[發明專利]一種基于波浪能分布的浮力擺式發電機構方向調節裝置

在審

• 申請號: 202010694541.4
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111810346A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉曉燕;楊倩;劉巧君;禹定峰;周燕;蓋穎穎;高皜;楊雷
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;F03B15/00;F16M11/20;G05D3/12
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 劉雪萍

本發明公開一種基于波浪能分布的浮力擺式發電機構方向調節裝置，浮力擺式發電機構包括擺體、底座、動力傳遞部件、發電機；擺體安裝在底座上，動力傳遞部件分別與擺體、發電機連接；該裝置還包括基座、旋轉云臺、波浪能分布因子檢測部件、控制平臺；旋轉云臺安裝在基座上，底座安裝在旋轉云臺上，隨旋轉云臺轉動；波浪能分布因子檢測部件、旋轉云臺分別與控制平臺電連接；控制平臺根據波浪能分布因子檢測部件所檢測的各分子因子計算波浪能在各個方向上的分布，根據計算結果控制旋轉云臺帶動擺體轉動。本裝置選出能量最大的方向，通過旋轉云臺控制擺體旋轉，使擺體可迎接波浪能最大的波浪位置，以有效提高俘獲效率。

技術領域

本發明涉及浮力擺式波浪能發電領域，具體涉及一種基于波浪能分布的浮力擺式發電機構方向方向調節裝置。

背景技術

浮力擺式海浪發電裝置具有常海況下能力俘獲效率高、頻率響應范圍寬、可靠性高、建造成本低等優勢，在海浪發電領域得到廣泛使用。傳統浮力擺式海浪發電裝置一般在安裝后，擺體迎波方向固定，無法調節，不能隨波浪方向調節，影響俘獲效率。目前，雖然有根據波浪參數調節擺件方向以調節有效迎波寬度的方案，但其是根據波浪整體方向調節擺件，而每個波浪在不同方向的能量分布是不同的，現有技術仍不能得到更優的俘獲效率。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種基于波浪能分布的浮力擺式發電機構方向調節裝置，基于波浪能量分布方向調節擺體方向，以有效提高能量俘獲效率。

本發明的技術方案是：一種基于波浪能分布的浮力擺式發電機構方向調節裝置，浮力擺式發電機構包括擺體、底座、動力傳遞部件、發電機；擺體安裝在底座上，動力傳遞部件分別與擺體、發電機連接；該裝置還包括基座和旋轉云臺；旋轉云臺安裝在基座上，底座安裝在旋轉云臺上，隨旋轉云臺轉動；

該裝置還包括波浪能分布因子檢測部件、控制平臺；波浪能分布因子檢測部件、旋轉云臺分別與控制平臺電連接；控制平臺根據波浪能分布因子檢測部件所檢測的各分子因子計算波浪能在各個方向上的分布，根據計算結果控制旋轉云臺帶動擺體轉動。

進一步地，波浪能分布因子檢測部件包括：檢測波浪波長的波長檢測件，檢測海面10米高處風速的風速檢測件。

進一步地，控制平臺根據以下公式計算波浪能在各個方向上的分布：

其中，為波浪在角度與之間的能量分布，，ω₂、ω₁是方向上的波數；

另外，

是頻譜，是方向函數，是歸一化函數；

為無因次波數，為無因次譜峰波數，為無因次譜峰波數的1.95次方；

Q＝4.14exp(-0.809P^0.766)≤1.42；

其中，ω＝2π/λ是波數，λ是波長，ω₀是譜峰波數，g是重力加速度，t是風時，U是海面10m高處的平均風速。

進一步地，該裝置還包括發電功率檢測器；發電功率檢測器分別與發電機、控制平臺電連接。

進一步地，控制平臺包括存儲器，實時存儲發電功率、波長、海面10米高處風速。

進一步地，控制平臺基于發電功率、波長、海面10米高處風速，采用神經網絡學習算法優化角度與的取值步長，并實時或在預設時段基于優化結果調整角度與的取值步長。

進一步地，該裝置還包括報警器，報警器與控制器電連接，當控制平臺檢測發電功率異常時通過報警器報警。

進一步地，動力傳遞部件為液壓缸。