[实用新型]振荡浮子式海洋波浪发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及可再生能源发电领域，具体是一种振荡浮子式海洋波浪发电装置。 

背景技术

海洋总面积约占全球总面积的71％，来自太阳的热能，大部分都被海水吸收和储存，海洋是最大的太阳能收集器，海水中的海洋能蕴藏量十分巨大。海洋发电技术的开发，有利于改善我国的能源结构，对于节能减排和我国社会的可持续和谐发展意义重大。 

2010年我国正式启动了全国海岛保护与开发规划编制工作。“同蓬勃发展的沿海地区整体经济水平相比，沿海岛屿的开发与建设差距很大，基本处于困难的起步阶段。针对海岛开发中的问题，国家将采取一系列措施，从政策层面、法律层面、技术层面，加快推进海岛的保护、管理、开发、建设。海岛由于受地理位置、自然环境等因素的影响，在生产和生活条件上，一般缺乏淡水，交通、通信、电力等基础设施落后。海洋能源发电技术的因地制宜的发展，有利于沿海和岛屿等特殊地理位置地区的电力供应的就地解决，也可为一些特殊的监测设备提供电力能源。 

我国海洋能资源非常丰富，而且开发利用的前景广阔。全国大陆海岸线长达18000多公里；还有6000多个岛屿，其海岸线长约14000多公里；整个海域达490万平方公里。其地处低纬度的南海，海域达360万平方公里。入海的河流淡水量约为2.3万亿立方米/年。如果将我国的海洋能资源转换为有用的动力值，至少可达1.5亿千瓦，相当于我国目前电力总装机容量的两倍多。 

目前的波浪发电技术关键是要提高波浪发电效率及装置的使用寿命。 

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种海洋波浪发电装置， 本实用新型采取全封闭结构，并采用多重运动控制，通过质量可控的滑块和弹簧的共振，实现波浪能的最佳捕获，进而提高发电效率。 

本实用新型目的是通过以下技术方案实现的： 

一种振荡浮子式海洋波浪发电装置，该装置包括：振荡浮体以及置于振荡浮体内部的振动机构、机械传动机构以及发电机；所述振动机构由滑块、弹簧和导杆组成，所述导杆和弹簧的上端均固定在振荡浮体上，弹簧的下端固定在滑块的上端面，滑块贯穿在导杆上并沿着导杆做往复直线运动，滑块的下端面固定着机械传动机构，该机械传动机构驱动发电机发电。 

所述装置还包括控制发电机输出功率和滑块质量的控制器。 

所述发电机输出功率的控制是通过可控整流桥的开关通断占空比的调节来实现的，开关通断占空比是通过PWM调制方式来精确控制的；功率优化控制是通过自动搜索最佳输出电流来实现的，具体调节过程为：保持整流桥输出电压恒定，检测整流桥输出功率P和输出电流I，通过调节开关管的通断占空比，使输出电流改变为I+ΔI，这时输出功率改变为P+ΔP，比较P+ΔP＞P，如果成立则继续同方向增加输出电流，再比较，该过程循环；如果比较P+ΔP＞P不成立，则反方向改变输出电流，再进行输出功率的比较，过程循环；过程中，输出电流和输出功率由传感器检测出来后，输送到控制器，控制器进行功率比较，并改变PWM输出波形来控制整流桥的开关通断占空比，从而改变输出电流。 

所述滑块内部开有空腔，该空腔与水泵相连，该水泵与控制器和单向阀相连。 

所述滑块质量调节是通过水泵和单向阀的控制来实现的，滑块开有空腔，用来储存海水，从而改变滑块质量。具体调节过程为：检测波浪振幅和频率，将检测结果输入到控制器，计算出振动机构的工作状态所对应的滑块质量，由控制器调节滑块质量，当要求滑块质量增大时，由控制器打开单向阀，通过水管并依靠海水重力将海水注入滑块的空腔内；而当要求减少滑块质量时，由控制器控制水泵将海水抽出滑块空腔。 

所述机械传动机构由齿条、第一棘爪棘轮、第二棘爪棘轮、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第一传动轴和第二传动轴组成，所述齿条的上端固定在上述滑块的下端面，该齿条同时驱动互相啮合的第一驱动齿轮和第二驱动齿轮，第一驱动齿轮再通过第一传动轴驱动第一棘爪棘轮，第二驱动齿轮再通过第二传动轴驱动第二棘爪棘轮，所述第一棘爪棘轮与第二棘爪棘轮同向安装，且与其外 圈齿轮相啮合，第二棘爪棘轮再驱动发电机加速旋转齿轮，并通过传动轴驱动发电机发电。 

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果： 

(1)本实用新型采用振荡浮体的全封闭式结构，避免发电机与机械传动机构直接与海水接触，提高装置的使用寿命，在极端气象条件下，通过改变滑块的质量和发电机输出功率来降低滑块的振动幅度，以保护装置。