[發明專利]一種浮標式電源

有效

• 申請號: 202011361247.8
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112412687B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 蔡元奇;劉洋
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B11/00;B63B22/00;B63B22/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 龔雅靜

本發明公開了一種浮標式電源，包括支撐架、浮標、主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置和蓄電池，支撐架包括連接軸和剛架，連接軸上部與浮標連接，下部與剛架固定，剛架底部設有固定的第一橫梁，主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置掛設在第一橫梁上，蓄電池設在浮標內且與主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置電連接，實現主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置和浮標與波浪調諧，并且控制主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置與浮標反相位轉動，通過主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置與浮標之間的相對轉動實現高效發電。

技術領域

本發明涉及海洋設備技術領域，具體涉及一種浮標式電源。

背景技術

海洋浮標通常作為一種海洋水文水質氣象自動觀測站，需要長期、連續的為海洋研究、提供大量的資料。現有的海洋浮標多數采用蓄電池為主，輔以光電、風電的供電模式，由于光電、風電受天氣影響較大，難以提供充足穩定的電源。當蓄電池電量用盡時，對蓄電池進行更換會產生高額的費用，因此，常規的海洋浮標供電模式是不經濟的，應當采取更加高效的供電模式。

海洋中存在大量的可利用能源，在海洋浮標周圍分布著豐富的波浪能資源。波浪能相較于光電、風電是一種能流密度大、穩定、分布廣泛的能量來源，并且對浪浪能的利用不受天氣、季節的影響。利用波浪能裝置為浮標上設備提供充足的電力是完全可行的。

傳統的波浪能裝置在海洋中運行發電時，由于其設計特點通常需要安裝在固定的系泊系統上才能正常運行，否則不能正常工作。傳統的波浪能裝置對其支撐系統作用力非常大，系泊技術成為其關鍵技術，系泊系統的費用非常高昂，使得波浪能技術難以實用。另外，海浪的一個特點是具有時空性，即隨時間和海域的變化，海浪的特性變化很大，傳統的波浪能裝置效率受海浪周期的影響很大，存在間歇式發電問題，即不能每天24小時穩定的發電。并且，傳統的波浪能裝置多采用液壓換能級進行能量轉換，采用液壓換能的原因是其技術特點所致的，也是一種技術缺陷，液壓系統增加了裝置的復雜性，其維護要求很高，因此其可靠性較差，不適于海上浮標這類長期無人值守的設備。傳統的波浪能裝置效率不高，并且傳統的波浪能裝置體量非常大，不適合與浮標結合。因此，傳統波浪能裝置對浮標供電存在諸多難以解決的問題，不適合作為浮標供電電源。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明的目的是提供一種浮標式電源，在浮標上搭載主動共振C 式浮力擺波浪能發電裝置，實現主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置和浮標與波浪調諧，并且控制主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置與浮標反相位轉動，通過主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置與浮標之間的相對轉動實現高效發電，從而極大的消減了通過浮標和主動共振 C式浮力擺波浪能發電裝置作用于系泊系統上波浪荷載，形成自由漂浮式發電設備。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種浮標式電源，包括支撐架、浮標、主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置和蓄電池，所述支撐架包括連接軸和剛架，所述連接軸上部與所述浮標連接，下部與所述剛架固定，所述剛架底部設有固定的第一橫梁，所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置掛設在所述第一橫梁上且能夠相對于所述第一橫梁轉動，所述蓄電池設在所述浮標內且與所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置電連接，浮標與主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置構成的系統與波浪調諧，使主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置和浮標反相位轉動，使主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置持續為浮標供電。

進一步地，所述浮標為圓盤狀結構，所述浮標中部設有貫通的支撐柱，所述連接軸上部穿過所述支撐柱，所述連接軸頂端與所述支撐柱通過限位機構限制所述連接軸的軸向移動，所述連接軸中端和所述支撐柱間設有限制所述連接軸徑向移動的限位塊，使得所述主動共振 C式浮力擺波浪能發電裝置通過所述連接軸繞所述支撐柱轉動。

進一步地，所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置為細長型結構，所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置的長度與所處海域海浪的波長相當，利用所述主動共振C式浮力擺波浪能發電裝置的形體實現自動對浪。