CN210289997U - 波浪能发电装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种波浪能发电装置和系统，属于新能源技术领域。该装置包括多个页片，相邻的页片之间设置能量转换单元。能量转换单元包括套杆、转杆和发电机，套杆连接在一个页片上，发电机连接在相邻的另一个页片上。转杆的一端转动连接在套杆内，转杆的另一端与发电机的转动轴连接。这种页片可漂浮在海面上，并在随波浪摆动时，相邻页片之间的开合运动，使转杆相对于套杆发生转动，进而带动发电机轴转动，将波浪的能量转换为电能。这种页片可大面积铺设，捕获来自各个方向的波浪能量，因而提高了波浪能的捕获效率，进而提高了发电机的效率。

Description

波浪能发电装置和系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种波浪能发电装置和系统。

背景技术

随着石油、煤炭等资源的日益枯竭以及环境污染的逐步加重，寻找清洁、可再生能源越来越被人们所重视。海洋中蕴藏着丰富的能量，波浪能便是其中的高品质能源之一，并且波浪能它取之不尽、用之不竭、对环境无污染。波浪能发电是通过波浪能转换装置将波浪能进行转换，通过波浪能转换装置捕获波浪所具有的动能和势能，并将波浪能转换装置与海面相交的水面线内的一部分波浪能转换为机械能，再将机械能转换为电能，实现波浪能到电能的转换。

现有的波浪能转换装置通常可归纳为“单点式”或者“链式”结构。所谓“单点式”结构，是将波能装置放置于海面某一点处，用以捕获海面某一点处波浪的能量。“链式”结构，是将多个“单点式”波能装置连成链状，用于捕获来自某一个方向的波浪能。众所周知，波浪能的分布较为分散，显然采用上述两种方式不能大面积捕获波浪能量，波浪能利用率较低。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种波浪能发电装置和系统，可以大面积铺设在海面上，进而大面积捕获波浪能，提高了波浪能的捕获利用率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种波浪能发电装置，包括多个页片；页片通过页片转轴连接；相邻的页片之间设置能量转换单元；

所述能量转换单元包括套杆、转杆和发电机；套杆连接在一个页片上，发电机连接在相邻的另一个页片上；转杆的一端转动连接在套杆内，转杆的另一端与发电机的转动轴连接。

进一步的，套杆的内部设置有活塞，活塞通过螺纹连接在套杆内，活塞套接在转杆上。

进一步的，套杆和发电机可均连接在页片的上方。

进一步的，页片的上侧设置有固定座，套杆和电机的端部连接在固定座上。

进一步的，页片为中心对称结构。

进一步的，页片为三角形、六边形或者其它多边形。

进一步的，页片为圆形或椭圆形。

进一步的，发电机与发电电路连接，发电电路设置页片内。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种波浪能发电系统，包括第一方面所述的波浪能发电装置和与波浪能发电装置的发电电路连接的储能器。

进一步的，该系统还包括锚固系统；锚固系统用于连接波浪能发电装置和海床，以保持波浪能发电系统的整体稳定性。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的波浪能发电装置和系统，包括多个页片，相邻的页片之间设置能量转换单元。能量转换单元包括套杆、转杆和发电机，套杆连接在一个页片上，发电机连接在相邻的另一个页片上。转杆的一端转动连接在套杆内，转杆的另一端与发电机的转动轴连接。这种页片可漂浮在海面上，随波浪摆动，页片摆动时，相邻页片之间发生的开合运动，使套杆与转杆产生相对伸缩运动，套杆内的活塞又使得转杆产生旋转运动，从而带动发电机轴转动，将波浪的能量最终转换为电能。这种页片可大面积铺设，捕获来自各个方向的波浪能量，因而提高了波浪能的捕获效率，进而提高了发电机的效率。

本实用新型提供的波浪能发电装置和系统，由于页片浮在海面上，可大面积铺设，捕获来自各个方向的波浪能量，因而提高了波浪能的捕获效率，因而发电的效率更高。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种波浪能发电装置的平面示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种波浪能发电装置的平面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种能量转换单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种套杆和转杆的连接示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种波浪能发电装置的运动示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种套杆和转杆的连接示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种固定座的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种应用波浪能发电系统的示意图。

图标：1-页片；2-能量转换单元；21-套杆；22-转杆；23-发电机；24-套杆连接耳；25-发电机连接耳；26-活塞；27-固定块；28-电缆；3-页片转轴；4-固定座；5-锚索；6-锚碇；7-储能器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有的波浪能转换装置不能大面积捕获波浪能量，波浪能利用率较低的问题，本实用新型实施例提供了一种波浪能发电装置和系统，可以大面积铺设在海面上，进而捕获来自不同方向的波浪能，提高波浪能的捕获利用率，以下首先对本实用新型的波浪能发电装置进行详细介绍。

实施例一

该实施例提供了一种波浪能发电装置，如图1所示的一种波浪能发电装置的平面示意图，该波浪能发电装置包括多个页片1；多个页片1通过页片转轴3相互连接，可以用于平铺在海面上；相邻的页片1之间设置能量转换单元2。

页片1可以采用中心对称的结构，呈片状，相互连接可以均匀地平铺在海面上。例如，从俯视角度上看，页片1可以为三角形、四边形、菱形、五边形或六边形，或者其它多边形；页片1也可以为圆形、椭圆形或其他中心对称的形状。基于此，从俯视角度看，图1示出的页片的俯视面为三角形；在图1的基础上，图2示出了另一种波浪能发电装置的平面示意图，该图2所示的页片的俯视图为六边形。通常情况下，该页片1可由任何不怕水的材料形成，例如，混凝土、不锈钢或玻璃钢等。

当海面上存在波浪时，页片1随波浪摆动，相邻的页片之间可以围绕页片转轴3做开合运动。也就是说，海洋的波浪的波浪能量会导致页片发生开合运动，即波浪将自身的波浪能量传递给页片，以使得页片获得动能。

在上述波浪能发电装置的基础上，参考图3所示的一种能量转换单元的结构示意图，该能量转换单元2包括套杆21、转杆22和发电机23。套杆21连接在一个页片1上，发电机23连接在相邻的另一个页片1上；转杆22的一端转动连接在套杆21内，转杆22的另一端与发电机23的转动轴连接。套杆21的端部设置有套杆连接耳24，发电机23的端部设置有发电机连接耳25。

在页片摆动过程中，相邻的页片会发生开合运动，由于转杆22和套杆21转动连接，因此，上述页片的开合运动会带动转杆相对套杆发生转动，进而导致发电机的转动轴转动，基于此，发电机的转动轴的转动会产生能量转换，实现了发电机的机械能转换为电能。

上述实施例提供的波浪能发电装置包括多个页片；该页片通过页片转轴连接；相邻的页片之间设置能量转换单元；该能量转换单元包括套杆、转杆和发电机；该套杆连接在一个页片上，发电机连接在相邻的另一个页片上；转杆的一端转动连接在套杆内，转杆的另一端与发电机的转动轴连接。这种页面可以浮在海面上，进而可以被大面积铺设在海面上，采用这种利用页片平铺在海面上的方式，可以捕获来自海面中各个方向的波浪能量，提高了波浪能的捕获效率，此外，这种利用页片的运动带动能量转换单元的转杆转动，进而带动发电机轴转动的方式，可以实现将波浪能量经页片运动、转杆运动后转换为发电机的电能的目的，因此上述装置在提高波浪能量的捕获效率的同时，提高了发电机发电的效率。

在一种可选的实施例中，图4示了一种套杆和转杆的连接示意图，套杆21的内部形成空腔，空腔内侧设置成螺纹状，套杆21内设置有活塞26，活塞26通过螺纹连接在套杆21内，活塞26套接在转杆22上，其中，该活塞26与转杆22之间固定连接。

为了便于理解，在图4的基础上，图5示出了一种波浪能发电装置的运动示意图，当相邻的两个页片1在海浪的波浪能的影响下，做页片的开合运动时，连接在一个页片上的套杆21与转杆22之间发生相对伸缩移动，由于套杆内侧螺纹的存在，使得活塞26在套杆21内部发生相对的往复及旋转运动，基于此，即可在套杆21和转杆22发生相对移动时，活塞26带动转杆22转动，进而通过转杆22与发电机23的转动轴连接的方式，实现了转杆22带动发电机的转动轴转动的目的，即可实现将机械能转化为电能的目的，为了将上述电能输出，该能量转换单元还通过图5所示的电缆28与外界用电设备或储电设备连接，以使上述发电机产生的电能经电缆28输出。

在另一种可选的实施例中，图6示出了另一种套杆和转杆的连接示意图，该套杆21的内部设置有固定块27，固定块27与套杆21固定连接，固定块27中间设置方孔，转杆22设置为扭曲状。转杆22与固定块27通过方孔连接。可选地，转杆22可以仅在伸入套杆21内的部分设置扭曲状，其余设置为圆柱状。

如图5所示的波浪能发电装置的运动示意图，当相邻的两个页片1做开合运动时，当套杆和转杆采用图6所示的套杆和转杆的连接示意图的连接方式进行连接时，连接在一个页片上的套杆21与连接在另一个页片上的转杆22之间发生相对伸缩及旋转运动时，转杆22可以在固定块内转动。在转杆22转动的过程中，由于转杆22与发电机23的转动轴连接，因此，转杆22可以带动发电机的转动轴转动，将机械能转化为电能通过电缆28输出。

在具体实现时，上述能量转换单元2与页片1之间的连接方式可以如下所示：

套杆21和发电机23可布置在页片1的上方或者下方。例如，页片1的上方设置有固定座4，套杆21的一端连接在一个页片的固定座上4，另一端通过转杆22与发电机23连接，发电机23连接在另一个页片的固定座4上。固定座4可以设置在页片1的中央位置，也可布置在页片的边沿，固定座4可以连接多个套杆连接耳24或发电机连接耳25，为了便于理解，图7示出了一种固定座的结构示意图，该图还包括固定座所在的页面，上述固定座设置在页片的中央位置，该固定座的顶端包括三个固定孔，套杆21的一端可以根据实际的安装需要，固定安装在固定座的任一固定孔内。

进一步的，为了将发电机23所产生的电能进行逆变整流，发电机23与发电电路连接。发电电路可以设置在页片内的电路板上。可选地，发电电路包括变压器和整流桥，发电机23与变压器连接，变压器的两个输出端分别连接整流桥的两个输入端，整流桥的两个输出端之间并联至少一个电容，整流桥的输出端连接至储能器，整流桥的输出端串接有电阻。

发电机23与变压器连接，变压器将发电机23输出的电能进行升压处理，变压器与整流桥连接，将交流电转为直流电，整流桥的两个输出端之间并联的电容，可以实现滤波功能。整流桥的输出端串接有电阻，由电阻实现限流的功能。通过上述发电电路，将发电机23输出的电流转为直流电。

可选地，整流桥的两个输出端之间并联两个储能电容，实现更好的滤波效果。整流桥的两个输出端之间还并联有稳压二极管，利用稳压二极管的单向击穿功能实现稳压的效果。整流桥的输出端串联两个可变电阻。其中，第一可变电阻起限流作用，最后经第二可变电阻输出至储能器。

实施例二

在上述实施例一的波浪能发电装置的基础上，本实施例提供了一种波浪能发电系统，该系统包括上述实施例一所示的波浪能发电装置和与波浪能发电装置的发电电路连接的储能器。参考图8示的一种应用波浪能发电系统的示意图；

上述波浪能发电装置包括多个页片1，多个页片1相互连接形成图8所示的平铺面式样；相邻的页片之间设置能量转换单元。能量转换单元包括套杆、转杆和发电机。套杆连接在一个页片上，发电机连接在相邻的另一个页片上；转杆的一端转动连接在套杆内，转杆的另一端与发电机的电机轴连接。发电机的输出端与发电电路连接，发电电路输出电能至储能器7，其中，该储能器可以为蓄电池。

上述波浪能发电装置的发电电路可以将发电机的机械能转换得到的电能，通过水下电缆存储于储能器7中，该储能器7可以放置在岸边或海床上，再通过电缆向外供电。

为了保证整个波浪能发电系统的稳定，该系统还包括锚固系统；锚固系统用于连接波浪能发电装置和海床，以保持波浪能发电系统的整体稳定性。

如图8所示，位于平铺面边缘的页片通过锚固系统的锚索5连接至位于海底的锚固系统的锚碇6上，这种通过锚固系统与海床连接的方式，可以保持系统的整体稳定性，防止波浪能发电装置被海浪冲走。

本实用新型实施例提供的波浪能发电装置和波浪能发电系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是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实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种波浪能发电装置，其特征在于，包括多个页片；所述页片通过页片转轴连接；相邻的页片之间设置能量转换单元；

所述能量转换单元包括套杆、转杆和发电机；所述套杆连接在一个页片上，所述发电机连接在相邻的另一个页片上；所述转杆的一端转动连接在所述套杆内，所述转杆的另一端与所述发电机的转动轴连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套杆的内部设置有活塞，所述活塞通过螺纹连接在所述套杆内，所述活塞套接在所述转杆上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套杆和所述发电机均可设置在页片的上方。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述页片的上侧设置有固定座，所述套杆和所述发电机的端部连接在所述固定座上。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述页片为中心对称结构。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述页片为三角形或六边形，或其它多边形。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述页片为圆形或椭圆形。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发电机与发电电路连接，所述发电电路设置所述页片内。

9.一种波浪能发电系统，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的波浪能发电装置和与所述波浪能发电装置的发电电路连接的储能器。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括锚固系统；

所述锚固系统用于连接所述波浪能发电装置和海床，以保持所述波浪能发电系统的整体稳定性。

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