[發明專利]浮體繩輪波浪能發電系統

無效

• 申請號: 200810083910.5
• 申請日: 2008-03-08
• 公開（公告）號: CN101526062A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 曲言明
• 申請（專利權）人: 曲言明
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬海浪發電領域。

背景技術

目前的波浪能轉換系統，通常具有兩個部分：第一部分為采集系統，作用是俘獲波浪能； 第二部分為轉換系統，即把俘獲的波浪能轉換為某種特定形式的機械能或電能。采集系統的 形式有振蕩水柱式(OWC)、振蕩浮子式(Buoy)、擺式(Pendulum)、鴨式(Duck)、筏式(Raft)、 收縮坡道式(Tapchan)、蚌式(Clam)等，提高波浪能俘獲量的技術有通過波浪繞射或折射的聚 波技術，以及通過系統與波浪共振的慣性聚波技術。轉換部分有空氣葉輪、液壓系統、低水 頭水輪機、以及發電機等，提高轉換效率的方法有可控葉片、變阻尼、整流、定壓等，提高 能量質量的方法有能量緩沖和調勵磁等。目前最常見的是振蕩水柱+空氣葉輪的波浪能裝置， 另外，振蕩浮子+液壓系統也是目前發展勢頭最猛的波浪能裝置，該技術采用浮子俘獲波浪能， 通過與浮子連接的液壓裝置將波浪能轉換成液壓能，再通過發電機轉換成電能，或通過其它 設備制造淡水或冰。

雖然波浪能轉換的裝置千變萬化，但目前大多數仍無法適應變化多端的海浪，抗風浪能 力也差，在海浪小的時候，對其吸收波浪能的部分，推動力太小，遠遠達不到其額定效果， 吸收能力太差，而在海浪大的時候，又往往超過了它吸收波浪能裝置的工作范圍，導致系統 受損。

就拿就要投入商業運營的“海蛇”來說，在海浪波長小于它的每節長度的時候，海浪對 每節的作用幾乎類同，無法讓海蛇作“曲膝”的彎曲動作，因此無法吸收海浪能。如果海浪 的1/4波長大于海蛇總長度，雖然海浪的波高大了，但波形變得平緩，所以仍然無法有效的 吸收海浪能。

發明內容

本發明的目的是提供一種浮體繩輪波浪能發電系統，它能夠在大部分波形的波浪下仍能 夠有效工作，有效工作時間長，抗風浪能力強。

本發明的技術方案(見圖11)：

本系統利用浮體(1)來吸收波浪能，然后通過一端系在其上而另一端纏繞在轉輪(3) 上的繩(2)拉動轉輪(3)，實現將獲得的無規律的波浪推力，轉換成旋轉動力，轉輪(3) 一方面將動力輸出給傳動機構、發電機進行發電，另一方面收緊蝸簧(4)進行蓄能；在波浪 回落階段，繩(2)變松，蝸簧(4)釋放勢能帶動轉輪(3)反轉，將松垮的繩(2)收回。

工作原理詳細如下：

根據波浪理論，波浪上的點實際上是在作圓周運動，不管多大的浪，只是圓周運動的半 徑大小不同而已，所以漂浮在波浪上的浮體(1)也跟著在作圓周運動，這樣浮體(1)與轉 輪(3)相對距離就會發生周期變化。當浮體(1)與轉輪(3)的距離增大時，一端系在浮體 (1)上，而另一端纏繞在轉輪(3)上的繩(2)就會拉動轉輪(3)旋轉，從而將波浪不規 則的推力轉換成旋轉動力，拉程(即拉繩的行程)等于圓周運動的直徑即波浪波高，同時在 此過程中也收緊了收繩用的蝸簧(4)。在波浪回落階段，浮體(1)與轉輪(3)之間距離減 小時，波浪推力消失，繩(2)變松，這時蓄能的彈簧(4)的彈性勢能釋放，帶動轉輪(3) 反向旋轉，將繩(2)收回，波浪能采集，就是這樣不斷重復著拉、收兩個過程。

對于簡化型浮體繩輪波浪能發電系統(見圖1)，轉輪(3)輸出的動力可直接給發電機 (19)或通過變速器再給發電機進行發電。

而對于完整型浮體繩輪波浪能發電系統，轉輪(3)輸出的動力先通過棘輪(12)變為單 向旋轉動力，然后再通過液壓系統輸入端(13)、壓力蓄能器(16)、液壓系統輸出端(17) 進行能量的匯集、穩壓、輸出，最后由發電機(19)將機械能轉化為電能，必要的時候也可 以加輔助整流設備。

為了使轉輪(3)位置能夠盡量穩定，以配合轉輪(3)與浮體(1)的相對運動，轉輪(3) 所基于的的容器(25)，在水中，其垂直投影面積盡量大，以提高水的阻力，因為深處的水幾 乎不流動。當然也可以不必用增加面積這個方法，而直接用系向海床的繩(26)拴住容器(25) 就可以了。

浮體(1)可采用圓形、正三圓角形、圓角矩形或其它種凸多邊形板形狀(之所以采用圓 角是為了防止尖角撕裂彈性銜接面)，多個板狀的浮體(1)在一個平面內鋪開，相鄰浮體(1) 間通過彈性銜接面(6)銜接，從而構成整個一個浮體陣列面(5)，從而增加了與波浪的接觸 面積，減少波浪繞過浮體而引起的能量流失，其容易彎曲性也使之能跟隨各種形式的波浪彎 曲起伏，能夠自動適應，從而高效率的吸收波浪能。