[發明專利]一種漂浮地固定于海岸邊的波浪能發電裝置

有效

• 申請號: 201610246224.X
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105804927B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張大海;楊景;陳鷹;李偉;譚銘;梁輝
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B11/00;F03B13/22;F03B15/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術領域

本發明設計的是一種波浪能發電裝置，更具體是涉及了一種漂浮地固定于海岸邊的波浪能發電裝置。

背景技術

用于波浪能開發的波浪能發電裝置，按照布放位置可分為岸邊波浪能發電裝置、近岸波浪能發電裝置以及離岸波浪能發電裝置。相比較而言，岸邊波浪能發電裝置可以更方便地并網，并且更加便于維護。但是岸邊的波浪能發電裝置的工作狀況容易受海水潮位的影響。現有的岸邊波浪能發電裝置，在潮位高于或低于設計水位的情況下都無法達到最優工作狀況。

另一方面，現有的岸邊波浪能發電裝置，很多沒有考慮浮體外形對波浪吸收效率的影響，往往使用最簡單的圓柱體、立方體等外形。即使優化設計了吸波浮體外形的岸邊波浪能發電裝置，其不具備隨潮位變化而改變姿態的功能，優化了的吸波外形的優勢無法最大程度發揮出來。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供了一種漂浮地固定于海岸邊的波浪能發電裝置，能夠適應一定范圍的潮位變化，浮體隨波浪繞支點旋轉把波浪能最終轉化成電能，始終保持在最優設計效率下運行。

為解決技術問題，本發明是通過如下技術方案實現：

本發明包括漂浮于海面的浮體結構以及連接浮體結構用于能量轉換的液壓系統，浮體結構包括浮體、支架、連接在浮體和支架之間的兩根連接桿，浮體為內部空心的鋼鐵焊接而成的密封結構，浮體與固定在海岸或者大型浮體上的支架鉸接，使得浮體隨波浪的起伏繞支點擺動；其中一根連接桿與液壓系統連接，將浮體擺動的機械能轉化成液壓能傳遞到液壓系統進行發電。

所述的兩根連接桿分別為第一連接桿和第二連接桿，第一連接桿和第二連接桿下端均鉸接于支架底部，第一連接桿和第二連接桿上端鉸接于浮體上的兩處，第一連接桿和第二連接桿平行安裝使得兩根連接桿、浮體和支架之間形成平行四邊形鉸接結構，所述液壓系統的油缸一端與其中一根連接桿的上部鉸接，另一端與支架頂部鉸接。

所述的液壓系統包括雙作用式液壓油缸、高壓蓄能器、低壓蓄能器、液壓馬達、液壓泵、電動機、發電機和配套閥組；雙作用式液壓油缸的缸體端鉸接于支架，雙作用式液壓油缸的輸出桿端鉸接于連接桿；雙作用式液壓油缸有桿腔與兩位兩通方向閥的一端連接，兩位兩通方向閥的另一端經第二單向閥與液壓馬達的輸入端連接，液壓馬達的輸出端經第四單向閥與雙作用式液壓油缸無桿腔連接相通，液壓馬達連接發電機進行發電；兩位兩通方向閥的另一端依次經電磁開關閥、液壓泵后與低壓蓄能器連接相通，低壓蓄能器經第一單向閥后連接到兩位兩通方向閥的另一端，電動機連接液壓泵驅動其運行，雙作用式液壓油缸無桿腔經第三單向閥與高壓蓄能器連接相通，高壓蓄能器和低壓蓄能器分別連接有高壓壓力表和低壓壓力表。

所述雙作用式液壓油缸隨浮體的擺動而伸縮，將液壓油加壓，從低壓蓄能器端注入高壓蓄能器，通過高壓蓄能器與低壓蓄能器液壓油的壓強差驅動液壓馬達做功，帶動配套的發電機發電實現電能輸出。

所述的浮體漂浮于海面，其面向來波方向的著水面采用傾斜向下的內凹曲面，以盡可能增大對波浪的能量吸收；其背向來波方向的一側著水面采用與連接桿相垂直的斜面，以減小浮體擺動過程中后端輻射出的波浪，減小能量損失。

所述的液壓油缸一端與連接桿鉸接，另一端與支架鉸接，有較大的伸縮范圍，保證能夠在一定范圍內的不同潮位下工作。

本發明采用封閉的低壓蓄能器作為油箱，從而使整個液壓系統封閉運作，避免液壓油對環境的污染。

本發明設計了一對平行布置的連接桿，其兩端均分別與浮體和支架鉸接，共同構成了平行四邊形的框架結構，使得浮體在擺動過程中的相對運動為平動而不是擺動，其可以始終以設計的特殊曲面面向來波方向實現對波浪能最大程度地吸收。

本發明中，所述液壓系統采用雙作用式油缸，無桿腔連接兩股配有相反方向單向閥的油路，分別在伸和縮的動作中從低壓蓄能器補油以及往高壓蓄能器注油；有桿腔接三股油路，其中兩路分別配有反方向的單向閥，作用與無桿腔所連接油路相同，第三路油路為驅動油路，當遇到惡劣海況，如臺風、巨浪等，可以打開電動機帶動液壓泵將浮體抬出水面，防止惡劣天氣對裝置的破壞。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)以優化的外形設計實現更高的波浪能吸收效率；

(2)浮體始終以設計姿態正面朝向來波方向，對一定范圍的潮位變化適應能力強；

(3)密封的液壓系統可以減少對環境的污染；

(4)主動抬升浮體的功能可以減少被破壞的概率。

附圖說明

圖1是本發明的結構圖。