[发明专利]一种船型摆式波浪能发电装置

说明书

技术领域

本发明属于新型可再生能源技术和海洋装备领域，特别是一种船型摆式波浪能发电装置。

背景技术

随着全球能源危机和温室效应的加剧，海洋可再生能源的开发越来越受到重视。其中，波浪能由于其储量巨大受到广泛关注，目前已有大量形式各异的波浪能装置被研发出来。根据波浪能装置布放的位置，可将其分为三类：离岸式、近岸式和沿岸式。由于易于安装和维护、建设成本低等特点，早期研究较多、应用较广的设计大多都属于近岸式和沿岸式。然而，近岸地区相对较低的波浪能密度大大限制了波浪能的利用和波浪能技术的发展。

相对地，在深水地区波浪能的密度较高，同时又不会占用宝贵的陆地资源，在近些年来深水区离岸式波浪能装置受到人们更多的关注，其具有代表性的是位于苏格兰的波浪能发电公司Pelamis在葡萄牙开发的Agucadoura波浪能发电场中的“海蛇”发电装置。一般地，离岸式装置安装于深水区域（水深大于40米），这给波浪能装置的安装和维护都带来了挑战。由于离岸区域风浪资源丰富，且在时间分布上变化较大，甚至还会面临台风等极端天气，工程师们不得不重点考虑离岸式波浪能装置的稳定性和安全性。在保证波浪能转换装置能适应不同的天气状况的同时，需要考察设计在极端天气条件下的生存策略和生存能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服上述现有波浪能技术的布放地区能量密度低、安全性差等不足，提供一种船型摆式波浪能发电装置，它能根据海浪传递的方向自动调整自身的朝向，高效地将波浪能转化为电能，适用于深水区域，为海上采油平台、观测站等离岸设施提供电力，同时具有较高的可靠性，易于安装和移动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种船型摆式波浪能发电装置，包括船型漂浮主体、摆板、锚链、液压缸、主液压舱和双向发电水轮机。船型漂浮主体通过锚链连接抓力锚固定于海底；发电水轮机和液压机构均布放于漂浮主体内部。其特征是：船型漂浮主体迎向波浪来波方向，波浪带动摆板往复运动，进而带动液压装置工作，最后通过双向发电水轮机发出电力。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：船型漂浮主体为椭圆形柱体结构，内部中空。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：船型漂浮主体采用单锚链固定于海底。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：共有4组摆板和液压缸（2个前摆板和2个后摆板），对称分布、铰接于船型漂浮主体两侧。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：前摆板和后摆板之间的距离应为装置布放海域特征波长的一半。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：每个液压缸都安装有4个挡片。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：船型漂浮主体内部安装一个主液压舱与4个液压缸连接。

所述的一种船型摆式波浪能发电装置，其特征是：主液压舱中间位置安装有一个双向发电水轮机。

船型漂浮主体采用单锚链固定于海底，其可以在海平面上朝向任意方向。漂浮主体的椭圆形外形以及前、后摆板的布放方法使得整体发电装置在迎向来波方向时装置受到的水动力学阻力最小，由此，当波浪作用于船型漂浮发电装置时，装置会自动调整为朝向来波的方向。同时，较小的水动力学阻力也保证了在风浪条件较为恶劣时，整体发电装置受到的波浪力较小，保障了装置的安全性。

前摆板和后摆板与漂浮主体铰接相连，只有一个转动的运动自由度。海浪传递过来时，波峰作用于两个前摆板，摆板的转动带动液压缸内的活塞推动主液压舱中的液压油经过双向发电水轮机向后流动，水轮机发电；与此同时，波谷经过两个后摆板，后摆板向远离船型主体的方向转动，带动活塞向外运动从而促进了主液压舱中液压油向后的运动。当波谷作用于两个前摆板时，波峰位于后摆板，过程与上述过程相反，主液压舱中的液压油经由双向发电水轮机向前流动，水轮机发电。

本发明的有益效果是：

本发明适用于波浪能资源较为丰富的深水区域，采用椭圆形船型漂浮主体和多摆板设计，能够根据来波方向自动调整装置朝向；其发电原理采用了液压配合水轮机的方式，形式稳定；液压和发电系统均安装与船型主体内部，安全性高；本设计采用了单锚链系留的漂浮式平台，形式简单，便于安装和转移。

附图说明

图1是本发明的安装示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明各组成部分的组合方式示意图。

图4是一组摆板和液压缸组合的结构示意图。