TW202113224A - 將波浪動能轉換成位能的構造 - Google Patents

Abstract

一種將波浪動能轉換成位能的構造，是包括一建於海岸處的堤防，並在堤防上設有數個可供不同潮位高度的波浪海水湧入的湧入口，且令各湧入口上設有只能供海水湧入而不使退流出的逆止閘門，同時再令堤防的內陸側隔設一轉換池，以及轉換池的內陸側再增設一可供轉換池內之海水溢流而入的蓄水池，通過海水由堤防的湧入口不斷的湧入轉換池內，在轉換池內將波浪的動能轉換成位能，然後再令轉換池內的海水溢流入蓄水池內，進而通過直接取用轉換池或蓄水池內的高位能海水供水力發電機發電，同時發電後的海水再回流入海中，故令波浪發電的造價可以大幅度的降低，使發電成本更為低廉而符合經濟實用的效益。

Description

將波浪動能轉換成位能的構造

本發明所涉及的是在海岸堤防內陸側設一轉換池，且令堤防上設有數個其上裝有可令海水湧入而防止退流出之逆止閘門的湧入口，通過波浪的動能不斷將海水湧入轉換池內而轉換成位能後，即可再通過位能轉換成動能而發電。

一直以來，人類就非常重視能源的利用，從年復一年的大面積開採石化能源，乃至今對於新發明且乾淨的替代能源的開發，如水力、風力、地熱、太陽能、潮汐等發電系統，都是人類不斷努力追求的目標。

其中對於利用海洋能源的開發，是當今世界能源研究的方向之一，在地球礦物能源逐漸枯竭及環境狀況日益惡化的情勢下，如何有效利用資源豐富、可再生的海洋資源，就特別顯得十分的重要，對於慣性波浪發電技術就是在現有利用海洋波浪能發電研究的基礎上，運用成熟的機械製造及發電技術進行有效的組合，將廣闊海岸取之不盡、用之不竭的波浪能轉化為電能。

前稱的波浪發電是一種將波浪能轉換為電力的技術，波浪能的轉換一般分成三級，第一級為波浪能的收集，通常採用聚波和共振的方法把分散的波浪能聚集起來；第二級為中間轉換，即能量的傳遞過程，包括機 械傳動、低壓水力傳動、高壓液壓傳動、氣動傳動，使波浪能轉換為有用的機械能；第三級轉換又稱最終轉換，即由機械能通過發電機轉換為電能，波浪發電要求輸入的能量穩定，必須有一系列穩速、穩壓和蓄能等技術來確保，它同常規發電相比有著特殊的要求。

利用波浪發電，必須在海上建造浮體，並需解決海底輸電的問題，或在海岸處需要建造特殊的水工建築物，以利收集海浪和安裝發電設備。波浪電站與海水相關，各種裝置均應考慮海水腐蝕、海生物附著和抗禦海上風暴等工程問題，以適應海洋環境。波浪發電以日、美、英、挪威等國為代表，研究了各式集波裝置，進行規模不同的波浪發電，其中有點頭鴨式、波面筏式、環礁式、整流器式、海蚌式、軟袋式、振盪水柱式、收縮水道式等。

不過，上述各種波浪發電技術的設備不但造價昂貴，且設備易受海水侵蝕維護不易，同時在設備裝置又未能有效獲取海浪中的能量，並在將機械能傳遞給各種發電機發電的過程中，能量損耗太大、啟動條件嚴苛、發電成本於是顯得太高。

緣是，為了改善前述已知波浪發電設備造價昂貴及維護不易、以及發電效能不佳與發電成本又較貴等問題，本發明是提供在海岸的堤防上開設有對應不同潮水高度而只供海水波浪湧入而不會退流出的湧入口，並使不斷湧入的海水累積存留於一具有預設水位高度的轉換池內、並或同時再令轉換池內蓄積的海水溢流入一蓄水池內，使波浪的動能轉換成海水的位能方式儲存，進而通過直接取用轉換池、或蓄水池內的海水，通過位 能轉換成動能的方式而驅使水力發電機發電，故使波浪發電的設備造價更為便宜、且使維護更為容易，進而讓發電的成本更為低廉。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：包括一堤防，令堤防的內陸側隔設一轉換池，且令堤防上設有數個可供不同潮位高度的波浪海水湧入的湧入口，並令各湧入口上設有只能供海水湧入轉換池內而開啟、但在退流時緊閉的逆止閘門。

上述方案中，該轉換池的內陸側再設一可供轉換池溢流入海水的蓄水池。

是以，通過上述本發明堤防上只供海水單向湧入的逆止閘門，讓海水不斷的蓄積在轉換池內，甚至再溢流入另一蓄水池中，令轉換池或蓄水池內蓄積海水以位能的方式轉存能量後，能再被取用而讓海水流出使由位能轉換成動能，驅動水力發電機產生電力而供給使用。

1‧‧‧堤防

11‧‧‧湧入口

12‧‧‧逆止閘門

2‧‧‧隔牆

3‧‧‧轉換池

4‧‧‧蓄水池

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明海水波浪動能轉換位能的儲存結構示意圖。

圖2是本發明在浪潮退去時逆止閘門的緊閉示意圖。

圖3是本發明中潮位時的海水儲存作動示意圖。

圖4是本發明低潮位時的海水儲存作動示意圖。

敬請參閱圖1所示，本發明是將海水波浪的動能，轉換成位能儲存方式而建立在堤防處的一種能量轉換儲存構築，其包括一堤防1，一設在堤防1的內陸側的隔牆2，使在堤防1與隔牆2之間形成一轉換池3，並又 在隔牆2的內陸側又再設一蓄水池4。

更進一步的，令上述堤防1上開設有數個可供海水波浪通過、並湧入轉換池3內的湧入口11，且令各湧入口11可依不同潮汐水位的高度而分別設置，同時也依堤防1的長度間隔連續設置，並再令各湧入口11的內側設有可受海水波浪推力而掀開的逆止閘門12，且令逆止閘門12在波浪或潮流欲退流時能夠緊閉住湧入口11，防止海水從轉換池3內退流至海中。

因此，在海水滿潮時，通過海水波浪的沖擊推力、以及海水湧潮的推力，若該推力大於轉換池3內不同深度逆止閘門12的緊閉壓力時，就可以推開不同深度的逆止閘門12，讓海水湧入轉換池3內，並在連續不斷的湧入下，轉換池3內的水位會滿溢而流入蓄水池4中；然後如圖2所示之在浪潮退去時，通過潮水回流的力量與轉換池3內海水的壓力，令逆止閘門12將湧入口11緊閉住，使可阻止轉換池3內的海水返流入海中，使得轉換池3內的海水保持滿水位的狀態，接著再等下一波的浪潮湧入轉換池3內，如此周而復始通過海洋波浪的動能，讓海水不斷的湧入轉換池3與蓄水池4內而以位能的型式儲存海水波浪的能量。

如圖3所示，是當海水退至中潮位時，堤防1上方的逆止閘門12受到轉換池3內海水的壓力而緊閉住上方的湧入口11，令轉換池3內的海水不會流出，且同樣可通過海水波浪沖擊的推力與海水湧潮的推力，令中間與下方的逆止閘門12被推開而使海水湧入，並在浪潮退去時，通過潮水回流的力量與轉換池3內海水的壓力，再度讓中間與下方的逆止閘門12將該處的湧入口11緊閉住，讓湧入後的海水不會返流入海中，如此同樣反覆令海水從中間與下方的湧入口11處，不斷的湧入轉換池3與溢流入蓄水池4中。

如圖4所示，是當海水退至低潮位時，堤防1上方與中間的逆止閘門11受到轉換池3內海水的壓力而緊閉住上方與中間的湧入口11，令轉換池3內的海水不會流出，並同樣可通過海水波浪沖擊的推力與海水湧潮的推力，令下方的逆止閘門12被推開而使海水湧入，並在浪潮退去時，通過潮水回流的力量與轉換池3內海水的壓力，再度下方的逆止閘門12將該處的湧入口11緊閉住，讓湧入後的海水不會返流入海中，如此同樣反覆令海水從下方的湧入口11處，不斷的湧入轉換池3與溢流入蓄水池4中。

故，在海水波浪與潮流連續不斷的湧擊推動下，即可讓海水不斷的湧入轉換池3而累積，直達滿水位時，再令海水越過隔牆2而溢流入蓄水池4中，同樣該蓄水池4內不斷的積存海水，同時該轉換池3或蓄水池4都具有一定的水位高度，並足以將海水波浪或湧潮的動能，轉換成所需的位能而儲存。

進而，當欲發電時，即可直接取用轉換池3內的海水、或蓄水池4內的海水，讓其內的海水由池底處流出產生的動能，去驅動水力發電機產生電能而供出電力。

是以，本發明的波浪發電構築，是以堤防1上的單向湧入口11設計，讓海水可以不斷的蓄積在轉換池3與蓄水池4內，讓海浪的動能轉換成位能的方式儲存，其構建技術門檻低、造價又便宜，同時將海水由位能轉換成動能的發電手法又是普通成熟技術，故通過本發明的發電技術手法，可以獲得更為低廉的發電成本，讓電力的提供更能符合經濟實用的效益。

1‧‧‧堤防

11‧‧‧湧入口

12‧‧‧逆止閘門

2‧‧‧隔牆

3‧‧‧轉換池

4‧‧‧蓄水池

Claims (2)

1. 一種將波浪動能轉換成位能的構造，是包括一堤防，並令堤防的內陸側隔設一轉換池，且再令堤防上設有數個可供不同潮位高度的波浪海水湧入的湧入口，同時令各湧入口上設有只能供海水湧入轉換池內而打開、但在退流時緊閉的逆止閘門。
2. 依請求項1所述的將波浪動能轉換成位能的構造，其中該轉換池的內陸側再設一可供轉換池溢流入海水的蓄水池。

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