[發明專利]一種磁場調制燈浮標波浪能發電裝置

有效

• 申請號: 202010763251.0
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111878289B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 宋永欣;劉達理;徐昊;李德宇
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;B63B22/16;H02K7/18;H02K35/02;H02K1/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發明提供一種新型磁場調制燈浮標波浪能發電裝置，通過燈浮標連接機構連接燈浮標；包括：液壓行程放大單元、頻率放大單元和發電單元；液壓行程放大單元包括設置在燈浮標外壁的浮體、主動活塞和直線輸出活塞以及液壓缸；頻率放大單元包括由低速輸入轉軸、高速輸出轉軸以及磁齒輪磁場調制環組成的磁齒輪結構、低速輸入搖桿、高速輸出搖桿、低速輸入連桿以及高速輸出連桿；低速輸入轉軸與直線輸出軸通過低速輸入搖桿連接；發電單元包括定子線圈、定子磁軛、定子磁場調制環以及動子磁鐵，動子磁鐵與高速輸出轉軸通過高速輸出搖桿連接。本發明的技術方案解決了傳統燈浮標波浪能發電技術無法有效利用低頻，低幅值波浪能等問題。

技術領域

本發明涉及波浪能發電技術領域，具體而言，尤其涉及一種磁場調制燈浮標波浪能發電裝置。

背景技術

隨著現代工業的發展，對能源的需求也日益增加。為此，人們不斷探索和開發各種安全、清潔、且可再生的新能源。地球海洋面積約占總地球面積的70%，并且儲存著大量如潮汐、波浪海水溫差等未被人類充分開發的能源，其中，波浪能密度最高，約為20億千瓦，開發潛力很大。

波浪能發電是利用海面波浪的豎直、水平方向上的運動產生的能量進行發電，波浪能發電裝置通常將波浪能轉化為液壓能、機械能等形式后，再將這些能量轉化為電能。常見的波浪能發電裝置主要有：

一、振蕩水柱式

柱式波浪能發電裝置內部的水柱會在波浪的沖擊與起伏的作用下做活塞式的上下往返運動，使水柱上方空間內的空氣柱也在進行上下往復運動，空氣穿過氣室上方的氣孔流經一個往復透平，進而將空氣運動產生的動能轉變為電能。振蕩水柱式波浪能發電裝置相對于其他波浪能裝置的最大差異之處在與其具有氣室。所謂氣室，就是指置于海面以下的裝置內部的設計與構造。

振蕩水柱式的優點是傳遞方便，通過氣室將低速運動波浪的能量轉化成高速運動的氣液，可靠性好，缺點是建造費用高，轉化效率低，發電成本高，裝置一般只能安裝在海岸邊，裝置使用條件較苛刻。

二、振蕩浮子式

振蕩浮子式波浪能發電裝置是在振蕩水柱式裝置的基礎與理論上發展并完善起來的，二者間有一定的相似性與共同性。通常的振蕩浮子式裝置是用一個或多個置于海中的浮子作為載體，用來吸收波浪運動產生的機械能，浮子吸收的波浪勢能和動能傳遞出去，用以驅動電機進行發電。振蕩浮子式波浪發電裝置通常是由浮子、操縱連桿、液壓傳動部件、電機以及發電保護裝置等多個部分構成。振蕩浮子式發電裝置的優點不僅在于其能量間的轉換效率高，而且其建造與實施難度相對較低，減少了水下工作量，有利于節省成本，具有較高的商業經濟與實際應用價值。缺點是浮子受過多的沖擊，易損壞，并且受到海況條件限制，難以吸收低頻低幅值的波浪能。

目前常見的波浪能發電裝置不管使用的是旋轉發電機還是直線發電機，在低頻波浪時都很難進行發電，無法保證為燈浮標進行長時間穩定的供電。使用機械齒輪對發電機動子部分進行加速，會產生噪音、磨損、響應時間過長等問題。為了解決吸收低頻低幅值的波浪能的問題，現有的裝置通常使用機械齒輪提高發電裝置的運動頻率，但機械齒輪存在摩擦力大、噪音大以及發熱嚴重的問題。為解決機械齒輪存在的問題，磁齒輪被提出并且應用于波浪能驅動發電機構。但現有的磁齒輪發電裝置通常是直線磁齒輪結構，該結構僅能提高發電機動子單向直線運動的速度，并不能夠提高發電動子往復運動的頻率，因此很難收集低頻波浪能，而我國大部分的海域波浪能都是低頻的，因此很難獲得推廣應用。

發明內容

為了提高低頻波浪能的利用效率、波浪能發電裝置波浪收集范圍以及波浪能發電裝置的運動頻率，本發明提供了一種波浪能發電裝置，并將其與燈浮標固定安裝。

本發明采用的技術手段如下：

一種磁場調制燈浮標波浪能發電裝置，所述新型磁場調制燈浮標波浪能發電裝置通過燈浮標連接機構連接燈浮標；所述新型磁場調制燈浮標波浪能發電裝置包括：液壓行程放大單元、頻率放大機構和發電單元；