直线往复运动转化为液压能，这种新型的连接方式采用液压连接，借助曲轴和连杆实现波浪能由机械能向液压能的有效传递，提高了能量的传递效率。
本实用新型所公开的波浪能发电系统，各发电单元液压缸的液压能均汇集至蓄能器，当波浪能的收集效率较高时，蓄能器吸收一部分能量，当波浪能的收集效率较低时，蓄能器释放一部分能量。通过蓄能器的调节作用，保证了整个发电系统电能的稳定输出，对促进波浪能的规模化开发具有重要的意义。
附图说明
图1是本实用新型实施例1所公开的波浪能发电单元的主视结构示意图；
图2是本实用新型实施例1所公开的波浪能发电单元的俯视结构示意图；
图3是本实用新型实施例1所公开的波浪能发电系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1，如图1，2所示，本实施例公开了一种波浪能发电单元，包括带有两个以上可变导叶的叶轮1和与叶轮1相连接的转轴2，作为一种可供选择的方式，在本实施例实际运行过程中叶轮1在水下沿水平方向设置，转轴2垂直于叶轮1竖向设置。所述的发电单元还包括曲轴3、连杆4和液压缸6，其中曲轴3的一端与转轴2相连接，曲轴3的另一端与连杆4相铰接，连杆4除一端与曲轴3相铰接外，另一端更与液压缸6内的活塞5相铰接。
在本实施例中，所述的叶轮为圆形，可变导叶沿叶轮的外圆周均匀分布。所述的叶轮、转轴和曲轴为固定连接，叶轮转动时带动曲轴同向转动。
本实施例所公开的波浪能发电单元，叶轮、转轴和曲轴为固定连接，在波浪作用下，可变导叶使叶轮始终朝一个方向旋转，叶轮转动带动转轴和曲轴一起同向转动，连杆的一端与曲轴相铰接，另一端与液压缸内的活塞相铰接，这种连接方式可以使连杆将曲轴的旋转运动转化为活塞的直线往复运动，再由液压缸将活塞的直线往复运动转化为液压能，这种新型的连接方式采用液压连接，借助曲轴和连杆实现波浪能由机械能向液压能的有效传递，提高了能量的传递效率。
如图3所示，本实施例还公开了一种波浪能发电系统，由四个上述的波浪能发电单元组成，所述的发电系统还包括蓄能器7，所述蓄能器7的液压能输入端与各发电单元液压缸6的液压能输出端相连接，蓄能器7的液压能输出端与液压马达8相连接，液压马达8的能量输出端则与发电机9相连接。
在本实施例中，所述蓄能器与各发电单元的转轴之间还通过固定杆10连接，所述的固定杆的端部设置通孔，通孔内安装轴承，转轴通过轴承穿过固定杆。
本实施例所公开的波浪能发电系统，各发电单元液压缸的液压能均汇集至蓄能器，当波浪能的收集效率较高时，蓄能器吸收一部分能量，当波浪能的收集效率较低时，蓄能器释放一部分能量。通过蓄能器的调节作用，保证了整个发电系统电能的稳定输出，对促进波浪能的规模化开发具有重要的意义。
Claims (2)
1.一种波浪能发电单元，包括带有两个以上可变导叶的叶轮和与叶轮相连接的转轴，其特征在于：所述的发电单元还包括曲轴、连杆和液压缸，其中曲轴的一端与转轴相连接，曲轴的另一端与连杆相铰接，连杆除一端与曲轴相铰接外，另一端更与液压缸内的活塞相铰接；所述的叶轮为圆形，可变导叶沿叶轮的外圆周均匀分布；所述的叶轮、转轴和曲轴为固定连接，叶轮转动时带动曲轴转动。
2.一种波浪能发电系统，由两个以上权利要求1所述的波浪能发电单元组成，其特征在于：所述的发电系统还包括蓄能器，所述蓄能器的液压能输入端与各发电单元液压缸的液压能输出端相连接，蓄能器的液压能输出端与液压马达相连接，液压马达的能量输出端则与发电机相连接；所述蓄能器与各发电单元的转轴之间还通过固定杆连接，所述的固定杆的端部设置通孔，通孔内安装轴承，转轴通过轴承穿过固定杆。
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