[发明专利]浮体基绳轮海浪发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种海浪发电系统。

背景技术

海洋波浪能源是一种无穷无尽的可再生能量资源，如何利用这样丰富的能量资源为人类服务，是前人和现代人一直在研究的重要课题，利用波浪能发电就是其中一大课题。

海洋受复杂的自然因素变化影响，其波浪、海潮的大小和形式变化，给人们利用海洋波浪能量来进行稳定发电产生较大的困难。

根据以往的研究经验，认为目前利用波浪能发电有以下几种比较有效的方法：即振荡水柱波能装置、聚波水库波能装置、摆式波能装置等。

振荡水柱波能装置的优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护方便。其缺点是二级能量转换效率较低、对小波浪能适应性也不强，且造价高昂。

聚波水库装置的优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，系统出力稳定。不足之处是电站建造对地形有要求，不易推广。

摆式波能装置，摆体的运动很适合波浪大推力和低频的特性，摆式装置的转换效率较高，但现有的装置机械的维护较为困难，容易损坏，且适合于海浪大小变化较大、又易于设计制造的大规模的成熟的装置还未见有报道。

总之，由于种种原因，迄今为止，还未出现一个实用的海浪发电系统。本人之前已发明了类似的浮体绳轮海浪发电系统，但那个系统的转轮放在水下的基板上，给日后的维护造成了很大困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮体基绳轮海浪发电系统，它能够自动适应大部分波形的波浪，且抗风浪能力强、造价低廉、易维护。

本发明的技术方案：

本系统包括波浪能采集部分，传动部分、发电机、基座等，波浪能采集部分负责将无规律的波浪能转换成有规律的可利用的机械能，传动部分负责将可利用机械能进行传递，发电机将输入的机械能转换成电能。波浪能采集部分也可以不经传动部分直接带动发电机发电。

本系统的波浪能采集部分，其总思路就是让波浪推动浮体拉紧绳，进而带动浮体上的转轮转动做功，输出机械能，实现波浪能的采集；波浪下落阶段，用很小的力让转轮倒转，收回绳，如此一拉一收，不断循环。

具体实现有以下几种形式，分别为收绳装置收绳方式、泵自主收绳方式、传感器控制发电机收绳方式。

第一种：收绳装置收绳方式

这是有棘轮机构的形式，具体为：

其采集部分包括浮体、绳I、转轮及其主轴、棘轮机构、收绳装置；绳I一端系在基座上，另一端缠绕在转轮上，转轮的主轴安装在浮体上，转轮通过主轴与棘轮机构轴连，棘轮机构的单向传动方向跟转轮的放绳方向一致，收绳装置是与转轮轴连的一接恒流电源的直流小电机，产生扭矩与收绳方向相同，收绳装置或者是：与主轴轴连的一小转轮上缠有绳II，绳II缠向小转轮的方向跟绳I缠向转轮的方向相反，绳II的另一端系有重物或一弹簧或一气缸的活塞，活塞的绳II一侧气压大于另一侧，对绳II形成拉力。

对于小电机收绳方式的，多个采集单元一起工作的时候，每个小电机也可以串联起来共用一个恒流电源，以降低成本。

对于气缸或弹簧收绳式的，绳II与活塞或弹簧之间加一个滑轮。

对于重物收绳式加一个重物行程用的滑筒，滑筒内表面以及重物外表面涂润滑油。

转轮的两侧有挡板。

波浪能采集部分输出的动力，可以经液压传动系统或气压传动系统传递给发电机进行发电，也可以直接接发电机发电，下面一一分别陈述：

A.气压传动

波浪能采集部分的棘轮机构输出接气泵，气泵从大气中抽气压入高压管，高压管通向气轮机或气压马达，在那里气压能转换成机械能，并带动发电机发电，气体也被排入大气。

气压传动系统提供动力给发电机，在由气压传动输入端至输出端的压力管道中途，分叉出一支路通向海底蓄能器，该蓄能器结构形式有2种，一种是一混凝土气室，下端有孔与海水相通，上端开口与气管相通；另一种是气囊结构，气囊与气管相通，气囊处于混凝土容器内，容器下端有孔与海水相通。

B.液压传动

波浪能采集部分的棘轮机构输出接液压泵，液压油被液压泵从油箱压入高压管，然后流向液压马达，在那里液压能转换为机械能，带动发电机发电，然后液压油也再经滤油器流回油箱。

波浪能采集部分通过液压传动系统提供动力给发电机，在液压高压管路的接近输入端和输出端部分都设有蓄能器，每个蓄能器内的气体都通过气管彼此相通，实现联网。

液压泵选用低转速轴向柱塞泵或径向柱塞泵。

C.直接接发电机发电

波浪能采集部分的棘轮机构接直流发电机，并在主环路上串联大电感稳流，主环路是负载所在的大电流回路。

第二种：泵自主收绳方式