[發明專利]一種自漂浮獨立型波浪能發電裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 202111396197.1
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114087111A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 李世振;趙丹瑤;潘鑫;時文卓;苗壯
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

本發明涉及一種自漂浮獨立型波浪能發電裝置及其工作方法，屬于波浪能發電技術領域。裝置包括浮體、波浪能捕獲裝置、液壓油缸、發電裝置和蓄電池，其中，浮體外側設置有波浪能捕獲裝置，浮體內部設置有發電裝置和蓄電池，波浪能捕獲裝置通過液壓油缸連接有發電裝置，發電裝置連接有蓄電池。本發明的浮子對低頻海浪具有更高的幅值響應，發電效率高，可以為海上養殖、海上觀測浮標、海上孤島等提供電能，而且可以自漂浮，獨立運行，無需依托海上平臺，應用范圍廣闊。

技術領域

本發明涉及一種自漂浮獨立型波浪能發電裝置及其工作方法，屬于波浪能發電技術領域。

背景技術

在能源緊張的時代背景下，有“藍色油田”之稱的海洋能源因具有儲量巨大、清潔無污染的特性成為21世紀國際能源領域研究開發的熱點。海洋能的儲量可以達到10萬太瓦時/年，其中，波浪能因分布于近海面、能量密度高、開發難度小、質量高等優點受到各國可再生能源開發領域的極大關注。

為了實現海上浮標長期工作，海上孤島獨立運行，供電是亟需解決的難題，采用岸上供電，鋪設電纜成本高昂，且施工難度很大，工作時間也受蓄電池限制，若采用太陽能供電，則供電時間十分受限，因此從海浪獲取電能是非常便捷實用的。

目前，波浪能發電裝置普遍存在發電輸出功率不足、性價比低的問題，嚴重限制了波浪能發電的應用，提升波浪能發電裝置的發電能力，是波浪能發電技術發展與應用的關鍵，也是當前國際上波浪能發電領域的主流方向，而且現有的波浪能發電裝置需要依附船只、島嶼等海上平臺使用，應用范圍受限。為此，提出本發明。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種自漂浮獨立型波浪能發電裝置，浮子對低頻海浪具有更高的幅值響應，發電效率高，可以為海上養殖、海上觀測浮標、海上孤島等提供電能，而且可以自漂浮，獨立運行，無需依托海上平臺，應用范圍廣闊。

本發明還提供上述自漂浮獨立型波浪能發電裝置的工作方法。

本發明的技術方案如下：

一種自漂浮獨立型波浪能發電裝置，包括浮體、波浪能捕獲裝置、液壓油缸、發電裝置和蓄電池，其中，浮體外側設置有波浪能捕獲裝置，浮體內部設置有發電裝置和蓄電池，波浪能捕獲裝置通過液壓油缸連接有發電裝置，發電裝置連接有蓄電池。

優選的，浮體為矩形中空體，浮體頂部設置有浮球。

進一步優選的，浮體底部通過錨纜設置有錨，通過錨為浮體進行定位固定。

優選的，波浪能捕獲裝置包括浮子、導向軌和橡膠彈簧，導向軌兩端通過橡膠彈簧環繞設置于浮體四周，浮子兩端通過滑塊滑動連接于導向軌之間，浮子連接于液壓油缸，液壓油缸通過支撐座設置于浮體上，通過波浪振幅帶動浮子沿導向軌運動，橡膠彈簧為導向軌提供彈力支撐，進一步加強浮子振幅，緩沖減壓的同時避免海水腐蝕，液壓油缸將浮子的波浪能轉換為液壓能。

進一步優選的，浮子外側為雙段圓弧狀，上段圓弧的弧長大于下段圓弧的弧長，通過雙段圓弧設計使浮子為仿海豚頭流線型浮子，對海豚流線型結構仿生利用，利用流線型結構降低浮子運動時所受海水阻力的影響，提高波浪能采集效率，海豚頭結構避免純粹的流線型結構豎直插入水中時，影響浮子上浮的浮力，采用類似海豚頭的結構，可以有效地將減阻與保持浮力相平衡。浮子是與波浪直接接觸的部分，通過隨波浪做垂蕩運動捕獲能量。

優選的，浮子和浮球內部均設置有納米發泡塑料。納米發泡塑料密度小，浮力大，受溫度影響小，對于波浪起伏的隨動反應靈敏度高，有利于提高波浪能采集效率。

優選的，發電裝置包括液壓馬達和發電機，液壓馬達通過液壓管路外接有液壓油缸，液壓馬達輸出端通過聯軸器連接有發電機，發電機連接有蓄電池。發電機所產生的電能可以存儲于蓄電池中，也可以直接給負載供電。