[發明專利]一種波浪能收集裝置

有效

• 申請號: 201811457740.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109209748B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 侯誠;劉會聰;李云飛;陳濤;楊湛;孫立寧
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;F03B17/06;H02K7/18
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了一種波浪能收集裝置，包括可調頻套擺系統、傳動系統、殼體和與傳動系統連接的電磁發電系統；可調頻套擺系統包括轉動設置的主軸，沿主軸的周向固定安裝有至少兩個質量擺，且所有質量擺均與主軸可拆卸連接；質量擺與傳動系統連接，主軸連接于殼體上。可以通過調整質量擺的數量以及質量擺的安裝位置來改變可調頻套擺系統的質量、偏心距或轉動慣量，從而對可調頻套擺系統的固有頻率進行調整，直至可調頻套擺系統的固有頻率與目標海域的海浪頻率相同，從而可以對不同海域的波浪能進行高效的收集，避免了波浪能收集裝置的個性化定制，減少了生產成本。

技術領域

本發明涉及海洋能源開發技術領域，更具體地說，涉及一種波浪能收集裝置。

背景技術

波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪能收集目前主要有兩種類型：一種是能量收集裝置直接與海水接觸，通過運動的海水直接驅動能量收集裝置將海水的動能和勢能轉換為電能；另一種是能量收集裝置集成在搭載平臺內部，通過搭載平臺受到波浪作用產生的振動能量，間接地收集波浪能。

現有技術中對于通過運動的海水直接驅動與海水接觸的能量收集裝置，進而收集能源的研究和應用已經有較多的技術類型，如直接機械傳動、低壓水力傳動、高壓液壓傳動和氣動傳動等，但是大多都分布于沿海或近海地區，且裝置體積巨大。

間接收集波浪能的裝置發展較晚，現有技術中一般采用電磁發電和摩擦發電兩種類型。電磁發電一般采用彈簧振子結構，搭載平臺受海浪作用隨海洋波浪運動而振動，從而帶動固定在彈簧活動端的磁體產生某個方向的振動，與此同時固定在能量收集器上的感應線圈切割磁感線產生電能輸出。由于海洋波浪振動具有頻率低、空間中振動波形復雜的特點，這種電磁發電能量收集裝置的磁體振動頻率低，且只能單一方向運動，使得磁通量的變化率較小，影響了發電輸出。

摩擦式發電類型是通過兩種材料的表面相互接觸和分離，根據摩擦生電和靜電感應的耦合來實現電能輸出。一般是在波浪振動產生的外力作用下，通過某種方式，如利用在平面上自由滾動小球相互撞擊摩擦等，使兩種不同的材料表面產生接觸和分離，產生電能并輸出。同樣由于海洋中波浪振動的頻率較低、空間中振動波形復雜的原因，使得摩擦材料表面的接觸和分離的頻率較低，且剛體相互間撞擊會損失大量能量，摩擦使結構的壽命縮短，所以輸出的電能較低且使用壽命不長。

由于海洋中海浪振動具有頻率極低的特點，一般小于5Hz，甚至在1Hz以下，且不同海域的差別極大。現有的電磁發電、摩擦發電等類型的能量收集裝置輸出功率很大程度上取決于振動頻率的高低，超低頻振動環境下很難實現高功率密度輸出和較高的能量轉換效率，且因其振動頻率單一，頻帶較窄，響應激勵程度有限，其余部分的海洋波浪能只能白白浪費，所以只能針對特定海域做專門化設計，并不能保證響應大多數海域的激勵。

綜上所述，如何提供一種可適應不同海域且波浪能轉換效率高的波浪能收集裝置，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種波浪能收集裝置，可以針對不同海域的不同海浪頻率對自身的固定頻率進行調節。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種波浪能收集裝置，包括可調頻套擺系統、傳動系統、殼體和與所述傳動系統連接的電磁發電系統；所述可調頻套擺系統包括轉動設置的主軸，沿所述主軸的周向固定安裝有至少兩個質量擺，且所有所述質量擺均與所述主軸可拆卸連接；所述質量擺與所述傳動系統連接，所述主軸連接于所述殼體上。

優選的，所述可調頻套擺系統還包括可拆卸的安裝于所述質量擺上的質量塊。

優選的，所述質量塊包括質量、尺寸均不相同的第一質量塊和第二質量塊。

優選的，所述質量擺上設置有用于安裝所述質量塊的第三凹槽。