[實用新型]漂浮式太陽能共振鐘擺復合式波浪發(fā)電裝置

有效

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• 申請日: 2014-06-28
• 公開（公告）號: CN203962285U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 張慶力;劉福順;劉貴杰;王新寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;H02S10/10
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本實用新型涉及利用太陽能和波浪復合式發(fā)電，尤其是一種利用波浪和裝置產(chǎn)生共振激勵鐘擺擺動的漂浮式太陽能波浪復合發(fā)電裝置。

背景技術

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，能源需求及能源緊缺已成為共同關注的課題，由于被人們廣泛使用的煤炭、石油、天然氣、水能、木材等常規(guī)傳統(tǒng)能源隨著消耗而日益減少，人們急需新的能源來替代這些常規(guī)能源。而海洋中蘊藏著十分豐富的能源，這些能源主要包括波浪能、潮汐能、鹽濃度、溫度差等。其中波浪能是海洋中取之不盡、用之不竭的一種可再生能源，而且波浪能具有可再生、儲量大、分布廣等特點，因此波浪發(fā)電一直倍受人們重視和關注。一般的波浪發(fā)電裝置都是固定式的。現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置存在以下缺陷：第一，在遠海的地方，固定機架需要較高的成本并且機架的穩(wěn)定性會隨著時間的推移而降低；第二，現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置大多是利用波浪能直接推動與發(fā)電主軸連接的部件，由于波浪長時間無間歇的沖擊，該部件在波浪中容易腐蝕；第三，在推動的過程中，波浪和該部件的直接接觸使得該部件的運動“拖泥帶水”，能量損失較大。第四，沒有對波浪發(fā)電裝置放置區(qū)域的太陽能進行利用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有波浪發(fā)電裝置存在的上述缺陷，提出了一種漂浮式太陽能鐘擺波浪復合發(fā)電裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用壽命長，波浪和裝置在接近共振時鐘擺擺動加強，獲能發(fā)電效率高，同時利用安裝在裝置內(nèi)的太陽能光伏板將照射在浮體上的太陽能轉(zhuǎn)換為電能，提高了發(fā)電效率。

本實用新型是采用以下的技術方案實現(xiàn)的：一種漂浮式太陽能共振鐘擺復合式波浪發(fā)電裝置，包括外殼、獲能裝置、太陽能光伏板以及發(fā)電機，其中，所述外殼包括上殼體和下殼體，太陽能光伏板設置在在上殼體的內(nèi)表面，獲能裝置裝置包括擺動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換機構(gòu)、支撐板和擺子，上殼體固定于支撐板的上表面，下殼體固定于支撐板的下表面，擺動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換機構(gòu)和發(fā)電機設置在上殼體與支撐板的上表面形成的封閉空間內(nèi)，發(fā)電機固定在支撐板上，擺子和配重塊設置在下殼體與支撐板的下表面形成的封閉空間內(nèi)，配重塊設置在下殼體的底部；

擺動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換機構(gòu)包括齒輪傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動軸和轉(zhuǎn)動塊，齒輪傳動機構(gòu)包括齒輪、惰輪和齒圈，齒圈的內(nèi)圈與惰輪相嚙合，惰輪和齒輪相嚙合，齒輪套在轉(zhuǎn)動軸上，同時齒輪與轉(zhuǎn)動軸之間設有單向軸承II，轉(zhuǎn)動塊與齒圈固定連接，轉(zhuǎn)動塊套在轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)動塊和轉(zhuǎn)動軸之間設有單向軸承I，轉(zhuǎn)動塊的底端通過連接板與擺子固定連接，轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機連接。

本實用新型中，所述發(fā)電機及太陽能光伏板皆是直流發(fā)電機。

所述擺子是具有一定重量的質(zhì)量塊，且擺子質(zhì)量可變，可以通過改變擺子的質(zhì)量實現(xiàn)獲能裝置的固有頻率和波浪的頻率的接近，從而在波浪的激振下實現(xiàn)擺子的大幅度擺動，提高獲能效率。

配重塊是質(zhì)量可改變的質(zhì)量塊組合，改變的標準是當擺子擺動和受到波浪作用時該裝置能順利復位。

該裝置還包括降壓穩(wěn)壓模塊和蓄電池。降壓穩(wěn)壓模塊的輸入端與發(fā)電機和太陽能發(fā)電的輸出端連接，降壓穩(wěn)壓模塊的輸出端與蓄電池連接。

所述擺子產(chǎn)生的往復擺動在擺動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的作用下實現(xiàn)向單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)變：在波浪沖擊整體裝置的時候，殼體發(fā)生擺動，內(nèi)部的擺子不與波浪直接接觸，而與殼體發(fā)生相對運動，當擺子順時針擺動時，單向軸承I不旋轉(zhuǎn)，從而帶動轉(zhuǎn)動軸順時針旋轉(zhuǎn)，此時轉(zhuǎn)動軸和齒輪之間的單向軸承II處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，齒輪空掛在轉(zhuǎn)動軸上，當擺子逆時針擺動時，單向軸承I旋轉(zhuǎn)，擺子空掛在轉(zhuǎn)動軸上，單向軸承II不旋轉(zhuǎn)，擺子的擺動通過內(nèi)齒圈和惰輪將運動傳遞到轉(zhuǎn)動軸上，使得轉(zhuǎn)動軸順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動軸與發(fā)電機連接，實現(xiàn)單方向的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)發(fā)電。

本實用新型的有益效果是：當該裝置整體隨著波浪的起伏擺動時，內(nèi)部的擺子與整體產(chǎn)生相對運動，在擺動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換機構(gòu)的作用下，實現(xiàn)往復擺動向單向運動的轉(zhuǎn)換，最終帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生電能，與現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置相比，

(1)該裝置內(nèi)部的擺子、擺動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換機構(gòu)、發(fā)電機等部分不直接與波浪接觸，通過上殼體和下殼體密封，始終處于干態(tài)環(huán)境中，延長了裝置的工作壽命；

(2)下殼體的設置使該裝置可以自動識別主波浪的方向，從而使裝置可以自動轉(zhuǎn)到工作位置，波浪和裝置在接近共振時鐘擺擺動加強，獲能發(fā)電效率高，擺子擺動效率，從而提高了該裝置的發(fā)電效率；

(3)該裝置結(jié)構(gòu)簡單，無需安裝其他輔助設備，放入指定海域即可發(fā)電，安裝成本低；

(4)通過上殼體內(nèi)表面的光伏板，實現(xiàn)太陽能和波浪的復合發(fā)電。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視圖；