[发明专利]一种铰接浮筏阵列式波浪能吸收系统

说明书

本发明属于海洋能源利用与可再生能源发电技术领域，尤其涉及一种铰接浮筏阵列式波浪能吸收系统，主体结构包括水下潜体、支撑结构、发电平台、铰接浮筏及若干液压油缸等。水下潜体为整个系统提供稳定支撑；发电平台通过支撑结构与水下潜体连接为一整体结构；铰接浮筏通过四组滑动套筒与支撑结构相连；铰接浮筏漂浮于波面，随着波浪运动做弯曲运动，从而将铰接浮筏所接触波面的波浪能转换为浮筏的机械能，进而通过若干液压油缸将铰接浮筏运动的机械能提取出来，通过液压油管转换为液压能，最后通过发电平台上布置的若干发电和储能单元、电能处理单元等将液压能转换为电能，并通过外输电线输出。

技术领域

本发明属于海洋能源利用与可再生能源发电技术领域，尤其涉及一种铰接浮筏阵列式波浪能吸收系统。

背景技术

波浪能是一种极具前途的清洁可再生能源，具有能量品质好、储藏量大、分布广泛的优点，它的开发利用对于推进可持续发展、海洋资源开发等具有重要意义，在中国，对波浪能的开发利用已经列入了国家能源发展战略，具有广阔的发展前景。

现有的离岸式波浪能利用技术可以分为点吸收式和线吸收式两类，点吸收式波浪能转换装置主要是通过浮体在波浪中的垂荡运动产生的位移或相对位移变化，通过PTO（Power Take-off，能量提取）阻尼将浮体运动的机械能转换为液压能或电磁能，再经过蓄能器等能量储存、传输单元，最终驱动发电机进行发电，或者通过其他设备制造淡水或制冰等。该类装置主要包括振荡浮子式、振荡水柱式等具体类型。线吸收式波浪能转换装置则能够吸收沿着波浪传播线一定距离的波浪能，如著名的英国“Pelamis”式装置即属于该类型。该装置由多组铰接筏体组成，筏体在波浪的激励下运动，相邻筏体之间的（角）位移变化，筏体运动的机械能通过安装于相邻筏体之间的PTO阻尼机构进行提取。除此之外，合理利用沿岸地形，将波浪的动能转换为势能，进而利用海水头压差发电的越浪式装置也是一个重要类型。

上述的波浪能转换装置具有很好的能量转化效果，但由于只能以点或线等较有限波峰线宽度范围的波浪能作为吸收对象，因此一般在波高较大时，才能获得较好的波浪能转换效果；与欧洲、北美等海域波况相比（波高为2.0m-6.0m），中国近海大部分海域波高偏小（0.5m-3.0m），波浪能能流密度较低，致使现有的波浪能转换装置难以高效率的直接利用，综合利用成本较高，甚至造成部分分散的、低品位波浪能资源被浪费，因此有必要通过一定的系统解决现有装置波浪能吸收的波峰线宽度较小的问题，从而更节约、充分、高效的利用波浪能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种铰接浮筏阵列式波浪能吸收系统，该系统整体结构简单、可提升对波浪能的利用效率，用以解决现有波浪能转换装置由于波浪能吸收的波峰线宽度较小而导致的分散的，低品位波浪能资源无法利用或利用不充分的问题。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种铰接浮筏阵列式波浪能吸收系统，用于波高较小的分散的、低品位波浪能最大限度的吸收利用，该系统为一独立的海上发电单元，主体结构包括水下潜体、支撑结构、海上发电平台、铰接浮筏及若干液压油缸等。其中，水下潜体为具有一定质量及较大体积的长方体浮体结构，潜没于海水中，为整个系统提供稳定支撑；海上发电平台为一平板结构，在其上布置发电单元进行能量的转换，通过所述支撑结构与水下潜体连接为一整体结构，铰接浮筏只能沿波浪传播方向弯曲，而在垂直于波浪传播方向上保持不变；铰接浮筏通过所述四组滑动套筒与所述支撑结构相连；铰接浮筏漂浮于波面，随着波浪运动做弯曲运动，从而将铰接浮筏所接触波面的波浪能转换为浮筏的机械能，进而通过若干液压油缸将铰接浮筏运动的机械能提取出来，通过液压油管转换为液压能，最后通过海上发电平台上布置的若干发电和储能单元、电能处理单元等将液压能转换为电能，并通过输电线输出。

所述铰接浮筏具有一定的质量与厚度，由多组沿波浪传播方向宽度较窄的细长浮筏铰接而成，只能沿波浪传播方向弯曲，而在垂直于波浪传播方向上保持不变。优选的，铰接浮筏静水状态下的吃水约为自身厚度的60%；铰接浮筏弯曲状态下长度介于1至2个入射波波长之间。