[实用新型]一种海洋波浪能和太阳能集成发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种海洋波浪能和太阳能集成发电装置，属于波浪发电和太阳能发电技术领域。

背景技术

能源危机和温室效应引起的环境恶化一直是新能源开发的动力。虽然波浪能相比于风能、太阳能的开发要落后将近十年的时间，但是从能量密度上来看，波浪能是风能的3—40倍，如果能有效的开发波浪能，其所带来的经济效益要远远高于风能和太阳能。

目前，波浪能发电装置有很多类型。根据吸收方式的不同，可分为点吸收装置，终结型装置和减缓型装置。根据能量传递方式不同，可分为机械式、液压式、空气式、电磁式和压电式。其中液压式发电因为其结构运行的稳定性而被广泛应用，但是由于其联动结构复杂，其制造维护费用都较高，不利于大范围推广和使用。

其中，中国专利CN202989884U公开一种装在沉箱直立式防波堤的发电装置，包括防波堤及设于防波堤内的第一发电机，防波堤内设有流水通道，其特征在于：防波堤的迎水面上方转动连接有能上下摆动的第一挡水板，第一挡水板的下方连接有第一推动杆，第一推动杆向下斜插入防波堤内并能斜向移动，第一推动杆的下端与第一电机的转子传动连接，第一推动杆上套设有作用于第一挡水板使第一挡水板向上转动复位的弹簧。在波峰到来，海浪拍打第一挡水板时，第一挡水板受力逆时针旋转，第一推动杆推动防波堤中的发电机发电，波浪退回后第一挡水板在弹簧作用下复位，等待下一个波浪来袭，第一挡水板对波浪起到阻尼作用。该专利采用的是飞轮驱动的方式进行发电，海浪对第一挡板和第二挡板进行冲击，进而第一推动杆和第二推动杆的单向运动，后续所述挡板通过重力进行复位，进而实现第一推动杆和第二推动杆的往复运动，实现发电。虽然该专利应用到挡板，但是其挡板的驱动是依靠海浪和重力的双重作用进行的，如果机械部件发生磨损时，其重力复位将不再发生作用；而且，所述推动杆直接与飞轮齿轮连接，齿轮发生故障的概率远远大于液压设备，因此其维护成本也大大提高。

国内作者肖文平于2011年9月发表的博士学位论文《摆式波浪发电系统建模与功率控制关键技术研究》，其中，该文献中记载的PENDULUM系统安装在海岸线上，主体由一个一端面对大海开放，另一端封装的混凝土箱体组成，挡板的背面是一个半封闭的海水容纳腔。

经分析，该文献中所记载的PENDULUM系统具有以下缺点或不足：

1)该文献中记载PENDULUM系统最大的缺点是，不利于连续浪涌的驱动发电。当一次浪涌的海水进入半封闭的海水容纳腔时，如果海水未能及时排出便迎接下一次浪涌，那么半封闭海水容纳腔中的水压会与波浪力相抵消，大大影响驱动挡板的效果，发电效率也会大大降低。同时，由于潮退海水和潮来海水的冲撞，很容易在海水通道内产生撞击浪花，甚至会直接撞击挡水板，从而使整个波浪能收集系统的稳定性和使用寿命降低。而本实用新型所述的发电装置采用联通的凹形底座作为水流通道，波浪涌进所述凹形底座的水流通道内，驱动所述挡板沿海浪涌动方向运动；当海洋波浪退回至大海时，所述的波浪沿所述凹形底座的水流通道，驱动所述挡板沿海浪退回方向运动，这样使得潮来和潮退都驱动挡水板做功，从而极大的提高了发电的效率。同时，联通的水流通道能使一个浪涌的水顺利的通过而不集中于通道内，即有效的避免了滞留海水对波浪力的抵销，增强了系统的稳定性和延长了使用寿命，也有效的提高了发电的效率。

2)所述PENDULUM系统由挡板带动液压缸活塞运动，从而产生液压能。但由其结构原理图可以看出，在挡板摆动过程中，其液压缸和液压活塞也在随挡板的摆动而与底座产生相对运动，即液压缸整体轴线会绕着液压缸与底座的连接处发生转动，才能保证运动的可行性。但这样产生的后果是，液压缸缸体和液压缸活塞轴线时刻处于相对变化当中，不能保证较高精度的同轴度，在获得轴向力的同时，也会产生较大的径向力，从而增大摩擦力，降低发电效率。同时，由于挡板带动液压缸缸体和液压缸活塞活动，会使两者相对运动中产生冲击和摩擦，极大的加剧了液压缸和液压缸活塞的磨损，降低了液压系统的使用寿命。而本实用新型所述的发电装置采用导槽和虎克铰，实现将挡板的钟摆往复动作转换为液压缸活塞的同一水平轴向往复运动。从而有效的保证了液压缸缸体和液压缸活塞杆之间的同轴度，减小了活塞杆和缸体之间的摩擦损耗，极大限度的避免了径向力的产生。这样，即有效的减少摩擦损耗，提高系统发电的效率，又能减少活塞杆和液压缸缸体之间的磨损，有效提高液压系统的使用寿命。