[发明专利]一种自漂浮独立型波浪能发电装置及其工作方法

说明书

本发明涉及一种自漂浮独立型波浪能发电装置及其工作方法，属于波浪能发电技术领域。装置包括浮体、波浪能捕获装置、液压油缸、发电装置和蓄电池，其中，浮体外侧设置有波浪能捕获装置，浮体内部设置有发电装置和蓄电池，波浪能捕获装置通过液压油缸连接有发电装置，发电装置连接有蓄电池。本发明的浮子对低频海浪具有更高的幅值响应，发电效率高，可以为海上养殖、海上观测浮标、海上孤岛等提供电能，而且可以自漂浮，独立运行，无需依托海上平台，应用范围广阔。

技术领域

本发明涉及一种自漂浮独立型波浪能发电装置及其工作方法，属于波浪能发电技术领域。

背景技术

在能源紧张的时代背景下，有“蓝色油田”之称的海洋能源因具有储量巨大、清洁无污染的特性成为21世纪国际能源领域研究开发的热点。海洋能的储量可以达到10万太瓦时/年，其中，波浪能因分布于近海面、能量密度高、开发难度小、质量高等优点受到各国可再生能源开发领域的极大关注。

为了实现海上浮标长期工作，海上孤岛独立运行，供电是亟需解决的难题，采用岸上供电，铺设电缆成本高昂，且施工难度很大，工作时间也受蓄电池限制，若采用太阳能供电，则供电时间十分受限，因此从海浪获取电能是非常便捷实用的。

目前，波浪能发电装置普遍存在发电输出功率不足、性价比低的问题，严重限制了波浪能发电的应用，提升波浪能发电装置的发电能力，是波浪能发电技术发展与应用的关键，也是当前国际上波浪能发电领域的主流方向，而且现有的波浪能发电装置需要依附船只、岛屿等海上平台使用，应用范围受限。为此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自漂浮独立型波浪能发电装置，浮子对低频海浪具有更高的幅值响应，发电效率高，可以为海上养殖、海上观测浮标、海上孤岛等提供电能，而且可以自漂浮，独立运行，无需依托海上平台，应用范围广阔。

本发明还提供上述自漂浮独立型波浪能发电装置的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种自漂浮独立型波浪能发电装置，包括浮体、波浪能捕获装置、液压油缸、发电装置和蓄电池，其中，浮体外侧设置有波浪能捕获装置，浮体内部设置有发电装置和蓄电池，波浪能捕获装置通过液压油缸连接有发电装置，发电装置连接有蓄电池。

优选的，浮体为矩形中空体，浮体顶部设置有浮球。

进一步优选的，浮体底部通过锚缆设置有锚，通过锚为浮体进行定位固定。

优选的，波浪能捕获装置包括浮子、导向轨和橡胶弹簧，导向轨两端通过橡胶弹簧环绕设置于浮体四周，浮子两端通过滑块滑动连接于导向轨之间，浮子连接于液压油缸，液压油缸通过支撑座设置于浮体上，通过波浪振幅带动浮子沿导向轨运动，橡胶弹簧为导向轨提供弹力支撑，进一步加强浮子振幅，缓冲减压的同时避免海水腐蚀，液压油缸将浮子的波浪能转换为液压能。

进一步优选的，浮子外侧为双段圆弧状，上段圆弧的弧长大于下段圆弧的弧长，通过双段圆弧设计使浮子为仿海豚头流线型浮子，对海豚流线型结构仿生利用，利用流线型结构降低浮子运动时所受海水阻力的影响，提高波浪能采集效率，海豚头结构避免纯粹的流线型结构竖直插入水中时，影响浮子上浮的浮力，采用类似海豚头的结构，可以有效地将减阻与保持浮力相平衡。浮子是与波浪直接接触的部分，通过随波浪做垂荡运动捕获能量。

优选的，浮子和浮球内部均设置有纳米发泡塑料。纳米发泡塑料密度小，浮力大，受温度影响小，对于波浪起伏的随动反应灵敏度高，有利于提高波浪能采集效率。

优选的，发电装置包括液压马达和发电机，液压马达通过液压管路外接有液压油缸，液压马达输出端通过联轴器连接有发电机，发电机连接有蓄电池。发电机所产生的电能可以存储于蓄电池中，也可以直接给负载供电。