[發(fā)明專利]一種寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置、定位方法和定位模塊

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• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111188719A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張娜;李帥;劉維林;蔣學(xué)煉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津城建大學(xué)
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;F03B11/00;F03D9/11;F03D13/25;F03D80/40;E02B3/06;G06F30/28;G06F113/08
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發(fā)明涉及一種寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置、定位方法和定位模塊，屬于寒冷海域發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，該波能發(fā)電裝置與斜坡式防波堤相結(jié)合；其特征在于，所述寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置至少包括：鋪設(shè)于所述斜坡面上的多個定位槽，所述多個定位槽依次拼接成蜂巢結(jié)構(gòu)；安裝于每個定位槽內(nèi)的搖擺發(fā)電裝置；每個搖擺發(fā)電裝置通過穩(wěn)壓整流器與蓄電池連接。通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠有效預(yù)測所在水域波浪爬高，并將氯丁橡膠搖擺件固定在波浪爬高范圍內(nèi)的蜂巢結(jié)構(gòu)體內(nèi)，可有效預(yù)防冰荷載對能量轉(zhuǎn)換裝置的破壞，特別適用于冬季易受冰災(zāi)影響的海域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于寒冷海域發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別提供一種寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置、定位方法和定位模塊。

背景技術(shù)

隨著全球氣候變暖和北極冰川的逐年減少，浮冰與波浪共存的情況趨于常態(tài)化。夏季的北極以及我國冬季的渤海近年來的冰情偏輕。據(jù)統(tǒng)計，夏季的北極以及渤海的冬季風(fēng)浪較大，都是平均波能流密度最大的時期。但現(xiàn)有的波浪能估算方法都忽略了海冰的影響，這會導(dǎo)致對渤海波浪能的高估，而這種高估會嚴(yán)重誤導(dǎo)波能發(fā)電廠的選址。

此外，海冰的存在往往會對波浪能轉(zhuǎn)換裝置造成破壞。我國主要的波浪能發(fā)電技術(shù)有振蕩水柱式、振蕩浮子式和越浪式。振蕩水柱式可分為離岸式、岸基氣動式等。振蕩浮子式可分為潛浮式、超越離合器式、鐘擺式、垂蕩浮子式、深海漂浮式。越浪式可分為分層越浪式和雙收縮波道式。在現(xiàn)有波浪能采集利用的研究中，往往忽略了海冰對波浪能轉(zhuǎn)換裝置的影響，現(xiàn)有的采集波浪能發(fā)電措施并不適用于寒區(qū)結(jié)冰情況下的海域。

目前關(guān)于兼防冰與風(fēng)浪互補(bǔ)能量轉(zhuǎn)換裝置的研究相對滯后。主要表現(xiàn)為對海冰生消與分布情況、海冰基本物理特性和對海冰荷載防治方法的研究不足，這也在很大程度上影響了寒區(qū)波浪能收集利用的進(jìn)一步發(fā)展。因此，本發(fā)明提出了一種適用于寒區(qū)結(jié)冰海域的波浪能估算方法及風(fēng)浪互補(bǔ)波能轉(zhuǎn)換裝置能夠在浮冰與波浪共存時有效采集波浪能與風(fēng)能，并使用加熱棒加熱波能轉(zhuǎn)換裝置防止結(jié)冰。此外，該波能轉(zhuǎn)換裝置可直接安裝在已建斜坡式防波堤上，不僅可有效預(yù)防冰荷載對波浪能轉(zhuǎn)換裝置的破壞，還可實現(xiàn)清潔能源的有效利用，特別適合環(huán)渤海不允許新建圍填海工程的大背景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置、定位方法和定位模塊。綜合考慮海浪和冰塊對波浪能的影響，進(jìn)而實現(xiàn)對發(fā)電裝置的精確選址和發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

本發(fā)明的第一目的是提供一種寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置；包括：

鋪設(shè)于所述斜坡面上的多個定位槽，所述多個定位槽依次拼接成蜂巢結(jié)構(gòu)(2)；

安裝于每個定位槽內(nèi)的搖擺發(fā)電裝置(4)；

每個搖擺發(fā)電裝置(4)通過穩(wěn)壓整流器(5)與蓄電池連接。

進(jìn)一步，所述搖擺發(fā)電裝置(4)包括搖擺件(3)，所述搖擺件(3)通過萬向頭安裝于定位槽內(nèi)，多組搖擺發(fā)電裝置并聯(lián)有效提高發(fā)電效率；所述搖擺件(3)內(nèi)部嵌裝有碳纖維繩；所述碳纖維繩一端固定連接泵(6)活塞的左側(cè)，所述的泵(6)左側(cè)腔室與馬達(dá)(7)之間通過管路連接，泵側(cè)壁裝有復(fù)位彈簧(8)，輔助推板復(fù)位；所述的馬達(dá)(7)通過動力轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)(9)連接，發(fā)電機(jī)(9)的輸出端子通過穩(wěn)壓整流器(5)與蓄電池連接，即將電流存儲到蓄電池。

進(jìn)一步，所述寒冷海域用風(fēng)浪發(fā)電裝置還包括防止定位槽內(nèi)水流結(jié)冰的加熱棒，所述蓄電池與加熱棒連接。

所述搖擺件(3)和泵(6)均為N*M個，其中：N和M均為大于1的自然數(shù)；所述管路包括N*M個初級管路和M個主管路；所述搖擺件(3)分為N組；其中，每個主管路的下端與同組的N個初級管路聯(lián)通，在每個主管路上設(shè)有一個馬達(dá)(7)，每個馬達(dá)(7)連接一臺發(fā)電機(jī)(9)。

進(jìn)一步，所述搖擺件(3)為氯丁橡膠搖擺件。

進(jìn)一步，所述搖擺件(3)長至少30cm，其內(nèi)的碳纖維繩直徑為12mm。