[发明专利]海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统和发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用海洋波浪能进行发电的海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统和发电方法，属于利用海洋波浪可再生能源水力发电领域。

背景技术

随着石油、煤炭等非可再生能源存量的减少以及环境污染所导致温室效应的加剧，人们开始寻求新的能源。而海洋波浪能作为一种可再生能日益受到人们的重视。有效利用巨大的海洋波浪能资源是人类几百年来的梦想。波浪能作为一种清洁、可再生能源，日益引起全球关注，而波浪能发电技术更是发展迅速。迄今为止，输出功率超过100kW的波浪能发电系统大约有10座左右，最大装机容量已达到750kW。

目前，波浪能发电系统普遍采用振荡水柱与空气叶轮，振荡浮子式、摆式、筏式与液压系统的组合方式，前者的优点在于采用空气传递能量，避免波浪对脆弱的发电系统的直接打击；后者采用蓄能器，输出稳定，抗风浪冲击能力强。然而，这些发电系统最终都通过透平机械驱动传统高速旋转发电机，将波浪能转换成电能。因此，系统结构庞大，造价昂贵，系统转换效率低，运行维护复杂。导致这种状态的根本原因在于：海洋波浪能特性不匹配高速旋转发电机的阻力特性。海洋波浪能是以大作用力(数吨的力)，低速度(0.5～2米/秒)的形式存在的一种能量，要将这种能量系统与传统的高速旋转发电机相耦合，必须使用高变速比的传动装置或低效率的机械装置，如变速齿轮箱和空气压缩透平系统。这通常会严重限制系统效率的提高，增大系统装置的造价。

发明内容

为了克服波浪能利用中如变速齿轮箱和空气压缩透平系统带来的的低效、复杂和维护较大的问题，本发明提供一种海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统和发电方法。系统简单，可靠，维护小。更为重要的是，发电机的运动特性与波浪的运动相吻合，大大提高了系统的转换效率。

本发明采用的技术方案是采用海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统，有波浪摆外壳体、摇摆轴；有转动轴，传动杆，液压泵，液态金属，磁体，冷却设备，直管发电通道，超导磁流体发电装置。

波浪鸭波浪摆的形状为尾部是半径为R的园柱，背部是直线，鸭趾是弧形，鸭头为园头；或波浪摆尾部做成圆柱形，波浪摆内部有密封空间，波浪摆的上部和下部分别连接有转动轴，转动轴连接传动杆，传动杆连接并推动液压泵的活塞，液压泵中有液态金属，液压泵连接超导磁流体发电装置；冷却设备连接超导磁流体发电装置。

超导磁流体发电装置，为发电双通道中感生电动势以串联方式连接，其中有发电上通道，有发电下通道；发电上通道中有一对电极：发电下通道中有一对电极。发电上通道和下通道的结构尺寸完全相同。

随着海洋波浪的起伏，波浪鸭上下摆动带动摇摆轴摆动，摆动的动能经过上下转动轴和上下传动杆驱动上下液压泵的活塞来回运动，驱使液态金属在直管发电通道中来回移动，切割由磁体产生的磁场而产生感生电动势发电。

冷却设备用来冷却液体金属的升温。

调节液压泵的活塞面积和直管发电通道垂直截面积的比值，可以改变液态金属在直管发电通道中的运动速度。

本发明采用的技术方案是采用上述海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统的发电方法，将海洋波浪能转变为摆动的动能，采用超导磁体磁场流体发电装置直接将摆动的动能转化为电能；改变海洋波浪鸭波浪摆的宽度，就可以改变系统聚集的海洋波浪能能量值。

波浪鸭式波能转换装置是由英国爱丁堡大学索尔特(Salter)教授发明的，在图1中，当波浪从左边传来时，在水质点作圆周运动的动力作用下，鸭体以2摇摆轴为中心上下运动，同时在水体升降过程，在流体静压力的作用下，鸭头上下沉浮，产生回旋力。这两种压力的运动是同相位的，鸭式可以最大限度地吸收作圆周运动的波动水体水质点的动能和势能，包括表层和深层波动的水体。在造波水池实验，一字排开的波浪鸭波能吸收率可达90％。

附图说明

图1为波浪鸭式波浪摆剖面示意图(放大后)；

图2为海洋波浪鸭式超导磁流体发电系统剖面示意图；

图3为超导磁流体发电装置A-A截面示意图(放大后)。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例1：