[發明專利]一種自錨式波浪能發電裝置

有效

• 申請號: 202110304231.1
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113153612B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 唐洋;倪申童;王國榮;劉清友;楊鑫;黃順瀟;李澤良;趙鵬;劉祥;熊浩宇;王遠;吳杰;敬鑫
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本發明公開了一種自錨式波浪能發電裝置，它包括模塊、能量轉化模塊、收放機構、自動錨定模塊；吸能模塊包括浮漂I、浮漂II、浮漂III、充氣泵、纜繩II、擋塊，能量轉化模塊包括雙面齒條、棘輪、小齒輪、大齒輪、發電機；升沉補償模塊包括卷軸、電動機、纜繩I、O形密封圈、聯軸器；自動錨定模塊由膨脹固定模塊、上部錨定模塊、下部錨定模塊、排屑模塊和鉆進模塊組成；本發明實現了深海波浪橫向與縱向運動的綜合利用,有效提高了波浪能發電效率；實現了深水打樁錨定功能,可將裝置自動固定于海底,保持持續穩定工作；設置了收放機構,可下沉海底應對深海惡劣天氣及復雜海況；且該放電裝置可集群式安裝，形成深海波浪能發電機群，提高發電量和功率。

技術領域

本發明屬于深海海洋能源技術領域,具體涉及為一種自錨式波浪能發電裝置。

背景技術

隨著世界經濟的發展、人口的激增、社會的進步，人們對能源的需求日益增長。占地球表面積70％的廣闊海洋，集中了97％的水量，蘊藏著大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等。其中，波浪能作為一種清潔可再生能源,其儲量巨大，利用其發電成了世界各海洋大國研究趨勢。波浪發電是波浪能利用的主要方式，遠海區域比起近海岸基區域蘊藏著更多更豐富的波浪能資源，可選取的區域廣，適合建大規模波浪發電場。同時裝機容量一般也比岸基裝置高很多，這一優點使其更適用于遠距離輸電以及一些島嶼的用電。因此,對深海波浪能進行開發和利用將具有廣泛的應用潛力和經濟價值。

目前波浪能發電裝置的種類繁多，關于波浪能發電裝置的發明專利超過千項，也已經有很多成熟的波浪發電裝置，但是這些都是岸基裝置或者近岸的淺海裝置，只能適用于近海發電，無法在深海使用，在中國發明專利說明書CN110671258B中公開了一種深海波浪能發電裝置，這種裝置提供了一種錨定機構，該錨定機構依靠鉆桿鉆入實現錨定，但是能夠鉆進深度受鉆桿長度限制，而鉆桿長度有限，無法鉆入很深的地方，導致錨定不夠牢靠，不能承受太大的拉力作用，無法將發電裝置很牢靠的錨定在海上。目前實現波浪能發電主要面臨以下問題：

1.現有波浪能發電裝置通常通過人工在海底打錨定樁的方式或者直接修建混凝土平臺實現錨定，但是在深海海底無法人工下潛安裝錨定樁，也無法修建平臺作為發電裝置的固定支點，而且打錨定樁或者直接修建混凝土平臺實現錨定的方式成本高，需要人工施工，危險性高，因此需要一種能夠自動在海底錨定的發電裝置。

2.傳統的波浪能發電方式按能量轉化分有機械式、液壓式以及氣動式，其中氣動式需要有穩定的平臺作為安裝支撐，所以不適合在深海使用，而液壓式發電過程為波浪能-機械能-液壓能-機械能-電能，機械式發電過程為波浪能-機械能-電能，因此機械式發電能量中間損耗更低，并且液壓式發電容易發生泄漏，但是傳統的機械式發電會直接與海水接觸導致裝置腐蝕速度快，因此需要一種將核心部件與海水隔離的發電裝置，解決機械式發電裝置壽命周期短的問題。

3.目前的波浪能發電裝置大多只能收集縱向方向的波浪能，能量收集效率低，橫向波浪能往往沒有被利用起來，因此需要一種簡單的結構實現收集橫向和縱向的波浪能。

4.目前的波浪能發電裝置通常都設置在海面，而海上天氣惡劣，在極端天氣狀況下裝置極易損壞。

5.目前的波浪能發電裝置都是單獨的個體，在海上覆蓋的區域有限，沒有建立大規模的發電機群，導致發電功率偏低。

針對目前現有的波浪能發電裝置所存在的問題及深海波浪能發電的需求,亟需發明一種自錨式波浪能發電裝置,使得裝置可在深海中海床上自主錨定；同時核心部件能夠避免受到海水腐蝕，延長裝置壽命周期；可實現同時收集橫向和縱向的波浪能,以提高發電效率；還可應對深海中惡劣的工況；能夠建立大規模發電機群，實現波浪能發電的商業化應用。

發明內容

(一)解決的技術問題