CN206770097U - 浅滩波浪发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了浅滩波浪发电系统，它包括双V形拦水台，两个双V形拦水台对称布置形成一组挡水结构，多组挡水结构等间距布置，而且在相邻的挡水结构之间形成过水通道，在过水通道上安装有多个水轮机，每个所述水轮机的传动轴上都安装有发电机，所述发电机的输出端与整流器的输入端相连，所述整流器的输出端与直流升压器输入端相连，直流升压器的输出端与直流输电线路相连，所述直流输电线路架设在电杆的顶部。该浅滩波浪发电系统对波能的利用率高，且便于施工、维护、电力变换和输送。

Description

浅滩波浪发电系统

技术领域

本实用新型涉及波浪能发电装置技术领域，特别是浅滩波浪发电系统。

背景技术

传统的波浪发电技术主要包括：振荡水柱技术、振荡浮子技术和越浪技术。它们的共同点是都需要在海面上建造用于固定发电装置的浮体，这样就给工程施工、电力变换以及电力输送造成了困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供浅滩波浪发电系统，该浅滩波浪发电系统对波能的利用率高，且便于施工、维护、电力变换和输送。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：浅滩波浪发电系统，它包括双V形拦水台，两个双V形拦水台对称布置形成一组挡水结构，多组挡水结构等间距布置，而且在相邻的挡水结构之间形成过水通道，在过水通道上安装有多个水轮机，每个所述水轮机的传动轴上都安装有发电机，所述发电机的输出端与整流器的输入端相连，所述整流器的输出端与直流升压器输入端相连，直流升压器的输出端与直流输电线路相连，所述直流输电线路架设在电杆的顶部。

所述水轮机的叶轮安装在传动轴上，所述传动轴支撑安装在双V形栏水台上。

多个双V形拦水台组成M行N列的发电阵列，所述发电阵列包含M×（N-1）个水轮机、M×N个发电机和M×N个整流器，发电阵列中的每一列中所有的整流器之间都是首尾串联，串联之后的总输出端与直流升压器的输入端相连，直流升压器的输出端与直流输电线路相连。

本实用新型的有益效果：

1、波能利用率极高，输出功率大。双V形拦水台的设计，起到了汇聚波能的作用，将多个双V行拦水台按一定密度横向排列，冲向海岸的波浪将全部进入双V形拦水台。另外，纵向连接的双V形拦水台可进一步吸收波能。这种阵列式排列的双V行拦水台可以充分吸收波能，使该浅谈波浪发电系统实现效率和功率同时达到最大化；

2、电力变换及并网方便。“单个整流-同列串联-集中升压并网”的发电阵列电力变换并网方式不仅解决了多个发电机输出电压不相等而造成的并网困难；

3、该发电系统虽然是利用波浪发电，但与传统的波浪发电方式不同的是，该系统工作于近海浅滩，所有的电力设备都是以双V形拦水台作为载体，故无需设置浮体，从而大大较少了成本，同时更方便于工程施工、维护以及电力的变换和输送；

4、有利于环保。该浅滩波浪发电系统实现了波能-机械能-电能的转换，从能量守恒观点来看，波能最大化地被转化为了电能，从而最大化地减弱了海岸波浪。如果是在海岸城市的海边建设这种浅滩波浪发电系统，不仅可以提供便捷的电能供应通道，还可以减小波浪产生的噪声。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型系统接线图。

图3为本实用新型整流器电路图。

图4为本实用新型直流升压器电路图。

图5为本实用新型主电路图结构示意图。

图中：双V形拦水台1、水轮机2、传动轴3、发电机4、整流器5、直流升压器6、电杆7、直流输电线路8、过水通道9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1，浅滩波浪发电系统，浅滩波浪发电系统，它包括双V形拦水台1，两个双V形拦水台1对称布置形成一组挡水结构，多组挡水结构等间距布置，而且在相邻的挡水结构之间形成过水通道9，在过水通道9上安装有多个水轮机2，每个所述水轮机2的传动轴3上都安装有发电机4，所述发电机4的输出端与整流器5的输入端相连，所述整流器5的输出端与直流升压器6输入端相连，直流升压器6的输出端与直流输电线路8相连，所述直流输电线路8架设在电杆7的顶部。

进一步的，所述水轮机2的叶轮安装在传动轴3上，所述传动轴3支撑安装在双V形栏水台1上，通过波浪推动叶轮，通过叶轮带动传动轴3，最终通过传动轴3带动水轮机2进行发电。最终将波浪能转化为电能。

进一步的，多个双V形拦水台1组成M行N列的发电阵列，所述发电阵列包含M×（N-1）个水轮机2、M×N个发电机3和M×N个整流器5，发电阵列中的每一列中所有的整流器5之间都是首尾串联，串联之后的总输出端与直流升压器6的输入端相连，直流升压器6的输出端与直流输电线路8相连。

进一步的，发电阵列的行数M大小因根据不同海岸的波浪大小差异进行合理设计，发电阵列的列数N的大小只需根据海岸长度和实际功率需求设计即可。

本实用新型的工作过程和工作原理为：

如图2-5，双V形拦水台的作用除了固定其他装置外，主要起汇聚波能的作用。当波浪冲向海岸时，V形开口处的波浪将沿着V形前进，波能也沿着V形逐渐被汇聚，最终通过水轮机处的狭小通道，并带动水轮机转动。当波浪冲过第一排的N-1个水轮机时，仅有部分波能被转化为了水轮机的机械能，波浪将穿过第一排水轮机，继续向海岸方向进发，并依次带动第二排，第三排……第M排的水轮机转动。

再退潮过程中，V形通道内的波浪将原路返回，双V形拦水台起着同样的汇聚波能的作用。双V形拦水台这一设计，将大大提高波能到机械能的转化效率，从而增加发电功率。波浪向海岸进发过程中，波能在水轮机的阻挡作用和波浪自身的重力作用下将逐渐减小，因此，发电阵列的行数M大小因根据不同海岸的波浪大小差异进行合理设计。发电阵列的列数N的大小只需根据海岸长度和实际功率需求设计即可。

M行N列的发电阵列中各个电力设备，包括M×（N-1）个水轮机2、M×N个发电机4和M×N个整流器5，直流输电线路之间的具体接线图如图2所示。其中G代表发电机，AC-DC代表整流器，DC-DC代表直流升压器，M-N表示第M行第N列位置上对应的设备。整流器采用一个全桥不可控整流电路，直流升压器采用一个Boost电路，如图3、4所示。

发电阵列的并网采用“单个整流-同列串联-集中升压并网”的电力变换并网方式。无论是在涨潮还是在退潮过程中，每一行的水轮机获得的机械能是逐级变化的，因此同一列的M个发电机输出电压都是不一样的，这给发电阵列的并网造成了困难。为了解决这一困难，本发明设计了这种“单个整流-同列串联-集中升压并网”的电力变换并网方式。即：首先，将每一个发电机的输出交流电压采用如图3的整流器转变为直流电；然后，将同一列中的M个整流器逐级串联；再后，将同一列M个整流器串联之后的总直流输出采用如图4所示的直流升压器进行直流升压；最后，将N个直流升压器的输出与直流输电线路连接，完成发电阵列的并网。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (3)

1.浅滩波浪发电系统，其特征在于：它包括双V形拦水台（1），两个双V形拦水台（1）对称布置形成一组挡水结构，多组挡水结构等间距布置，而且在相邻的挡水结构之间形成过水通道（9），在过水通道（9）上安装有多个水轮机（2），每个所述水轮机（2）的传动轴（3）上都安装有发电机（4），所述发电机（4）的输出端与整流器（5）的输入端相连，所述整流器（5）的输出端与直流升压器（6）输入端相连，直流升压器（6）的输出端与直流输电线路（8）相连，所述直流输电线路（8）架设在电杆（7）的顶部。

2.根据权利要求1所述的浅滩波浪发电系统，其特征在于：所述水轮机（2）的叶轮安装在传动轴（3）上，所述传动轴（3）支撑安装在双V形栏水台（1）上。

3.根据权利要求1的浅滩波浪发电系统，其特征在于：多个双V形拦水台（1）组成M行N列的发电阵列，所述发电阵列包含M×（N-1）个水轮机（2）、M×N个发电机（4）和M×N个整流器（5），发电阵列中的每一列中所有的整流器（5）之间都是首尾串联，串联之后的总输出端与直流升压器（6）的输入端相连，直流升压器（6）的输出端与直流输电线路（8）相连。