[发明专利]控制波浪能发电装置中浮筒对海平面进行跟踪的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制波浪能发电过程中对海平面进行跟踪的方法及装置，特别是一种控制浮筒式波浪能发电装置中浮筒对海平面进行跟踪的方法及装置。

背景技术

海洋具有的能量总蕴藏量大，不占土地，无污染排放等特点，因而有越来越多的国家开始重视对海洋能资源的研究与开发，另外，海洋可再生能源将会是我国沿海地区未来重要的战略性新型能源。海洋波浪蕴藏着巨大的能量，通过某种装置可将波浪的能量转换为机械的、气压的或液压的能量，然后通过传动机构、气轮机、水轮机或油压马达驱动发电动机发电。全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿kW。中国波浪能的理论储量为7000万kW左右。

浮筒式波浪能发电装置的使用，是为了尽可能的获取更多的电能，也就是说使其的发电效率尽可能高。浮筒波浪能发电装置中，浮筒捕获的波浪能是整个装置的能量源泉，浮筒捕获波浪能的效率就决定了浮筒波浪能发电装置的发电效率。而在浮筒捕获波浪能时，潮差(相邻高潮潮位和低潮潮位的高度差称为潮差)成为了集能浮筒装置技术上的难题，也是发电系统工作时间长短的难题。

目前，波浪能发电系统装置中浮筒固定，不会随海水基准面(海平面)的改变而改变。当出现涨潮和落潮过程时，捕获波浪能的浮筒起伏位移将会受到影响，不能正常捕获波浪能而影响发电系统装置工作效率。在正常潮位时，浮筒捕获波浪能的工作示意图如图1所示，并且设定连接浮筒的支撑杆上下摆幅角度限制在30°以内(假定浮筒向上运动摆幅角度为+30°，向下摆幅角度为-30°)，此时，浮筒起伏位移为h₀。因此，在正常潮位时，浮筒就能在±30°，起伏位移为h₀的范围内摆动，从而捕获到波浪能，使系统装置工作发电。

涨潮过程中，海水基准面(海平面)会因潮涨而上升，但是由于捕获波浪能的浮筒是固定的，不能随着海水基准面(海平面)的上升而上升。因此，在高潮位时浮筒只能在0°～+30°摆幅角度内运动，浮筒起伏位移为h₁，高潮位时浮筒工作简图如图1-3所示。此时，相比于正常潮位(如图2所示)时浮筒起伏位移h₀时有h₁<h₀。换而言之，浮筒不能完全在波峰与波谷之间作往复运动，浮筒起伏位移将缩短，其捕获到的波浪能就会随着潮差的增大而减少，波浪能的利用率就会降低，波浪能发电装置的发电效率就会越少。甚至当海水基准面(海平面)上升距离大于等于浮筒横向支撑杆长度L的一半高度时，浮筒会低于或处于波谷时，则浮筒就完全淹没在水下不再捕获波浪能供波浪能发电系统工作。随后，海水基准面(海平面)继续上升时，波浪能发电装置仍处于不工作状态。

落潮过程中，海水基准面(海平面)会随着潮落而下降，但是由于捕获波浪能的浮筒是固定的，不能随着海水基准面(海平面)的下降而下降。因此，在低潮位时浮筒只能在0°～-30°摆幅角度里运动，浮筒起伏位移为h₂，低潮位时浮筒工作简图如图3所示。此时，相比于正常潮位时浮筒起伏位移h₀时有h₂<h₀。换而言之，浮筒不能完全在波峰与波谷之间作往复运动，浮筒捕获到的波浪能就会随着潮差的增大而减少，波浪能的利用率就会降低，波浪能发电装置的发电效率就会越少。甚至当海水基准面(海平面)下降距离大于等于浮筒横向支撑杆长度L的一半高度，浮筒高于或处于波峰时，浮筒就完全脱离水面不再捕获波浪能供波浪能发电系统工作。随后，海水基准面(海平面)继续下降时，波浪能发电装置仍处于不工作状态。

因此，现有波浪能发电装置中，由于浮筒固定，潮涨和潮落时，浮筒都不能正常捕获波浪能，使得发电装置就不能充分工作进行发电，从而使波浪能利用率低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种控制波浪能发电装置中浮筒对海平面进行跟踪的方法平面的方法及装置。本发明可以使浮筒浮动，潮涨和潮落时，浮筒能正常捕获波浪能，使得发电装置能充分工作进行发电，从而使波浪能利用率高。

本发明的技术方案：控制波浪能发电装置中浮筒对海平面进行跟踪的方法，该方法是通过光电检测海平面系统检测海平面，并控制浮筒移动平台随海平面运动；浮筒移动平台带动海平面检测系统和浮筒移动,使浮筒对海平面进行跟踪。