[發明專利]波能轉換器

無效

• 申請號: 200780026368.3
• 申請日: 2007-07-09
• 公開（公告）號: CN101490341A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 肖恩·D·穆爾
• 申請（專利權）人: 澳大利亞持續能源有限公司
• 主分類號: E02D29/00
• 分類號: E02D29/00;B63B22/14;B63B22/04;E02D27/52;E02B9/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 葛 青

技術領域

本發明涉及波能轉換器，用于將海洋波能轉換為電能，還特別但不排它地涉及依據浮力、流體動壓力和振蕩原理工作的波能轉換器。更特別地，本發明還涉及用于波能轉換器的張力錨泊系統。

背景技術

在三千年來，各地的人類越發關注如何生存。由于人類認識到礦物燃料是有限能源，對可再生清潔能源的探索變得更加急迫。全球變暖和氣候變化把注意力聚焦到減少對礦物燃料的依靠的需求上。最有前景的可再生能源之一是波能。據估算，全世界波力(wave?power)的潛在能量為2太瓦，這相當于全世界每年大約2000TWh的能源，足夠全世界的電能需求。雖然利用波浪能量的愿望已存在數百年，但過去的嘗試只獲得了有限的成功。所取得的成功僅限于很小規模，實現了數十千瓦至數百千瓦的量級，而不是所需的數百兆瓦。

以往的主要困難之一是設計足夠堅固(robust)以承受由海洋波浪產生的巨大力能的單元。在風暴條件下，波能是巨大的，造成了許多現有技術的基于陸地或基于海岸的系統的破壞。現有技術中典型的提取波能的手段是使用渦輪或液壓系統。一些嘗試是利用直接驅動的旋轉發電機，以及直接驅動的線性發電機。然而，現有技術中最常規的能量提取單元是振蕩水柱和液壓聯動旋轉發電機(oscillating?water?columns?and?hydraulic?linked?rotarygenerators)。典型地，它們用于近岸(near-shore)、靠岸和岸上設施。這樣的現有技術系統的另一主要缺點是需要靠近海岸，由于摩擦損失，海岸線波浪的能量損失很大，由此損失掉“深”水中的大部分波能。

本發明以提供張力錨泊系統和波能轉換器的視角得以開發，所述張力錨泊系統和波能轉換器可用在近海或者離岸處以提取最大量的海洋波能。

在本說明書中對現有技術的參考，僅用作說明的目的，而不應認為這種現有技術在澳大利亞或者其它地方是公知常識。

發明內容

根據本發明的一個方面，設置有張力錨泊系統用于將海洋波能轉換為更有用形式的設備，該設備包括具有浸沒構件的結構，該浸沒構件與該結構相連地設置在平均水位以下，該錨泊系統包括：

長的柔性構件，從配重機構延伸至抵衡機構，該索纜適合經由滑輪機構從浸沒構件懸掛下來；和

阻尼機構，用于向浸沒構件的運動施加阻尼動作，該阻尼機構經由滑輪機構向長的柔性構件施加阻尼動作。

優選地，抵衡機構包括具有質量塊的容器，該質量塊被設置為與所述容器相連，以提供經由長的柔性構件施加至浸沒構件的抵衡力。

優選地，抵衡機構包括具有質量塊的可調的浮力容器，該質量塊被設置為與所述容器相連，其中，抵衡機構的浮力可被調整以改變經由長的柔性構件施加至浸沒構件的抵衡力。優選地，抵衡機構的浮力可通過經由空氣軟管向浮力容器泵送空氣而被調整。

有利地，錨泊系統進一步包括錨泊罐，并且該結構的浸沒構件適于與錨泊罐對接。優選地，浸沒構件通過鎖定機構固定至錨泊罐。優選地，阻尼機構和滑輪機構容納在錨泊罐中。

根據本發明的另一方面，提供了將海洋波能轉換為更有用形式的設備，該設備包括：

長的支承結構，被設計用來在平均水位上方延伸，具有與之相連地設置在平均水位以下的浸沒構件，和使得支承結構以大致直立的取向漂浮在海洋中的浮力機構；

具有正浮力的漂浮構件，可滑動地安裝在支承結構上以便可沿垂直方向運動，漂浮構件設置有滑行艇表面，該表面適于將波浪運動的水平分量轉換為漂浮構件的垂直運動，由此增強漂浮構件的能量提取能力；和

能量提取機構，被設置為與支承結構和漂浮構件相連，以使得當波浪運動在漂浮構件和支承結構之間引起適當的差速運動時，所述能量提取機構將傳入的(incident)能量轉換為更有用的形式。

典型地，漂浮構件具有包括前端和后端的長水平橫截面，該前端適于面對正靠近的波浪的大致方向。優選地，所述前端變窄為尖端。優選地，所述?滑行艇表面是多個大致平行的滑行艇表面中的一個，這些滑行艇表面大致垂直于并沿漂浮構件的相應第一和第二側延伸。優選地，所述多個滑行艇表面從漂浮構件的前端向下傾斜到后端，其中，滑行艇表面迫使波浪中的水粒子向下，產生向上作用在滑行艇表面上的流體動力，所述流體動力增強了由于漂浮構件的正浮力而作用在漂浮構件上的向上力。

根據本發明的另一方面，在用于將海洋波能轉換為可用能量的設備中設置有改進的漂浮構件，該漂浮構件包括：