[發明專利]一種波能發電系統

有效

• 申請號: 201410415522.8
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104196673A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 林政;張永良
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;H02K7/18
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種發電系統，特別是關于一種波能發電系統。

背景技術

波浪發電技術包括采集波浪能和將波浪能轉換為電能兩方面，20世紀70年代，歐洲首先開始探索如何利用海洋波浪能，截止到目前，海洋波浪能發電技術已經逐步走向商業示范階段，但是，距離大規模推廣應用還需很長一段時間。波浪發電不能大規模推廣應用的原因主要有：①惡劣的海洋環境和變化多端的天氣狀況；②現有裝置普遍存在環境適應性差的弱點，惡劣的海況下，裝置容易受損且難以恢復，海況變化的條件下，只能吸收特定頻率的來波能量，年發電小時數有限；③發電效率低，理論上，波浪能采集浮體的吸收效率能夠達到甚至超過100％，而實際上，吸收效率則很難達到理論值，波浪能轉換為電能以及電能傳輸過程中又不可避免地損失一部分能量，因此總體的轉換效率不高，甚至普遍低于30％；④前期投資大，商業推廣應用風險高，需要政府政策扶持。雖然波浪發電存在上述缺陷，但是卻具有其他能源發電不具備的獨特的自身優勢，包括清潔、無污染、可再生和能量密度高等特點，尤其是遠離大陸的海島可就地利用波浪能進行發電和海水淡化，因此，對于沿海波浪能豐富和海岸線狹長的國家，發展波浪發電技術具有非常重要的意義。

目前，波浪發電裝置多為單裝置，主要包括振蕩水柱式、筏式、浮子式和收縮楔形窄道式。其中，振蕩水柱式多與透平發電機聯合使用，收縮楔形窄道式與水輪機結合使用，筏式和浮子式與液壓馬達聯合使用。上述形式的現有波浪發電裝置存在實用性較弱、結構復雜或發電效率低等缺點。除此之外，目前對集群陣列的發電裝置的研究尚未有深入的涉及。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠吸收較寬頻譜的波浪、實用性強、結構簡單且發電效率高的集群陣列式波能發電系統。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種波能發電系統，其特征在于，它包括一波能轉換裝置和一波能采集裝置，其中，所述波能轉換裝置包括一錨固在海底的支撐浮體，一緊固連接在所述支撐浮體正上方的發電平臺，一開設在所述發電平臺中心的通孔，兩對稱轉動連接在所述通孔前壁、后壁上的轉輪，每一所述轉輪均順序通過設置在所述發電平臺上的一齒輪，一變速箱和一轉軸連接一發電機，所述發電機外圍的發電平臺上圍設一圍壁；所述波能采集裝置包括一內置在所述支撐浮體內的波能采集浮體，一緊固連接在所述波能采集浮體上端面的第一外框，一端轉動連接在偏離所述通孔中心的第一外框上，另一端緊固連接一水平軸中間的曲柄，所述水平軸的兩端轉動連接在所述轉輪的偏心點上；還包括若干沿所述波能采集浮體的周向緊固在其上的支柱，每一所述支柱的另一端垂直貫穿所述圍壁外圍的所述發電平臺后通過若干水平的連接桿順序連接。

所述支撐浮體采用圓盤形結構或開口正對來波方向的n形結構；其中，圓盤形結構的所述支撐浮體尾部的一段圓弧下緣向下延伸，使所述支撐浮體在來波上游吃水淺，來波下游吃水深；n形的所述支撐浮體的尾部下緣向下延伸，使所述支撐浮體在來波上游吃水淺，來波下游吃水深。

所述支柱為四根，所述連接桿為四根。

一種波能發電系統，其特征在于，它包括一波能轉換裝置和一波能采集裝置；其中，所述波能轉換裝置包括一錨固在海底的支撐浮體，一緊固連接在所述支撐浮體上端面的第二外框，兩圍設在所述第二外框兩端的圍壁，每一所述圍壁內的第二外框的前、后兩端均轉動連接一轉輪，每一所述轉輪均順序通過緊固連接在所述圍壁內的一齒輪，一加速齒輪箱和一轉軸連接一發電機；所述波能采集裝置包括兩獨立地設置在所述支撐浮體外圍兩端的波能采集浮體，每一所述波能采集浮體的上端面均緊固連接一第三外框，每一所述第三外框上均轉動連接一曲柄的一端，每一所述曲柄的另一端貫穿自身所對應的所述圍壁后緊固連接一軸的中間，每一所述軸的兩端均轉動連接在所述轉輪的偏心點上。

所述支撐浮體和波能采集浮體均為矩形結構。

所述波能采集裝置采用4×2的集成陣列式結構，每一所述波能采集裝置均通過所述曲柄、軸、轉輪和齒輪連通到一共用的加速齒輪箱內，共用的所述加速齒輪箱的輸出端通過一轉軸連通一共用的發電機。