[發明專利]一種重心位置可調的封閉式波浪能發電裝置及發電控制方法

在審

• 申請號: 202010082205.4
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111140424A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 薛鋼;劉延俊;黃淑亭;司偉偉;劉大輝;趙暉
• 申請（專利權）人: 山東大學;中集海洋工程研究院有限公司
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;F03B15/00
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 商福全

本發明公開了一種重心位置可調的封閉式波浪能發電裝置及發電控制方法，發電裝置包括封閉的殼體，所述殼體內設置有：軸體，軸體上設置有偏心配重件；基座，基座用于安裝軸體，軸體可繞其自身軸線自由旋轉；液壓泵，液壓泵的泵軸通過增速器與所述軸體傳動連接；升降單元，用于驅動所述基座上升或下降。本申請提供的發電裝置及發電控制方法，能夠根據波浪大小主動調節發電裝置的重心位置，使發電裝置既能夠在極端海洋條件下可靠生存，又能夠在小風浪條件下高效捕獲波浪能，根據不同的波況條件調節發電能力，提高發電效率和穩定性，適應復雜多變的海洋環境。

技術領域

本發明涉及一種重心位置可調的封閉式波浪能發電裝置及發電控制方法，屬于波浪能發電系統技術領域。

背景技術

海洋蘊藏著豐富的可再生能源，主要存在形式為海洋風能、波浪能、潮汐能等，理論總量可達2.1×10⁶TW·h。其中，波浪能是海洋可再生能源中能量密度最大的一類能源，具有能量分布集中、理論能量俘獲效率高、有效產能時間長等特點，引起了廣泛的關注。

波浪能開發利用裝置的種類繁多，按其結構形式，可分為固定擺式消耗型、漂浮擺式消耗型、擺式截止型、筏式消耗型、鴨式、振蕩水柱式、振蕩浮子式等類型，但其基本原理大致可分為三類，即：(1)利用結構物在波浪作用下的振蕩和搖擺運動發電；(2)利用波浪壓力的變化發電；(3)利用波浪沿結構物的爬升將波浪能轉換成水的勢能發電。例如，申請號為201811637778.8的發明專利公布了一種利用自由擺子捕能的波浪能發電裝置，不僅能夠高效捕獲不同波向的波浪能，而且能夠將波浪能定值轉換為電能輸出。申請號為201811546204.X的發明專利公布了一種陀螺波浪能發電裝置，采用兩級能量轉換環節，具有結構簡單、體積小、重量輕的特點。申請號為201910862898.6的發明專利公布了一種壓浪式波浪能轉換裝置，提高了氣動波浪能發電技術的能量轉換率。

雖然波浪能發電裝置形式各異，但研發成本高、投入資金大仍制約了波浪能發電技術的推廣應用。提高波浪能發電裝置的可靠性、延長設備的有效服役壽命，是降低發電成本的有效途徑。申請號為201711369487.0的發明專利公布了一種全封閉慣性點吸式波浪能裝置，系統振蕩頻率可控，環境適應能力強，有效解決了波浪能裝置耐海水腐蝕的問題，系統可靠性高。然而，狂風、巨浪等極端海洋條件下，波浪能發電裝置易發生傾覆，導致設備徹底失效。如果通過降低重心位置，以增大重心與浮心位置之間的距離來提高設備的抗風浪能力，又將導致發電裝置的運動幅值降低，降低發電裝置的能量俘獲效率。因此，波浪能發電裝置的可靠性與高效性之間的協同問題，一直未得到有效解決。

需要說明的是，上述內容屬于發明人的技術認知范疇，并不必然構成現有技術。

發明內容

本發明為了解決現有技術所存在的問題，提供了一種重心位置可調的封閉式波浪能發電裝置及發電控制方法，可根據海況特點主動調節重心與浮心位置之間的距離，既保證了發電裝置能夠在極端海洋條件下可靠生存，又能夠確保發電裝置在小風浪條件下較高的能量捕獲效率。

本發明通過采取以下技術方案實現上述目的：

一方面，本申請提供了一種重心位置可調的封閉式波浪能發電裝置，包括封閉的殼體，所述殼體內設置有：

軸體，所述軸體的軸線沿殼體的重心線設置，所述軸體上設置有偏心配重件，所述偏心配重件相對于所述軸體的軸線偏心設置；

基座，所述基座用于安裝所述軸體，所述軸體可繞其自身軸線自由旋轉；

液壓泵，所述液壓泵的泵軸通過增速器與所述軸體傳動連接，液壓泵的進油口通過供油管路與油箱相連，液壓泵的排油口通過輸油管路與液壓馬達發電機組連接；

升降單元，所述升降單元與所述基座連接，用于驅動所述基座上升或下降；