[发明专利]一种漂浮摆式波浪发电技术

说明书

技术领域

本发明是一种漂浮摆式波浪发电技术，属于新能源开发领域，解决了随机吸能转换和电力处理的技术问题，使输出的电能达到独立成网或并入电网的要求。

背景技术

目前，利用海浪发电的技术和装置多种多样，但是满足经济、耐久、高效和稳定的海浪发电技术仍不成熟，因此，海洋波浪发电仍未能大规模商业开发。

“海蛇”波浪发电技术，是利用浮筒带动液压缸得到高压液体，然后驱动液压马达，带动发电机发电，是一种较为成功的筏式波浪发电改良技术。

摆式包括悬挂摆和浮力摆，悬挂摆较为成功的是日本的摆板波浪发电技术，也采用液压能转换；浮力摆也称为座底摆式波浪发电技术，较为成功的是英国的“牡蛎”，也是采用液压能转换发电。

我国目前有机构在研究海蛇和牡蛎相关的类似系统。

本技术将筏式和摆式技术结合，形成一种漂浮摆式波浪发电技术，采用液压能传动。

发明内容

本技术的基本结构是将三联波面筏中部的波面筏改为连杆，前后波面筏改为竖直的摆板式浮体，连杆与前后浮体相互铰接，并在连杆与前后浮体之间设置液压缸。根据杠杆原理，当连杆两端的浮体上下浮动和前后摆动时，使得液压缸发生压缩或拉伸，据此获得高压液压能，驱动液压马达，带动发电机发电，获得电能。

发电机采用硅整流交流发电机，得到电压稳定、电流基本稳定的直流电，经蓄电池、逆变器、变压器等电力设备后获得交流电使用。

装置由吸能系统、发电单元和电力处理系统组成，其基本结构是由两根连杆和两个浮体组成的四连杆结构。

吸能系统由浮体、连杆、液压缸和锚系组成。浮体分上、下两部分，上部为封闭的浮箱，为全部设备提供浮力；下部为挡板或水箱，增加了摆板的受力面积，降低了浮体的重心，两者连接后竖向漂浮在水面上。两根连杆两端分别与前后浮体顶部的支撑座铰接，使连杆与浮体形成可铰接转动的四连杆结构，相互间可以在纵向和横向转动，以适应波浪的随机性。在连杆与浮箱之间铰接液压缸，当连杆与浮体产生相互转动时，就会压缩或者拉伸液压缸内的液压活塞，形成高压的液压能输出。锚系连接浮体或连杆，起导向和定位作用，同时当遇到特大风浪时，将锚系转动，带动装置转动，使浮体的窄边迎浪，可有效保护装置，增加装置的寿命。

发电单元由液压系统和发电机组成。液压系统以液压缸为泵，提供高压液体，液压马达为执行元件，将高压液体转换为旋转运动，带动发电机发电。液压系统还应包括蓄能器、油箱、液压管道、单向阀、溢流阀、液压油、滤油器、散热器等液压构件组成。

发电机采用硅整流交流发电机，其发电转速适应液压马达转速的变化，获得电压稳定、电流变化的直流电。

发电单元的设备整合固定在浮体的浮箱顶面，外部设置防护罩，不与海水接触，保证设备的耐久性和通用性。也可单独整合固定在单独的浮体中，置于吸能系统之后，各油缸的高低压液压油通过高低压管道集中向发电单元的液压系统供油和吸油，形成小型的发电站。

电力处理系统包括电压调节器、蓄电池、逆变器等，是配合硅整流交流发电机使用的电力设备。发电机输出电压基本稳定、电流变化的直流电，一方面可直接给蓄电池充电，一方面经逆变器处理后得到电压、频率稳定的交流电，满足独立成网和并入电网的要求。

大型发电站：通过液压管路的整合，可将多个浮体并、串联起来，形成矩阵排列，将发电单元单独放置矩阵后，前面的浮体矩阵的所有液压缸同时向发电单元的液压系统供油，以获得连续稳定的输出。如此扩展，可发展大型的发电站。

本系统的主要特点：

一是采用了漂浮结构，模块化生产，易于投放和回收；

二是可以抵抗大风浪袭击，本装置工作时，摆板正面迎击海浪，当有大风浪时，将设备转动90度，使浮体的窄边迎浪，有效的降低波浪的冲击力，起到保护的作用。

三是耐久性好，所有的发电设备置于海水面之上，进行简单的防护，就可有效的增加设备的耐久性和通用性。

四是技术经济性好，装置的所有部件没有冗余的其他的配重，同时扫掠的水体体积很大，满足吸能高效的基本条件；四连杆结构在平面和空间都能够转动，利用相互的重量有效的形成了杠杆布置，提高吸能效率。

五是适应波浪极差的范围大，通过理论分析计算，单浮体迎浪时，在波浪高度为1m时受到的波浪力和5m波高时受到的波浪力相差不大，设备都能够很好的进行工作。

六是扩展性好，可以发展大型的发电站。设备按照矩阵排列，采用多缸对单一发电单元的策略，保证了输入、输出的稳定性，同时也提高了输出功率。