[发明专利]防波堤及波浪发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及波浪发电技术领域，尤其是涉及一种能够利用波浪对防波堤的冲击力进行发电的防波堤及波浪发电装置。

背景技术

防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港口免受坏天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑物，传统防波堤的主要功能是防浪挡沙。防波堤的种类很多，按照结构类型可以分为直立堤、斜坡堤和特殊型防波堤；按照断面形状可分为斜坡式、直立式、混合式、透空式和浮式等。

防波堤一般建于海况较为恶劣、波浪较大的海域，这恰是波浪发电的良好条件。海洋能指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要有潮汐能、波浪能、海水盐差能和海水温差能。其中，波浪能以机械能形式出现，是品位最高的海洋能，受时间限制相对较小，其能流密度最大，分布最为广泛。据世界能源委员会的调查显示，全球可利用的波浪能达到20亿kW，相当于目前世界发电能量的2倍。因此，世界各海洋大国均十分重视波浪能的研究利用。

波浪能发电最基本的原理是通过波浪的运动使装置工作并带动防水发电机发电，将水以动能和势能形式存在的机械能转化成电能。通常波浪能转换成电能要经过三级转换，第一级转换是受波体吸收波浪能；第二级转换由中间转换装置优化第一级转换，产生稳定的能量；第三级转换由发电装置把稳定的能量转换成电能。

通常的波浪能发电装置多为“点头鸭”式、振动水柱式、摇摆式、聚波蓄能式、振荡浮子式和阀式等装置；通常是利用设置在水面上的浮子的上下震动力发电。

中国专利授权公开号：CN103443448A，授权公开日2013年12月11日，公开了一种波浪发电装置，包括：漂浮部，所述漂浮部通过浮力漂浮在海面上；动力传递绳索，所述动力传递绳索具有联接至所述漂浮部的一端；动力传递单元，所述动力传递单元与所述漂浮部的下侧间隔开并且构造成使得所述动力传递绳索缠绕所述动力传递单元从而仅沿一个方向传递旋转力；动力传递轴，所述动力传递轴通过从所述动力传递单元所传递的动力而旋转；防水发电机，所述防水发电机连接至所述动力传递轴的一侧。该发明的不足之处是，功能单一，不能利用波浪对防波堤的冲击力进行发电。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中波浪能发电装置将波浪能转化为电能的效率低的不足，提供了一种能够利用波浪对防波堤的冲击力进行发电的防波堤及波浪发电装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种防波堤及波浪发电装置；所述防波堤上设有变电站，防波堤外侧面上设有若干个向海洋一侧开口的防波孔，靠近防波孔边缘的防波堤外侧面上设有环形凸台，防波堤的靠近各个防波孔处均设有空腔；所述波浪发电装置包括设于各个防波孔内的随波浪摆动的摆动板，位于各个空腔内的能量转化机构和至少一个防水发电机，各个防水发电机分别与变电站电连接；所述防波孔向防波堤的内侧面延伸，摆动板与防波孔的孔壁滑动连接；

所述能量转化机构包括齿条、与齿条相配合的齿轮和与齿轮相配合的至少一个棘轮，齿轮通过设于齿轮上的棘爪与棘轮相连接，棘轮的转轴与防水发电机的转子相连接；

棘轮的转轴需要通过齿轮变速箱与防水发电机的转子相连接，齿轮变速箱将低速转动变为高速转动，从而使转子快速旋转并带动防水发电机发电。

空腔与防波孔之间设有条形通孔，摆动板与齿条之间设有穿过条形通孔的传动杆；所述摆动板上设有用于推动摆动板向防波孔的开口处移动的复位结构。

传动杆会带动齿条沿消浪孔的延伸方向内外移动，当齿条移动时，棘轮运动并带动防水发电机发电，因此，本发明具有波浪能转化为电能的效率高的特点。

本发明将波浪对防波堤的横向冲击力转化为机械能，利用防水发电机将机械能转化为电能；与现有技术中的波浪能发电装置的不同之处是，波浪对防波堤的横向冲击力比较强烈，摆动板在冲击力及复位弹簧的带动下可以在沿消浪孔内外大幅度摆动，波浪能转化出的机械能更多。

另外，本发明的防波堤与波浪发电装置连成一体，兼具了两者的功能，既节省了岸线资源，又开发了海上清洁能源；波浪发电装置设置在防波堤内部，既节省了空间，又省去了将波浪发电装置固定于海上的成本，而且防波堤对波浪发电装置起到了良好的保护作用，使波浪发电装置的使用寿命更长；采用带有消浪孔的防波堤结构，使防波堤的消浪效果更加明显。