[實(shí)用新型]一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220257136.7
• 申請(qǐng)日: 2012-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN202670064U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉延俊;孫興旺;李端松;劉計(jì)斌;李玉;彭建軍;洪禮康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): B63B35/00
• 分類號(hào): B63B35/00;F03B13/14
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于海洋裝備領(lǐng)域，特別是一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置。

背景技術(shù)

海浪是一種清潔的可再生能源，而且我國海岸線漫長，海浪資源豐富。因此，發(fā)展海浪能開發(fā)利用技術(shù)，有助于可持續(xù)發(fā)展，對(duì)我國的未來具有重大意義。現(xiàn)有的擺式波浪能利用裝置可分為懸掛擺式和浮力擺式兩種，其中懸掛擺式波浪能發(fā)電裝置是通過根據(jù)波況設(shè)計(jì)的水槽將波浪轉(zhuǎn)換為立波，然后由水質(zhì)點(diǎn)在立波駐點(diǎn)處的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)擺體運(yùn)動(dòng)，最后通過液壓系統(tǒng)將能量傳遞給發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。日本室蘭工業(yè)大學(xué)在1983年建造了世界上第一座懸掛擺式波浪能利用裝置，其擺寬為2m，裝機(jī)功率為5kw，在設(shè)計(jì)波況下工作時(shí)，系統(tǒng)總體效率達(dá)40％左右。隨后日本室蘭工業(yè)大學(xué)又在北海道研建了80kw懸掛擺式電站，中國在“八五”、“九五”期間，由國家海洋局海洋技術(shù)中心分別研建了8kw和30kw岸式懸掛擺式波能利用裝置。這種裝置的缺點(diǎn)是必須靠在岸邊而且強(qiáng)度差。浮力擺式是在波浪的推動(dòng)下，浮力擺隨著波浪的運(yùn)動(dòng)而來回?cái)[動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)能，經(jīng)液壓系統(tǒng)傳遞給發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。目前固定在海底的浮力擺波能利用裝置有芬蘭AW-Energy公司的WaveRoller、英國AquamarinePower公司和Belfast?Queen′s?University合作研制的Oyster和英國蘭開斯特大學(xué)的Frog。以上技術(shù)的缺點(diǎn)是需要在岸上或海底進(jìn)行施工將裝置固定，然而海浪能在向岸邊傳遞時(shí)衰減很嚴(yán)重，海浪能量從海平面向海底方向衰減也很嚴(yán)重，這樣就限制了所能俘獲的波浪能，同時(shí)海底施工也很難進(jìn)行。中國華南理工大學(xué)研制了一種漂浮陣列擺式波浪發(fā)電裝置，將浮力擺設(shè)置在了與海底錨接的“浮式基礎(chǔ)”之上，克服了裝置對(duì)海床基礎(chǔ)的依賴。但仍存在當(dāng)來浪方向變化時(shí)，不能保持海浪垂直入射擺體。同時(shí)，冗余的后排擺體對(duì)提高海浪能利用效率作用不大，反而會(huì)增大系統(tǒng)水平方向的單向受力。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可移動(dòng)連接和結(jié)構(gòu)簡單的基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置，它能夠利用漂浮平臺(tái)將擺式海浪能利用裝置的應(yīng)用范圍由岸邊擴(kuò)展到較深的海域，并且自適應(yīng)海浪傳播方向，高效地利用更多的海浪能。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置，包括漂浮平臺(tái)、擺體、液壓缸、錨鏈和大抓力錨。漂浮平臺(tái)通過錨鏈進(jìn)行固定，錨鏈的另一端與大抓力錨相連并固定在海底；擺體與漂浮平臺(tái)之間鉸接連接；液壓缸的兩端分別與擺體和漂浮平臺(tái)鉸接連接。其特征是：漂浮平臺(tái)具有能夠調(diào)整自身方位和高度的漂浮平臺(tái)底部和突起；漂浮平臺(tái)上的突起在垂直于海浪傳播方向的尺寸是水平面內(nèi)沿海浪傳播方向的尺寸的16-70倍；擺體的平衡位置是由豎直方向向來浪方向傾斜15°-40°。

所述的一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置，其特征是：漂浮平臺(tái)的尺寸沿海浪運(yùn)動(dòng)方向由小變大2-5m。

所述的一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置，其特征是：漂浮平臺(tái)上的突起在水平面內(nèi)沿海浪傳播方向的尺寸為10-20m，而在垂直于海浪傳播方向的尺寸為0.3-0.6m、平衡狀態(tài)時(shí)突起露出水面的高度為0.2-0.6m。

所述的一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置，其特征是：采用單根錨鏈一端連接大抓力錨固定在海底，另一端連接在平臺(tái)的中心位置處。

所述的一種基于漂浮平臺(tái)的擺式海浪能利用裝置，其特征是：擺體上留有斜向小槽。

當(dāng)整體液面高度沒有變化時(shí)，漂浮平臺(tái)基本保持不動(dòng)。擺體則在海浪的驅(qū)動(dòng)下往復(fù)擺動(dòng)，帶動(dòng)與其鉸接連接的液壓缸運(yùn)動(dòng)，從而輸出高壓油，將海浪能轉(zhuǎn)化為液壓能繼而進(jìn)行發(fā)電或者海水淡化等。當(dāng)潮汐導(dǎo)致液面高度發(fā)生變化時(shí)，漂浮平臺(tái)露出水面部分的體積就會(huì)發(fā)生變化，這樣漂浮平臺(tái)所受的浮力和重力的差值就會(huì)驅(qū)動(dòng)漂浮平臺(tái)重新達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)來浪的方向發(fā)生變化時(shí)，漂浮平臺(tái)底部和突起相對(duì)于錨鏈鉸接點(diǎn)所受的力矩就會(huì)變得不平衡，漂浮平臺(tái)在這樣的力矩作用下就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得漂浮平臺(tái)的軸線回到與來浪方向相同的方向上，這樣就使得擺體的作用截面始終垂直于來浪方向，保持高的俘獲效率。擺體的平衡位置是由豎直位置向來浪方向傾斜一定角度，這樣就能使得來浪的水平和豎直方向的分量驅(qū)動(dòng)擺體向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，有助于提高能量的俘獲效率。將豎直位置作為擺體的一個(gè)極限位置，防止擺體回復(fù)力太小，擺體不能夠正常回到平衡位置時(shí)，重力可以提供一定的回復(fù)力。前后設(shè)置的兩列擺體在海浪傳播方向上相差半個(gè)波長，使得平臺(tái)受兩列擺體的水平方向的作用力能相互抵消，平臺(tái)在海浪傳播方向就幾乎不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。