[发明专利]抛物线型波能利用式防波堤

说明书

抛物线型波能利用式防波堤，包括带抛物线形开口阵列的浮式防波堤结构和振荡浮子式波浪能发电系统。在防波堤迎浪面布置抛物线形开口阵列，开口壁面将外海传入波浪反射至各抛物线形开口的焦点位置处，实现波浪能聚焦，将振荡浮子式波浪能发电装置的浮子结构置于上述各焦点位置处，实现可俘获能量的最大化。本发明有益效果是防波堤迎浪面设置抛物线形开口阵列，可在开口内的焦点位置处实现波浪能聚焦；波浪能发电装置的浮子安装于波浪聚焦的开口焦点处，达到波浪能俘获量的最大化；波能发电装置与防波堤结构集成，既可以防浪，又可以收集波浪能，减少了单独建造防波堤和波能发电装置的成本。该新型集成发电结构系统可广泛应用于波浪能资源的开发。

技术领域

本发明属于海洋能利用技术领域，尤其涉及海岸防护和波浪能综合利用装置。

背景技术

自1974年第一次石油危机以来，人们开始开发可再生能源技术，如风能、太阳能和海洋能等清洁能源转换技术。波浪能作为一种具有巨大开发潜力的海洋能，近几十年来持续获得研究人员关注。目前人们已经提出了逾千种的波浪能发电装置。然而，目前各类波浪能发电装置的商业化应用，依然被两个重要因素制约，即建造成本问题和转换效率问题。

为突破波浪能装置商业化的上述两大制约，海岸工程领域研究人员提出了将波浪能发电装置集成于海洋/海岸结构物的设想。一方面，通过波浪能发电装置与海洋/海岸结构物建造成本的共享，降低波浪能发电装置的布置成本；另一方面，通过海洋/海岸结构物前入射波浪和反射波浪的叠加效应，实现波能利用效率的提高。

本发明进一步提出一种带抛物线形开口阵列的新型波能利用式防波堤。利用抛物线形开口对波浪能进行成倍聚焦，通过在波浪能聚焦点处放置波浪能发电装置，来实现可俘获波浪能的成倍提高。

发明内容

本发明目的在于提出一种带抛物线开口的新型防波堤结构，通过在开口内集成振荡浮子式波浪能发电装置实现防波堤的波能利用功能。

本发明的目的实现是这样的：抛物线型波能利用式防波堤，包括防波堤和振荡浮子式波浪能发电系统。防波堤包括防波堤堤身、抛物线开口、张力筋腱和锚固结构等。振荡浮子式波能转换装置包括浮子、支撑结构、球形铰接结构、储能箱、发电机、液压杆和行走通道等。浮子安装在支撑结构端部，支撑结构通过球形铰接与储能箱相连，储能箱上安装有发电机，发电机通过液压杆与支撑结构相连，另外在支撑结构上布置行走通道。工作时，外海波浪传播至防波堤结构迎浪侧，进入各抛物线形开口，通过各开口壁面的反射将波浪聚焦到抛物线开口焦点位置处。将振荡浮子式波浪能发电装置的浮子结构置于焦点位置处。浮子随波浪起伏运动，带动支撑结构绕球形铰接结构旋转，进而推动液压杆驱动液压缸内的活塞，液压缸内液压油通过液压油管传递至液压发电机，驱动液压发电机进行发电。液压发电机通过电缆与外部用电设备相连，实现电力传输。

本发明的技术方案：

抛物线型波能利用式防波堤，包括防波堤堤身2、振荡浮子式波浪能发电装置、张力筋腱10和锚固结构11；

防波堤堤身2的迎浪面开设有抛物线形开口阵列，开口壁面将外海传入波浪反射至各抛物线形开口的焦点位置处，实现波浪能聚焦，将振荡浮子式波浪能发电装置的浮子置于焦点F处，实现可俘获能量的最大化；防波堤堤身2通过张力筋腱10和锚固结构11进行锚固在海底；

所述的振荡浮子式波浪能发电装置包括浮子1、行走通道4、支撑结构5、球形铰接结构6、液压杆7、发电机8和储能箱9；浮子1固定在支撑结构5的一端，支撑结构5的另一端通过球形铰接结构6与储能箱9连接固定，三者构成主体结构；支撑结构5上设有行走通道4；发电机8固定在储能箱9上，用于驱动液压杆7，液压杆7固定在支撑结构5上，位于行走通道4两侧；

所述的振荡浮子式波浪能发电装置通过储能箱9固定在防波堤堤身2上，浮子1位于抛物线开口3处。

所述的抛物线开口3的焦点F与顶点O的距离为所在海域特征波长的一半。