[发明专利]波能发电单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种波能发电单元，该波能发电单元用于通过由波浪引起的浮体的上升行程(upstroke)来产生电能。

背景技术

除了风力涡轮发电机、太阳能电池或者潮汐发电设备之外，利用波浪的运动也为人所知。这使其适用于海岸附近，因为那里的波浪最大。

WO2008 116 621 A1公开了一种从波浪的动力中获取能量的装置。其中，可移动部分(次级线圈)相对于以初级线圈形式的不可移动部分的上升行程由波浪来实现。通过这种线性发电机，利用初级线圈和次级线圈的相对运动来产生电能。其中，次级线圈的绕组由高温超导体形成。这种实施方式的缺点是不能机械存储能量，并且由于材料的选择而导致生产成本很高。

通常，发电厂的高生产成本和成本效益对其使用起着决定性的作用。

发明目的

因此，本发明的目的在于提供一种设备，该设备能够制造简便且成本高效，而且所述设备能够在较低的操作重量下将波浪的力转化为电能，同时避免上述缺点。

根据本发明，上述目的通过权利要求1的特征来实现。

从属权利要求是本发明的进一步优选的实施方式。

本发明基于将波浪的运动所产生的波浪的力转化为旋转能，并最终转化为电能的发现。

根据本发明，所述波能发电单元包括第一浮动部件，第二固定部件，至少一个平移元件和至少一个旋转元件。所述固定部件和所述浮动部件能够通过波浪的运动而相对彼此移动。因此，所述固定部件在操作过程中不移动，其中通过异常环境影响，拆分或移位仍然能够发生。所述两个部件之间的平移相对运动使旋转元件和相关联的平移元件之间发生平移运动。所述浮动部件、固定部件、平移元件和旋转元件相互之间为可操作的相关联。因此，旋转元件和相关联的平移元件之间的平移相对运动使旋转元件发生旋转。如原本已知地，有多种可能性将平移运动转化为旋转运动。例如，可以通过蜗轮、上升螺柱(lift spindle)或者陀螺单元(gyro unit)等来实现。

此外，所述旋转元件与至少一个发电机可操作地相关联，该至少一个发电机将旋转能转化为电能。这可以通过将旋转元件的旋转运动通过例如摩擦力传递到发电机的驱动轴上来实现。此外，还可以考虑将发电机转子直接连接到旋转元件上。旋转能通过至少一个发电机转化为电能。例如，这可以如通常通过混合动力车或者风能轮那样来实现。因此，获得的能量从波能发电单元通过导电体而输送。

因此，通过使用不论如何都存在的波浪以环境友好和用之不竭的方式产生电能。通过平移运动向旋转运动的转化，最优地方式来使用惯性蓄能(inertia storage)。此外，通过这种解决方案，可以实现具有实际较低操作重量的装置。

根据第一实施方式，在平移元件和旋转元件之间设置有齿轮单元(gear unit)。这样的优点在于，齿轮单元适于传动的需要。

在特别优选的实施方式中，旋转运动通过自由旋转齿轮单元(free wheeling gear unit)传送到旋转元件。所述自由旋转齿轮单元只允许一个旋转方向上的力矩的传输。因此，所述旋转元件通常只可以在一个旋转方向上驱动。所述旋转元件不会由于缓慢旋转或者相反的旋转驱动侧而制动减速。这样的优点在于旋转元件将储存的能量恒定地输出。

在特别优选的实施方式中，至少一个平移元件直接或间接地连接到固定部件上。至少一个旋转元件水密封性地结合到浮动部件，并可旋转地支撑于此。所述平移元件与浮动部件和旋转元件都为可操作地相关联。这确保浮动部件和固定部件之间沿着平移元件的相对平移运动，并且通过旋转元件结合到浮动部件，也确保旋转元件和平移元件之间的平移运动。在此情况下显而易见地的是，同样与旋转元件可操作地相关联的至少一个发电机结合到浮动部件。这样的优点在于，海中发电站的安装相当简单。

作为一种替代方式，旋转元件水密封性地结合到固定元件，并且所述平移元件连接到浮动部件上。所述浮动部件由于波浪而相对于固定部件平移移动，其中平移元件因此相对于旋转元件移动。由于该相对运动，平移元件使得旋转元件旋转。在本实施方式中，发电机设置于固定部件中。本实施方式的优点在于将浮动部件所支撑的重量最小化。

此外，固定部件和/或浮动部件形成为至少两部分是有利的。这实质上便于各个部件的安装和维护工作。此外，为大型波能发电单元提供入口闸(entrance lock)是有意义的。其中，为了进行维护工作，所述入口闸适于气密性地封闭，并提供通向波能发电单元内部的通道。其中，所述入口闸配置为允许维护人员和需要的材料进入。此外，安装也因此显著地得以简化。