振蕩浮子式波浪能發電裝置的製作方法
2023-06-27 12:52:41
專利名稱：振蕩浮子式波浪能發電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於海洋可再生能源開發利用領域，涉及波浪能發電裝置，特別是涉及一種振蕩浮子式波浪能發電裝置。
背景技術：
在當今確保國家能源安全、應對氣候變化、大力發展海洋經濟等大的時代背景下，我國海洋能發展需求強勁，核心競爭力逐步提升，社會影響力日益擴大，海洋能開發利用已經成為新一輪能源革命的重要組成部分，發展海洋能已經成為我國能源戰略的重要選擇、解決我國沿海特別是海島地區能源短缺的重要途徑、培育我國海洋戰略性新興產業的現實需要。對於優化我國能源結構、促進清潔能源開發、應對氣候變化、發展低碳經濟等具有戰略意義。海洋可再生能源的開發和利用是一個涵蓋多個學科的綜合性問題，涉及到機械設計與製造，空氣動力學，流體力學，物理學，數學模型，計算機模擬，海洋科學等各領域。近年來國內外的學者們提出了眾多形式的海洋可再生能源開發利用方式。從20世紀70年代起，世界各國相繼開展對海洋可再生能源的利用研究，80年代進行了實海況試驗及應用示範研究，波浪發電技術已逐步接近實用化水平。利用波浪能發電就是通過波浪的運動帶動電動機發電，將以水的動能和勢能形式存在的機械能轉化為電能。世界上波力發電設備開發最早的國家是法國，後來挪威、英國、日本、丹麥等相繼開發，進行了大量科研和產業化的嘗試。目前，英、日、挪等國對波浪能發電的研究最為踴躍，其技術已基本成熟，頗具示範效應。近年來，鑑於我國能源戰略政策的需要，國內有關波力發電技術的研究逐漸深入，波力發電裝置亦不斷完善。2005年初，由廣東能源研究所建設的廣東省汕尾市遮浪半島的IOOkff岸式水柱波力電站波浪能獨立穩定發電系統第一次實海況試驗獲得成功。清華大學研究者提出了一種新型的漂浮式波力發電裝置，可隨波浪的變化釋放變幅變頻的電能，再通過一些措施解決不穩定電能的後處理問題。總而言之，我國波浪能發電起步較晚，但在國家科技攻關、「863」計劃支持下，經過近30年的研究，已經取得了較快的發展和長足的進步。微型波力發電技術已經成熟，並已商品化；小型岸式波力發電技術已進入世界先進行列，與國際領先水平的差距不大。在波浪能發電規模方面，世界上已從102kW，103kW級發展到104kW級的應用，而我國目前仍停留在IOkff, 102kff級的水平上，至2020年的遠景目標也只是發展到102kW-103kW級的波力電站，波浪能開發的規模遠小於挪威、英國等，因此小型波浪發電距實用大規模應用有一定距離。振蕩浮子式波浪能發電系統既可以用於導航燈、燈樁、燈塔，也可以用於電解海水制氫、氨及電解制鋁、提鈾、海水淡化等工業生產；既能提供近海、島嶼作業所需的生活用電，也可以為邊遠海域的國防、海洋開發等活動提供能量，應用市場非常廣闊。對保障我國經濟社會發展面臨能源安全、生態環境保護和應對氣候變化多重壓力有重要意義。振蕩浮子式波浪能發電裝置最重要的性能是發電效率和海上工作穩定性，是波浪能發電系統技術研究的核心領域。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種振蕩浮子式波浪能發電裝置，具有工程周期短、模塊化程度高、能量吸收效率高、結構牢固、抗風浪能力強、使用壽命長等優點。本實用新型所述的一種振蕩浮子式波浪能發電裝置，包括:框架，包括:垂直地固定於海床上的基柱，以及露出海面的平臺；導軌，以垂直於海平面的方向固定在所述框架上，從所述平臺延伸至海面之下；浮子式能量吸收組件，設置在所述導軌上，隨海面上波浪的起伏而在所述導軌上振蕩，用於吸收縱向海浪的動能並消解橫向波浪的衝擊，一定程度上起到消波增效的作用；以及能量轉化組件，固定在所述框架的平臺上，並連接所述浮子式能量吸收組件，用於轉化、存儲以及輸出能量。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，所述基柱是水泥柱。優選地，所述框架是由正方形布局的至少四根水泥柱固定於海床上。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，所述導軌是由特定布局的多條不鏽鋼導軌組成。優選地，所述導軌是由正方形布局的四條不鏽鋼導軌組成。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，所述浮子式能量吸收組件設置在相鄰的所述導軌之間。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，所述浮子式能量吸收組件包括浮子。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，所述能量轉化組件包括:依次連接的傳動組件、定向組件、儲能組件與發電組件；以及控制器，可實現能量的存儲和平滑輸出。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，所述傳動組件通過傳動齒條連接所述浮子式能量吸收組件。根據本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的進一步特徵，還包括保護罩，將所述能量轉化組件封閉在所述平臺內。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，具有以下特點與優點:(I)工程周期短。(2)模塊化程度高。海上框架結構完成後，可以加載從Ikw到20kw的能量吸收單元，可根據實際海況增加或者減少發電單元模塊。(3)能量轉化效率高。點吸收的波浪能發電系統本身具備較高的理論能量轉化效率。(4)結構牢固抗風浪，使用壽命長。導軌固定於水泥柱上，浮子部件結構牢固，可抗一般風浪，如颱風來臨可通過上部機房的電機，收入機房避開風浪。浮子部件均採用塗料防腐處理，增強在複雜海洋環境下的抗腐蝕能力。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置將進一步推動振蕩浮子式波浪能發電系統的研究，促進我國海洋可再生能源的開發利用。
圖1是本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置的示意圖。
具體實施方式
本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，如圖1所示，包括:框架，包括:垂直地固定於海床上的基柱1，以及露出海面的平臺2 ;導軌3，以垂直於海平面的方向固定在框架上，從平臺2延伸至海面之下；浮子式能量吸收組件4，設置在導軌3上，該組件隨海面上波浪的起伏而在導軌3上振蕩，用於吸收縱向海浪的動能並消解橫向波浪的衝擊；以及能量轉化組件，固定在框架的平臺2上，並連接浮子式能量吸收組件4，用於轉化、存儲以及輸出能量。在構建框架時，可採用水泥柱作為基柱I。優選的方案是:由正方形布局的至少四根水泥柱固定於海床上，從而構造所需的框架。然後，在基柱上搭建平臺。通常是探測好水文漲退潮的海水升降位，按目前的雨水季節應該用最漲水標為基礎再加500-1000mm作機動升沉移動，這樣免於漲潮時水浸平臺。由特定布局的多條不鏽鋼導軌組成導軌3。優選的方案是:導軌3是由正方形布局的四條不鏽鋼導軌組成。如圖1所示，浮子式能量吸收組件4設置在相鄰的導軌3之間，可隨海面波浪的起伏而在導軌上下移動。該浮子式能量吸收組件4包括浮子。在成型的海上框架平臺上裝載能量轉化組件。如圖1所示，能量轉化組件包括:依次連接的傳動組件5、定向組件6、儲能組件7與發電組件8 ；以及控制器9。傳動組件5通過傳動齒條10連接浮子式能量吸收組件4。如圖1所示，還包括保護罩11，將能量轉化組件封閉在平臺2內。根據上述構建的振蕩浮子式波浪能發電裝置，可開展實海況試驗，對流速、浪高、風速等天氣因素進行監控，獲得波浪能發電樣機在實海況條件下的相關運作指標。
權利要求1.一種振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於，包括: 框架，包括:垂直地固定於海床上的基柱(1)，以及露出海面的平臺(2)； 導軌(3)，以垂直於海平面的方向固定在所述框架上，從所述平臺(2)延伸至海面之下； 浮子式能量吸收組件(4)，設置在所述導軌(3)上，隨海面上波浪的起伏而在所述導軌(3)上振蕩，用於吸收縱向海浪的動能並消解橫向波浪的衝擊；以及 能量轉化組件，固定在所述框架的平臺(2)上，並連接所述浮子式能量吸收組件(4)，用於轉化、存儲以及輸出能量。
2.根據權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述基柱(I)是水泥柱。
3.根據權利要求2所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述框架是由正方形布局的至少四根水泥柱固定於海床上。
4.根據權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述導軌(3)是由特定布局的多條不鏽鋼導軌組成。
5.根據權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述導軌(3)是由正方形布局的四條不鏽鋼導軌組成。
6.根據權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述浮子式能量吸收組件(4)設置在相鄰的所述導軌(3)之間。
7.根據權利要求1或6所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述浮子式能量吸收組件(4)包括浮子。
8.根據權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述能量轉化組件包括:依次連接的傳動組件(5)、定向組件(6)、儲能組件(7)與發電組件(8);以及控制器(9)。
9.根據權利要求8所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:所述傳動組件(5 )通過傳動齒條(10 )連接所述浮子式能量吸收組件(4 )。
10.根據權利要求8或9所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置，其特徵在於:還包括保護罩(11)，將所述能量轉化組件封閉在所述平臺(2 )內。
專利摘要本實用新型涉及一種振蕩浮子式波浪能發電裝置。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置包括框架，包括垂直地固定於海床上的基柱，以及露出海面的平臺；導軌，以垂直於海平面的方向固定在所述框架上，從所述平臺延伸至海面之下；浮子式能量吸收組件，設置在所述導軌上，隨海面上波浪的起伏而在所述導軌上振蕩，用於吸收縱向海浪的動能並消解橫向波浪的衝擊，一定程度上起到消波增效的作用；以及能量轉化組件，固定在所述框架的平臺上，並連接所述浮子式能量吸收組件，用於轉化、存儲以及輸出能量。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發電裝置具有工程周期短、模塊化程度高、能量吸收效率高、結構牢固、抗風浪能力強、使用壽命長等優點。
文檔編號F03B13/18GK202926514SQ201220528308
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者黎祖福, 李鑫渲, 羅文佳 申請人:黎祖福