一種深海浮標海浪波發電裝置的製作方法

2023-06-02 19:02:06

本發明涉及一種深海浮標海浪波發電裝置，涉及一種無人值守、長期放置外海的用於海洋研究的浮標發電裝置，屬於電能轉換領域。

背景技術：

對於深海的水文氣象的研究，以及洋流的研究需要放置海洋浮標，並安裝相關的採集存儲和無線發射設備，這些設備都需要電能，如何取得連續不斷地持續電能，對於一個體積不大的浮標，有很多方法，比如太陽能、風能、海浪發電等，受體積和形狀限制，太陽能發電的能力有限，依靠風車發電效率也不高。如果利用海浪的力量發電應該是解決深海浮標的最佳方法。深海漂浮的浮標沒有固定錨，隨洋流漂浮移動，採用海浪波峰差發電從原理上是可行的，深海中海浪波只出現在海面30米左右，在波谷的30米一下，海水不受海浪波影響，相對平靜，根據這個特點，在浮標上設計一個長度大於30米的吊索，懸掛的發電裝置，該裝置將海浪運動轉換為電能，在有海浪時，為浮標設備提供持續電能。

技術實現要素：

本發明要解決的問題是提供一種深海浮標海浪波發電的設備，以滿足深海浮標的電子設備的供電需要，是能實現深海浮標發電的裝置。

為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：一種深海浮標海浪波發電裝置，包括浮標，浮標的內部設置有電力轉換單元，浮標的下端通過吊索連接有重錘,重錘的上下方向掏空形成用於容納海水的空間，重錘的中間部位設計有威爾斯單向水渦輪發電機，威爾斯單向水渦輪發電機輸出的電力通過吊索輸出至電力轉換單元。

其中，所述重錘為上下方向掏空成對稱錐形中空喇叭的金屬圓柱體，上喇叭口的邊緣設計有用於與吊索連接的吊點，兩個錐形中空喇叭之間設置有威爾斯單向水渦輪發電機。

其中，所述重錘的重量為浮標自身產生浮力的1/10以下。

其中，所述的吊索由耐海水腐蝕的柔性材料和發電傳輸電纜組成，其長度大於30米。

採用上述技術方案產生的有益效果在於：

1、本發明的浮標發電裝置，僅改變了浮標的下部結構。

2、本發明可以有效地利用海洋海浪波來提供持續電能、結構簡單。

附圖說明

圖1是本發明的浮標發電裝置切面示意圖。

圖1中：1為浮標；2為吊索；3為重錘；4為重錘的對稱錐形中空喇叭結構；5為威爾斯單向水渦輪發電機。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

在標準海洋浮標的下端設計一個安裝吊索的吊環，浮標的內部設置有供電轉換單元。吊環下面懸掛長於30米的吊索，吊索下端到達海浪波不影響的海水相對平靜區；吊索的材料採用耐海水腐蝕的柔性材料和電力傳輸電纜，用來對重錘產生牽引和電力傳輸。

吊索的下端連接一個金屬圓柱體外形的重錘，重錘的上下方向掏空成對稱錐形中空喇叭結構，該結構用於容納海水，能夠使得重錘在浮力牽引和重力下沉的過程中，兜住更多的海水，以提高發電能力。在上喇叭口邊緣對稱設計兩個吊點，與吊索連接；在對稱錐形中空喇叭結構的中間部位設計威爾斯單向水渦輪發電機，威爾斯單向水渦輪發電機輸出的電力通過吊索中的電力傳輸電纜連接到浮標的電力轉換單元。

為了保證浮標的基本性能，重錘的重量是浮標自身產生浮力的1/10以下，以不影響浮標漂浮性能為準。

參照圖1，浮標1位於深海無法錨泊的海域，重錘3位於平靜區。海浪的起伏帶動浮標下方的重錘起伏，進而推動渦輪發電機發電。當浮標1在海浪的作用下從海浪波谷被抬升到海浪波峰的過程中，處在相對平靜的重錘3被浮標1帶動的吊索2牽引上升，對稱錐形中空喇叭結構上端兜住海水，海水衝擊威爾斯單向水渦輪發電機5的渦輪轉動產生電能並輸送到浮標。

當浮標1在海浪的作用下從海浪波峰降到海浪波谷的過程中，重錘3在重力作用下下沉，對稱錐形中空喇叭結構下端兜住海水，海水衝擊威爾斯單向水渦輪發電機5的渦輪轉動產生電能並輸送到浮標。

本發明簡要工作過程如下：海浪推動浮標上下起伏，連接在底部的吊索帶動下面的處於平靜海水的重錘上升或靠重力下沉，重錘的喇叭結構兜住海水，推動威爾斯單向渦輪發電機發電。