[發明專利]嵌套浮擺式波浪發電裝置

無效

• 申請號: 201110298080.X
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN102352811A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 李大鳴;白玲
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

技術領域

本發明涉及一種海洋波浪能發電的裝置，特別是涉及一種嵌套浮擺式波浪發電裝置，屬于新型可再生能源技術領域。

背景技術

隨著世界經濟的發展、人口的激增、社會的進步，人類對能源的需求日益增長。海洋中蘊含著豐富的資源，隨著陸域資源的開發利用，在陸上資源日益短缺的今天，人們不得不轉向海洋領域的開發研究去尋找新的發展空間。能源科學和海洋技術的重新升溫，為解決這一世界性的能源與環境問題開辟了新的途徑。波浪發電作為一種新能源的來源，受到世界各國的重視。波浪能利用的裝置種類繁多，關于波能轉換裝置的發明專利成百上千。

在上述背景下，波浪能的開發利用正日益受到關注，經過20世紀70年代對多種波浪能裝置的試驗和研究到80年代的海況試驗及應用示范研究，國內外很多學者相繼提出了很多不同種類的波能轉換裝置，波浪發電技術已逐步接近實用化水平。波能發電的關鍵技術是中間的轉換裝置，目前研究最多、應用最廣的四種裝置為：振蕩水柱式波能裝置、擺式波能裝置、聚波水庫波能裝置、振蕩浮子式波能轉換裝置。

振蕩水柱式波能裝置是以空氣作為轉換的介質，其一級能量轉換機構為氣室，二級能量轉換機構為空氣透平。振蕩水柱波能裝置的優點是轉動機構不與海水接觸，防腐性能好，安全可靠，維護方便。其缺點是二級能量轉換效率較低。現有振蕩水柱式波能收集轉換裝置多用于航標燈等微型電力設備的供電，輸出功率較小；近岸振蕩水柱式波能收集轉換裝置對海岸地形要求較高。

擺式波能裝置是通過擺體在波浪力的作用下發生的前后或上下擺動，將波浪能轉換為擺軸的動能。擺式裝置的轉化效率高，但機械和液壓機構的維護較為困難。其另一優點是可以方便地與相位控制技術相結合。相位控制技術可以使波能裝置吸收到裝置迎波寬度以外的波浪能，從而大大提高裝置的轉換效率。

聚波理論最早由挪威特隆姆大學的Falnes和Budal提出。聚波水庫裝置利用喇叭型的收縮波道，作為一級能量轉換機構。波道與海連通的一面開口寬，然后逐漸收縮通至貯水庫。其優點是一級轉換沒有活動部件，可靠性好，維護費用低，系統出力穩定，幾乎不受波高和周期的影響。不足之處是電站建造對地形有要求，不易推廣。

振蕩浮子式波能裝置是在振蕩水柱式裝置的基礎上發展起來的波能發電裝置。其優點相當明顯，不僅轉換效率較高，而且減少了水下施工，建造容易，成本低廉。

綜上所述，目前所知的波能轉換裝置不能兼顧高效和高可靠度、高波能轉換效率等問題。因此，對于波浪能的開發來說，高效轉換技術仍是研究的難點和重點，由于波浪的不穩定性導致其轉換裝置經常處于非設計工況，因此提高波能轉換率，降低波能發電成本始終是波能研究領域的主要目標。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種嵌套浮擺式波浪發電裝置，該裝置集高效率與高可靠性為一體，并且成本低廉，能夠適應不同的地形和海況條件。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種嵌套浮擺式波浪發電裝置，包括內浮子和外浮子；

所述外浮子包括封閉防水層和置于所述封閉防水層外部的封閉外浮子殼體，所述封閉外浮子殼體和所述封閉防水層之間形成第一腔室，所述第一腔室在所述外浮子中心處的橫截面為圓環形，所述第一腔室內固定有多個均布的磁鐵和配重A，將所述第一腔室沿其中心處的橫截面周向分為2N等份，N為自然數，每一等份腔室內的磁鐵的磁極方向相同，相鄰等份腔室內的磁鐵的磁極方向相反；

所述內浮子包括封閉內浮子殼體，所述內浮子殼體內固定有依據發電機線圈纏繞方法纏繞的電子線圈和配重B，所述電子線圈和所述配重B形成中空結構；

所述封閉內浮子殼體置于所述封閉防水層內部；

所述封閉內浮子殼體和所述封閉防水層之間形成第二腔室，所述第二腔室內有內置水體，所述內置水體上浮有所述內浮子；

所述內浮子殼體與所述封閉防水層之間通過限位系纜連接；

所述封閉外浮子殼體通過錨鏈與海底基巖連接；

所述電子線圈上連接有輸出導線，所述輸出導線延伸至所述外浮子的外部。

所述封閉防水層是由柔性材料制成的。

所述封閉外浮子殼體和所述封閉內浮子殼體的外表面均為球形。

所述封閉外浮子殼體和所述封閉內浮子殼體的外表面均為柱形。

多個所述磁鐵通過夾設在所述第一腔室內的橡膠體固定。

所述封閉防水層是由橡膠制成的。

本發明具有的優點和積極效果是：

1)采用嵌套浮擺式結構，構思巧妙，結構新穎，建筑難度和成本較低。