[發明專利]一種新型振蕩浮子式波浪能發電裝置

在審

• 申請號: 202110596611.7
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113279898A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 余澤泓;張嘉琦;胡鵬濤;朱永強;夏瑞華
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型振蕩浮子式波浪能發電裝置。該波浪能發電裝置包括海平面浮子、浮筒、浮筒內的浮子，海平面浮子與浮筒內的浮子相連，浮筒固定在立柱上，立柱頂部連接儲水桶，立柱底部固定在水底，浮筒頂部設有入水口和出水口，入水口低于水平面，出水口高于水平面且向儲水桶彎曲，入水口和出水口內均設有單向閥和水輪發電機，儲水桶底部設有開口，也裝有水輪發電機。本發明主要用于收集波浪能量進行發電，裝置結構簡單、各部分為模塊化設計，安裝選址要求低，改進了浮子和浮筒的連接位置，解決了二者連接部分的密封性問題，不僅在浮子起伏時利用水流發電，還利用儲水桶實現可控的蓄水發電，提高了整個裝置的能量轉化效率。

技術領域

本發明涉及波浪能發電技術領域，具體為一種新型振蕩浮子式波浪能發電裝置。

背景技術

隨著人類社會的不斷發展，能源問題與環境問題逐漸凸顯，如何開發和利用可再生能源來解決能源短缺的問題，顯得尤為重要。海浪發電作為新能源發電方式的其中一種，近年來也得到了廣泛研究，我國擁有近300×10⁴km²的海域與32000km長的海岸線，海洋能的儲量十分豐富，而波浪作為海洋的一種主要存在形式，也蘊含著巨大的能量。波浪的產生主要是因為風的作用，風吹過海面上產生波浪，波浪在風的作用下起伏運動，擁有了動能和勢能。目前的波浪能發電裝置主要有擺式、振蕩水柱式、收縮坡道式和振蕩浮子式等，擺式發電裝置對裝置損害較大，可靠性不高；振蕩水柱式發電裝置發電效率低，建造成本較高；收縮坡道式發電裝置需要建造水庫且無法預測該裝置的作用力。振蕩浮子式發電裝置建造簡單、成本低，但傳統的振蕩浮子式發電裝置浮子連接于浮筒的正上方，需要考慮浮子和浮筒之間連接的密封性問題，使裝置復雜化。

發明內容

針對以上問題，本發明設計了一種新型振蕩浮子式波浪能發電裝置，該裝置可以利用浮子的機械能，通過傳動裝置帶動水輪發電機發電，并且可以把通過水輪發電機之后還有能量的水流收集起來，通過“零存整取”進行蓄水發電，可以提高整個裝置的發電效率。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型的振蕩浮子式波浪能轉化裝置，主要由波浪吸收部分，傳動機構部分，發電部分和蓄水發電部分四個部分組成。其中波浪吸收部分主要由在海水平面上的浮子組成，選取合適大小尺寸的浮子，可以提高浮子的能量吸收效率；傳動機構部分主要由連桿、浮筒和浮筒內的浮子組成，可以將水平面上浮子的起伏運動轉換為浮筒內部浮子的運動，然后將浮筒和立柱固定，使其靜止在水中；發電部分主要由水輪發電機和電力電子裝置組成，水輪發電機裝在浮筒的入水口和出水口處，將水流的動能轉化為電能，而電力電子裝置將入水口和出水口的電能做出適當的變換之后收集到一起，便于向外輸送；蓄水發電部分是二次發電裝置，主要由管道、儲水桶和水輪發電機組成，儲水桶可以收集從出水口壓出的水，收集后再從底部釋放，進行發電。

進一步地，所述立柱固定在水底，所述浮筒通過剛性結構固定在立柱上，海平面的浮子也通過剛性連桿與浮筒內部的浮子相連。

如此設置，能夠保證浮筒內部的浮子只在垂直方向上運動，同時也能保證裝置的各個部分結構位置固定，不隨波浪移動。

進一步地，所述入水口和出水口內均設置有單向閥，僅允許水流沿著固定的一個方向流動。

如此設置，當浮筒內的浮子向下運動時，水流經過入水口被吸入浮筒；當浮筒內的浮子向上運動時，水流經過出水口被壓出浮筒，裝在入水口和出水口的水輪發電機即可利用進出的水流發電。

進一步地，所述儲水桶為敞口容器，底部有一圓柱形出口，內部裝有水輪發電機，底部通過立柱固定在水底。

如此設置，所述儲水桶能夠收集從出水口被壓出的水，當水量達到一定高度時，再經過底部出口釋放，帶動水輪發電機實現蓄水發電，提高水流的能量利用效率。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：