[发明专利]一种摆动发电的波浪能装置

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，特别是一种摆动发电的波浪能装置。

背景技术

随着世界经济的发展、人口的增加、社会生活水平的不断提高，各国对能源的需求迅速增长。近年，受化石能源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动，作为主要可再生能源之一的海洋能事业取得很大发展，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在21世纪充分利用海洋能展示了美好前景。

目前，世界上主要的波浪能装置可根据其位置分布划分为三类：离岸式(离岸超过2.5Km)、近岸式和岸基式。其中，近岸式波浪能装置由于易于安装和维护、建设成本低等特点受到了广泛的研究。同时，其所处区域波浪能密度相对较高，又不容易受到台风等恶劣天气的影响。近些年来，这类波浪能装置得到了较大的发展。然而，考虑到海水的特殊物理化学性质以及波浪的随机性和其极端天气下巨大的破坏力，对于安装在海中的波浪能发电装置，工程师们不得不重点考虑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稳定性低、安全性差等不足，提供一种摆动发电的波浪能装置，它能利用海水流速随波浪传递产生的变化，高效地将波浪能转化为摆板的动能，进而转化为电能，适用于近海区域，为海上航标灯、观测站等离岸设施提供电力，也易于直接发电联网，同时具有较高的可靠性，易于制造和安装。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种摆动发电的波浪能装置，包括发电舱、摆板、顶板、挡水墙、电磁铁、线圈和电缆。其特征是：装置整体通过挡水墙安放在海底；挡水墙间安装有转轴，并在转轴上安装了摆板，摆板上安装有电磁铁；挡水墙的上部安放有顶板，顶板的中间朝向转轴的方向安装有发电舱。

所述的一种摆动发电的波浪能装置，其特征是：摆板为中空结构，顶部中央安装电磁铁。

所述的一种摆动发电的波浪能装置，其特征是：发电舱安装在顶板上，并对称分布于电磁铁的两侧。

所述的一种摆动发电的波浪能装置，其特征是：发电舱内部布放有环形线圈。

波浪能装置通过挡水墙直接安放在海底基础上，适用于近海海域。装置的主体部分可以采用在岸上预制，利用驳船拖动到指定位置，沉入水中进行安装。装置主要利用波浪引起的水体往复运动的动能的变化，其摆板的尺寸也可以合理增加，以提高波浪能的捕获效率。当风浪条件较为恶劣时，可以方便地将摆板拆掉并运输离开，保障装置的安全性。

没有波浪作用时，摆板的浮力和重力达到平衡状态，摆板静止不动。当波浪传递到波浪能装置时，摆板会随着水体流速的变化而围绕转轴转动，进而带动摆板顶部的电磁铁作往复运动。随着电磁铁的运动，在发电舱内的环形感应线圈内的磁通量发生变化，进而产生电流。在近岸可以并排布放多个波浪能装置，以提高能量转换的总输出。同时，波浪能装置的顶板还可以作为其他生产活动的操作平台，或者为船只提供避风港。

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近海区域，采用单摆板的摆动发电的波浪能装置的设计，能够适应各种类型的来波；其发电原理采用了电磁感应发电的方式，形式简单，效率稳定；装置整体形式简单，安全性高，便于制造和安装。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的局部结构示意图。

图3是本发明迎向来波方向的示意图。

图4是本发明电磁铁和发电舱的内部结构示意图。

图5是本发明在近海布放的示意图。

图中，1-顶板，2-电磁铁，3-发电舱，4-转轴，5-摆板，6-挡水墙，7-海底，8-线圈，9-电缆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

如图1所示，装置整体通过挡水墙6安放在海底基础7上；挡水墙6间安装有转轴4，并在转轴4上安装了摆板5，摆板5的顶部安装有电磁铁2；挡水墙6的上部安放有顶板1，顶板1的中间朝向转轴4的方向安装有发电舱3。

如图2所示，发电舱3对称分布于电磁铁2的两侧。

如图3所示，摆板5的顶部中央安装有电磁铁2，摆板5迎向来波方向。

如图4所示，摆板5的顶部中央安装的电磁铁2中N极和S极分别位于上下两端，发电舱3中布放有环形感应线圈8。

如图5所示，数个摆动发电的波浪能装置可以并排布放，形成一个波浪能发电场。

本实施例的工作原理：