[發(fā)明專(zhuān)利]波浪動(dòng)力產(chǎn)能器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880044109.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111094739B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.福斯特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 海洋能源系統(tǒng)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F03B13/20
• 分類(lèi)號(hào): F03B13/20;F03B13/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 陳茜

提供一種用于捕捉波浪能并將波浪能轉(zhuǎn)換為更有用的形式的產(chǎn)能器。產(chǎn)能器包括：至少一個(gè)能量捕捉浮子(2)，其響應(yīng)于波浪運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；反應(yīng)構(gòu)件(1)，定位在能量捕捉浮子下方；連接纜繩(5a、5b、5c、5d)，用于將至少一個(gè)能量捕捉浮子連接到反應(yīng)構(gòu)件并在能量捕捉浮子和反應(yīng)構(gòu)件之間限定間隔(D2)；能量轉(zhuǎn)換器件(6a、6b、6c、6d)，用于將反應(yīng)構(gòu)件和所述至少一個(gè)相應(yīng)能量捕捉浮子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為有用的能量；產(chǎn)能器包括深度設(shè)定器件，例如可調(diào)整系泊纜繩(3a、3b、3c、3d)，其將反應(yīng)構(gòu)件固定到海床SB，用于設(shè)定反應(yīng)構(gòu)件在海中的深度(D1)。浮子和反應(yīng)構(gòu)件具有正浮力，允許合適張緊力施加到系泊纜繩。改善通過(guò)凈正浮力帶來(lái)的張緊力具有在活躍的海水情況下改善穩(wěn)定性的意料不到的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)能器，所述產(chǎn)能器可用于通過(guò)將水體中的波浪能轉(zhuǎn)換為更易于使用的能量而從波浪提取能量。

背景技術(shù)

近年來(lái)，已經(jīng)將更多的重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)可再生能量的需要，使得其能對(duì)全球能量生產(chǎn)做出顯著貢獻(xiàn)。政府目標(biāo)、與不可再生能源有關(guān)問(wèn)題的媒體呈現(xiàn)、和不斷增加的能量成本的組合已經(jīng)對(duì)開(kāi)發(fā)可再生能量系統(tǒng)形成了強(qiáng)有力的驅(qū)動(dòng)力。

化石燃料對(duì)我們環(huán)境的負(fù)面影響是眾所周知的，核能有關(guān)的問(wèn)題和高成本也是如此。另一方面，對(duì)有巨大自然豐富性的可再生能量利用僅受限于我們以經(jīng)濟(jì)上可行的價(jià)格來(lái)捕捉和供應(yīng)該能量的能力。

一種潛在的可再生能源是波浪動(dòng)力——其是在全世界的大洋和大海中可利用的豐富且持續(xù)的能量資源。用于波浪動(dòng)力產(chǎn)生能量的各種波浪裝置已經(jīng)被提出，但是這種裝置具有許多限制，沒(méi)有一個(gè)裝置能長(zhǎng)期可靠地開(kāi)發(fā)波浪動(dòng)力資源。

我們已經(jīng)在WO2010007418、WO2011158006和WO2013068748中相繼公開(kāi)了用于將波浪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換有用的能量的產(chǎn)能器。所公開(kāi)的產(chǎn)能器使用可潛入水下的反應(yīng)本體來(lái)解決與現(xiàn)有的波浪能轉(zhuǎn)換器有關(guān)的許多難題。

然而，WO2010007418、WO2011158006、和WO2013068748公開(kāi)的波浪能轉(zhuǎn)換器仍然具有進(jìn)一步改善的可能。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供一種如所附的權(quán)利要求所述的產(chǎn)能器。

本發(fā)明的產(chǎn)能器用于將水體中的波浪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為有用的能量，產(chǎn)能器包括：至少一個(gè)能量捕捉浮子，其可響應(yīng)于所述波浪運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)；反應(yīng)構(gòu)件，定位在能量捕捉浮子下方；連接器件，用于將所述至少一個(gè)能量捕捉浮子連接到所述反應(yīng)構(gòu)件；能量轉(zhuǎn)換器件，用于將所述反應(yīng)構(gòu)件和所述至少一個(gè)相應(yīng)能量捕捉浮子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為有用的能量；其中產(chǎn)能器包括可調(diào)適的深度設(shè)定器件，用于在預(yù)定范圍內(nèi)設(shè)定反應(yīng)構(gòu)件在水體中的深度和反應(yīng)構(gòu)件距水體床的高度；其特征在于浮子和反應(yīng)構(gòu)件均具有正浮力。

參考現(xiàn)有技術(shù)，WO2010007418中所述和示出的設(shè)備具有總是持續(xù)在海表面上的能量捕捉浮子。這意味著，在非常活躍的海水情況下，例如風(fēng)暴時(shí)，浮子將經(jīng)歷高負(fù)荷。這些高負(fù)荷必須被結(jié)構(gòu)和功率提取系統(tǒng)所管控，使得設(shè)備過(guò)度工作。

WO2011158006和WO2013068748中所述和示出的設(shè)備對(duì)此提出了改善，但是水下反應(yīng)構(gòu)件的穩(wěn)定性受到反應(yīng)構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸的限制，且因此在WO2011158006和WO2013068748公開(kāi)的構(gòu)型范圍內(nèi)會(huì)極大地變化。

我們現(xiàn)在已經(jīng)構(gòu)思了用于將水體中的波浪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為有用的能量的產(chǎn)能器，該產(chǎn)能器在反應(yīng)構(gòu)件和能量捕捉浮子中具有正浮力，以響應(yīng)于直接通過(guò)波浪和間接通過(guò)動(dòng)力捕捉浮子對(duì)其施加的力而施加在其上的力來(lái)增加反應(yīng)構(gòu)件的穩(wěn)定性。

我們的模擬工作顯示，通過(guò)增加反應(yīng)構(gòu)件的浮力，可以向海底傳輸更多反作用力，且因此增加反應(yīng)構(gòu)件的穩(wěn)定性，尤其是在活躍海水狀態(tài)下。出于反應(yīng)目的增加海床的利用率的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)是反應(yīng)構(gòu)件的尺寸和質(zhì)量可減小，同時(shí)改善穩(wěn)定性。