TW201604392A - 複合波力海浪發電裝置 - Google Patents

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Abstract

一種複合波力海浪發電裝置，包含一基座單元、一設置於該基座單元上用以將機械能轉為電能的發電單元、一樞設於該基座單元上且與該發電單元相連接的浮推單元，及一與該發電單元及該浮推單元相連接的氣壓動力單元。該浮推單元隨海浪起伏而擺動以驅動發電單元。該氣壓動力單元藉由該浮推單元的帶動而可將空氣壓縮為高壓氣體，並將高壓氣體送至該浮推單元內儲存。當海浪起伏不大而使該浮推單元的擺動不足以驅動該發電單元時，可使用儲存的高壓氣體來驅動該發電單元產生電能，提升發電穩定度及發電效率。

Description

複合波力海浪發電裝置
本發明是有關於一種發電裝置，特別是指一種複合波力海浪發電裝置。
隨著科技的發展，人類對於能源的需求日益增加，但能源的過度開採及利用能源而產生的重度汙染讓環境的惡化不斷加劇。人們開始意識到這件事情的嚴重性，也開始尋求能永續利用並與環境共處而不增加環境負擔的再生能源。海洋約占了地球表面七成的比例，因此海洋表面波浪所具有的動能及勢能等波浪能是一種十分有潛力的且可利用的再生能源。
目前國內外的波浪發電系統可分為震盪水柱式、潮差式、槓桿式，及海蛇式等四類，震盪水柱式是利用波浪引起豎井或沉箱中的水柱上下運動來發電，其缺點為空氣葉輪的發電效率低且不穩定。潮差式是將潮差的勢能轉換為電能，然而此類型的系統需尋找潮差較大的地理位置，且因潮差尖峰期短，故發電量不大。槓桿式是利用設置於槓桿上的浮體，透過支點隨波浪起伏以帶動發電機，缺點為發電不穩定，尤其是在波浪起伏較小時。海蛇式是利用波浪製造角度來壓縮機械流體以推動發電機，然 而需裝設於特定海域且維修困難。
參閱圖1，中華民國第M401062號新型專利案揭露了一種波浪轉換裝置1，包含一固定架11、一設置於該固定架11上的發電機12、一連動該發電機12的槓桿13，及一設置於該槓桿13底端且可浮於水面的浮筒14。當海浪推動該浮筒14時，會帶動該槓桿13上下擺動，並連動該發電機12運轉以產生電能。
然而海浪能分布廣且不穩定，而該波浪轉換裝置1的結構設計在遇到該浮筒14下方的海浪能不足以帶動該發電機12時，便無其他措施來持續帶動該發電機12，造成發電不穩定及發電效率不足。
因此，本發明之目的，即在提供一種能穩定地產生電能的複合波力海浪發電裝置。
於是，本發明複合波力海浪發電裝置，包含一基座單元、一設置於該基座單元上用以將機械能轉為電能的發電單元、一樞設於該基座單元上且與該發電單元相連接的浮推單元，及一與該發電單元及該浮推單元相連接的氣壓動力單元。
該浮推單元包括二相間隔設置並浮於水面且受海浪帶動的浮架，及二樞設於該基座單元上且一端連接該發電單元，另一端分別設置於該等浮架上的擺臂。該氣壓動力單元藉由該浮推單元的帶動而可將空氣壓縮為高壓氣體，並將高壓氣體送至該浮推單元的該等浮架內儲存。當 海浪起伏不大而使該浮推單元的擺動不足以驅動該發電單元時，可使用儲存於該等浮架內的高壓氣體來驅動該發電單元產生電能。
本發明之功效在於：透過該等擺臂及該等浮架可將海浪不規則的能量獨立輸出至該發電單元以轉換為電能，且不會相互干擾彼此的運作，使該等擺臂的擺動動力能夠無間隙的相加輸出，而藉由該氣壓動力單元可在該浮推單元擺動幅度不足以驅動該發電單元的情況下，亦能以儲存的高壓氣體驅動該發電單元而持續發電，提升發電穩定度及發電效率，且不屬於前述之四大類型發電系統，為一創新設計的裝置。
2‧‧‧基座單元
21‧‧‧底座
22‧‧‧機箱
23‧‧‧支架
3‧‧‧發電單元
4‧‧‧浮推單元
41‧‧‧浮架
411‧‧‧儲氣部
412‧‧‧配重部
42‧‧‧擺臂
5‧‧‧氣壓動力單元
51‧‧‧氣動件
52‧‧‧倍力氣缸
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一側視圖，說明中華民國第M401062號新型專利案所揭露之一種波浪轉換裝置；圖2是一立體圖，說明本發明複合波力海浪發電裝置之一實施例；圖3是一側視圖，輔助說明圖2；及圖4是一流程圖，說明本實施例之運作流程。
參閱圖2及圖3，本發明複合波力海浪發電裝置之一實施例包含一基座單元2、一設置於該基座單元2上用 以將機械能轉為電能的發電單元3、一樞設於該基座單元2上且與該發電單元3相連接的浮推單元4，及一與該發電單元3及該浮推單元4相連接的氣壓動力單元5。該基座單元2包括一底座21、一設置於該底座21上的機箱22，及複數設置於該底座21上的支架23，該發電單元3及該氣壓動力單元5是設置於該機箱22內。在本實施例中，該發電單元3是採用齒輪組(圖未示)來傳遞輸入的機械能，並帶動發電機(圖未示)發電，而前述的齒輪組是採單向運動設計，使功的傳導持續而不中斷。
該浮推單元4包括二相間隔設置並浮於水面且 受海浪帶動的浮架41，及二分別樞設於該基座單元2的支架23上，且一端連接該發電單元3，另一端分別設置於該等浮架41上的擺臂42。每一浮架41具有一連接相對應擺臂42的儲氣部411，及一設置於該儲氣部411下方且用以置放配重件(圖未示)的配重部412。
參閱圖3及圖4，該氣壓單元5包括二連接該發 電單元3且分別連通該等浮架41之儲氣部411的氣動件51，及二分別連接該浮推單元4之該等擺臂42，並分別連通該等浮架41之儲氣部411的倍力氣缸52。
當海浪經過任一浮架41的底部時，該浮架41 會跟著海面上下起伏，並帶動相對應的擺臂42，使其相對於相對應支架23樞轉而驅動該發電單元3產生電能。當任一擺臂42擺動時，會推壓相對應的倍力氣缸52，使該倍力氣缸52內部的空氣壓縮為高壓氣體，並輸送至相對應浮架 41的儲氣部411內儲存。當經過任一浮架41底部的海浪之起伏不足，無法帶動相對應的擺臂42產生所需的擺動量以驅動該發電單元3時，高壓氣體會由該浮架41的儲氣部411輸出以啟動相對應的氣動件51，使該氣動件51驅動該發電單元3產生電能，以維持發電的穩定度。本發明可設置水位感測模組(圖未示)感測水位起伏，或設置量測模組(圖未示)讀取該發電單元3的發電效率，以判斷是否要輸出高壓氣體來輔助任一擺臂42驅動該發電單元3，當然還可以是其他判斷方式，不以此為限。
該等不相互干涉的擺臂42及浮架41，可將海浪 不穩定的能量轉化為上下擺動的動能，配合該發電單元3的齒輪組(圖未示)採單向運動之設計，可將擺動的動力無間隙的相加輸出以驅動該發電單元3。而基座單元2設置於海上平台並配合該等擺臂42以順應潮差，使該等浮架41能有效地貼附於起伏不定的海面上。
綜上所述，本發明藉由該等浮架41及擺臂42 提供無間隙的動能輸出以驅動該發電單元3，並透過該氣壓動力單元5來應對當該浮推單元4擺動量不足之狀況，並使該發電單元3能穩定地產生電能，提升發電效率，且不屬於前述之四大類型發電系統，為一創新設計的裝置，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與 修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧基座單元
21‧‧‧底座
22‧‧‧機箱
23‧‧‧支架
3‧‧‧發電單元
4‧‧‧浮推單元
41‧‧‧浮架
42‧‧‧擺臂
5‧‧‧氣壓動力單元

Claims (4)

  1. 一種複合波力海浪發電裝置，包含：一基座單元；一發電單元，設置於該基座單元上用以將機械能轉為電能；一浮推單元，樞設於該基座單元上且與該發電單元相連接，包括二相間隔設置並浮於水面且受海浪帶動的浮架，及二樞設於該基座單元上且一端連接該發電單元，另一端分別設置於該等浮架上的擺臂；及一氣壓動力單元，與該發電單元及該浮推單元相連接，藉由該浮推單元的帶動而可將空氣壓縮為高壓氣體，並將高壓氣體送至該浮推單元的該等浮架內儲存，當海浪起伏不大而使該浮推單元的擺動不足以驅動該發電單元時，可使用儲存於該等浮架內的高壓氣體來驅動該發電單元產生電能。
  2. 如請求項1所述的複合波力海浪發電裝置，其中，該氣壓動力單元包括二連接該發電單元且分別連通該浮推單元之該等浮架的氣動件，及二分別連接該浮推單元之該等擺臂，並分別連通該等浮架的倍力氣缸，該浮推單元之該等擺臂擺動時會分別推壓相對應的倍力氣缸，以將內部的空氣壓縮為高壓氣體，並分別輸送至該等浮架內儲存，在任一擺臂的擺動幅度不足以驅動該發電單元時，高壓氣體會由相對應的浮架內輸出而啟動相對應的氣動件，並使該氣動件驅動該發電單元產生電能。
  3. 如請求項2所述的複合波力海浪發電裝置，其中，每一浮架具有一連接相對應的擺臂且用以儲存高壓氣體的儲氣部，及一設置於該儲氣部下方的配重部。
  4. 如請求項1至3任一項所述的複合波力海浪發電裝置，其中，該基座單元包括一底座、一設置於該底座上的機箱，及複數設置於該底座上的支架，該發電單元及該氣壓動力單元是設置於該機箱內，該浮推單元的該等擺臂是分別樞設於該等支架上。
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