[发明专利]浪涌抽水蓄能系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及海浪及浪涌能量开发利用技术领域，尤其涉及一种浪涌抽水蓄能系统及方法。

背景技术

风与海面作用产生浪涌，浪涌能是以动能形式表现的水能资源之一。海浪的动能可达每平方米20-30吨，全球海浪能功率约为700亿千瓦，其中可开发利用的约为25亿千瓦，与潮汐能相近。世界上许多国家，如英国、日本、美国、加拿大、芬兰、丹麦、法国等都在研究和试验海浪发电，并相继提出了数百种发电装置设计方案。当前各国海浪发电技术，都是在研究如何利用海浪的波动能发电，然而波动能具有分散和不确定性，其发电的可控性难以掌握，海浪发电机的成本很高，而且处在狂涛海浪中，对设备安全要求很高，高成本和高危险是阻碍海浪发电研究和海浪能利用的重要原因。因此如同风能一样，海浪发电的能量也将对电网造成安全稳定方面的影响.

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，利用海浪周期浪涌的特点，提供一种浪涌抽水蓄能系统及方法，将浪涌周期性动能转换成为抽水蓄能。

根据本发明一个方面，提供一种浪涌抽水蓄能系统，包括：

采能单元，适于采集浪涌的动能；

传导单元，适于传导采集单元所采集的浪涌的动能；和

蓄能单元，适于接收来自传导单元的能量并进行蓄能操作。

可选的，采能单元包括：集浪坝和位于其下方的进水栅栏，集浪坝适于将海浪或浪涌集中于进水栅栏处；和阻浪坝，位于集浪坝内，其与集浪坝一起形成浪涌的甬道，该甬道适于将从进水栅栏引进的水平方向浪涌改为垂直方向浪涌。

可选的，进水栅栏能够关闭或者调节进水速度和流量。

可选的，阻浪坝比集浪坝海拔低。

可选的，传导单元包括：杠杆和浮筒；其中，浮筒位于所述甬道内，能够随着浪涌上下运动；其中，浮筒上方设有垂直于浮筒的连杆，连杆连接至杠杆的一端，杠杆的支点固定在阻浪坝上，杠杆的另一端连接蓄能单元。

可选的，蓄能单元包括：活塞往复式抽水桶，适于利用浪涌上下推动浮筒产生的动力，通过连杆和杠杆推动抽水桶的活塞完成吸水和排水的功能；其中，活塞位于活塞往复式抽水桶中并连接所述杠杆的另一端；和输水管，连接所述活塞往复式抽水桶，适于将水导入具有与海平面一定位能的水池或者水库中。

可选的，采能单元还包括：浮筒定位模块，包括一端与浮筒底部连接的限制杆，以及固定限制杆另一端的底座；两块上限位限制块和两块下限位限制块，分别位于集浪坝和阻浪坝，用于防止浮筒由于浪涌过量涌动向上和向下超限运行损坏设备。

可选的，浮筒内设多个隔舱，隔舱内有充气囊，舱内可充入稳定作用的压舱水，通过调节气囊的空气量，就可调节浮筒隔舱内的压舱水量，从而达到调节浮筒稳定工作的作用。

可选的，所述活塞往复式抽水桶具有上进水和下进水两个进水口；所述活塞往复式抽水桶中设有进出水4个逆止阀，迫使水只能朝一个方向运动；当浮筒在浪涌作用下向上运动时，通过杠杆带动抽水桶的活塞向下运动，此时下抽排水的进水逆止阀关闭，排水阀打开，把水注入到输水管中，在此过程中，上抽排水进水逆止阀打开，排水逆止阀关闭；当浪涌回流，浮筒在重力作用下，向下运动时，上抽排水进水逆止阀关闭，上排水逆止阀打开，将水注入到输水管，此过程中，下抽排水进水逆止阀打开，开始进水，排水逆止阀关闭。

根据本发明另一个方面，提供一种浪涌抽水蓄能方法，包括以下步骤：

1)建起面向大海的弧形集浪坝，将海浪集中于集浪坝下方的进水栅栏处；

2)外层的集浪坝和内层的阻浪坝一起形成甬道，该甬道将从进水栅栏引进的水平方向浪涌改为垂直方向；

3)在甬道内放置浮筒，浮筒由位于甬道内部的限制杆和上下限制块限位；

4)浮筒上方设有垂直于浮筒的连杆，连杆连接至抽水活塞杠杆的一端；

5)杠杆的支点固定在阻浪坝上，杠杆的另一端连接抽水桶内的活塞；

6)抽水桶设计为上进水和下进水两个进水口，使得活塞往复运动时都能够汲水和排水，抽水桶中设有进出水4个逆止阀，迫使水只能朝一个方向运动；

7)抽水桶连接到输水管，输水管连接到输水母管上，输水母管将每个抽水桶中的水集中后导入具有与海平面一定位能的水库中；

8)水库可以安装水力发电机，将由浪涌能抽到一定高度的海水回流发电。

本发明优点在于，将浪涌周期性动能转换成为抽水蓄能，高位水池能够利用水位的势能来发电。

附图说明

图1是本发明一个实施例中提供的浪涌抽水蓄能系统的单元结构示意图；