海浪湧垂直發電技術的製作方法
2023-05-27 06:06:51
海浪湧垂直發電技術的製作方法
【專利摘要】本發明涉及海浪湧垂直發電技術，屬新能源領域。海浪湧垂直發電技術，充分利用近海浪湧在垂直方向起伏高度的浪湧上升動能和重力位能，同時也利用水平方向潮汐、浪湧等運動的脈動動能，以大地坐標零點通過纜繩把浮動艙相對運動的能量傳遞給固定坐標位電動機發電，實現大、小海浪湧高效發電。在海面上空與水下以整體式鋼筋混疑土桁架方形籠式組網結構，實現矩陣式群體大容量發電，即以小面積海面實現大容量發電的能力。本發明技術特點：投資少、易建設、抗風力好、環境適應好、經濟效益高、長壽命，是海浪湧能的最佳轉換電能技術，綠色、環保、可再生新能源技術。充分滿足沿海地區、海島經濟發展用電需求。
【專利說明】海浪湧垂直發電技術
【技術領域】:
[0001]本發明涉及海浪湧垂直發電技術，屬新能源領域。為沿海地區近海浪湧、潮汐發電，其中特別是海島浪湧、潮汐發電問題，有了電能就有了解決沿海地區與海島建設和居民生活的頭等大問題。
【背景技術】:
[0002]我國擁有漫長的海岸線和遼闊的海域，近海有數千個海島，大的如:舟山群島，臺灣島，海南島，南海諸島，萬山島等等，沿海地區與海島所需電力電源、淡水等資源，無法普及從海浪湧、潮汐中獲得能源，目前的解決方法，依賴建火力電廠發電，風力發電，太陽能光伏發電，或遠距離超高壓電網供電，國外個別有財力支持下可建大規模潮汐發電，渦輪直徑達百米，投資幾十億美億，產電能幾十北瓦，還有築填潮汐落差發電，這些技措投資效益差，維修成本太大，無法推廣應用。海島若採用岸基電網供電，必須建海底高壓供電電纜，投資同樣十分巨大，安全性較差。目前有一種機械蓄能式浪湧發電裝置實用專利，以海底為參照零點，轉換效率低，難實現。為了解決沿海地區與海島供電問題，提出海浪湧垂直發電技術。
【發明內容】
:
[0003]為解決上述問題，本發明的目的是:沿海地區與海島近海浪湧一年365天都有，即使較為平靜的日子浪湧高也有0.5米，俗稱:海上無風3尺浪，遇大風或颱風，天文大潮等條件浪湧高約有1.0米至6.0米，浪湧起伏周期大約在0.5秒至10.0秒，主要利用近海浪湧在垂直方向起伏高度的浪湧上升動能和重力位能，同時也利用水平方向潮汐、浪湧等運動的脈動動能，在海面下與海面上的垂直方向分別固定為大地坐標零點(運動參考點)，浮動艙受海面浪湧垂直方向起伏和水平方向潮汐、浪湧等運動的脈動力的共同作用下，浮動艙在兩大地坐標零點之間作上下或水平，或上下與水平綜合運動，在上纜繩兩端分別與浮動艙頂部固定點和通過固定海面上大地坐標零點的電機同軸的上定滑棘輪組重力錘相連接，上定活棘輪在浮動艙運動力和重力錘牽引力的作用下，上定滑棘輪組旋轉，驅動同軸的發電機旋轉發電；在下纜繩兩端分別與浮動艙底部固定點和通過固定海面下大地坐標零點的電機同軸的帶有機械旋轉記憶彈簧下定滑棘輪組相連接，下定活棘輪在浮動艙運動力和重力錘牽引力的作用下，下定活輪棘輪旋轉，驅動同軸的發電機旋轉發電；發電機發電容量大小，既取決於海浪湧起伏高度和速度，同時也取決於浮動艙排水量的大小，排水量越大，升降力就越大，發電能力越強。而浮動艙排水量的大小完全由設計者決定，即重力錘的質量大小由浮動艙排水量大小決定，下定活輪棘輪組機械旋轉記憶彈簧力的大小。浮動艙在設計時穩心偏上，促使海浪湧起伏高度較小時浮動艙也能運動，發電機發電；浮動艙排水量大於浮動艙質量(包括艙內添加質量)，保證浮動艙露出水面；重力錘質量小於浮動艙質量，保證浮動艙脫出水面；海面下固定棘輪軸上的機械旋轉記憶彈簧力與重力錘質量相匹配，同時與發電機能力相匹配；上下纜繩長度，即浮動艙與海面上下固定坐標點的高度滿足6m浪湧高度的要求，保證系統平穩工作。見圖1 ;由於海浪湧運動是隨機脈動的，發電機發電輸出也是脈動的，有正反轉，輸出電壓有正負，為了保證平穩供電，必須把發電機輸出經充電控制囂向蓄電池充電，實現儲能，再經逆變器把蓄電池直流變為50赫茲交流電，經變壓器輸出。也可去除重力錘，但必須把上定滑棘輪組改為水下的帶機械旋轉記憶彈簧的下定滑棘輪組結構，上下定滑棘輪組完全一樣，其它結構相同，海浪湧垂直發電原理相同。
[0004]為了實現沿海地區與海島大容量用電需求，利用近海有利條件採用海面上、下整體式鋼筋混疑土桁架方形籠式組網結構，如圖6，實現矩陣式群體發現，形成多路或百路以上的並聯發電模式，從而實現大容量用電需求，而且結構簡單易行。
[0005]該項發明的宗旨，充分利用近海浪湧在垂直方向高度起伏的浪湧上升動能和重力位能，同時也利用水平方向潮汐、浪湧等運動的脈動動能，以大地坐標零點(運動參考點)通過纜繩把浮動艙相對運動的能量傳遞給固定坐標位電動機發電，實現近大、小海浪湧高效發電技術。同時，在海面上、下以整體式鋼筋混疑土桁架方形籠式組網結構，實現矩陣式群體發電的新能源技術，實現小面積海面大容量發電的能力，滿足沿海地區與海島經濟發展用電需求。該項發明技術特點:投資少、易建設、抗風力好、環境適應好、經濟效益高、長壽命、能最大可能滿足用電需要等，是海浪湧能的最佳轉換電能技術，是一項綠色、環保、可再生新能源技術。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1是岸海一體式海浪湧垂直發電構成示意框圖
[0007]圖2是上座標點棘輪驅動發電機構成示意框圖
[0008]圖3是水下座標點棘輪驅動結構彈性儲能發電機構成示意框圖
[0009]圖4是發電機輸出至充控、蓄電池、逆變、變壓構成示意框圖
[0010]圖5是水下一體式海浪湧垂直發電構成示意框圖
[0011]圖6是水下沉箱一體式海浪湧垂直發電構成示意框圖
[0012]圖7是海面上、下以整體式鋼筋混疑土方形籠式桁架組網結構示意框圖
【具體實施方式】
[0013]圖中標號:
[0014]I浮動艙2重力錘3上定滑棘輪組31定滑棘輪32升速變速箱33發電機34發電機輸出4上纜繩5下纜繩6下定滑棘輪組61定滑棘輪62機械旋轉記憶彈簧63升速變速箱64發電機65發電機輸出7水下固定殼體結構件8水下錨定件9浮動艙上環10浮動艙下環11陸基鋼筋混凝土梁111水下巖基鋼筋混凝土梁12陸基岸海礁石121水下巖基礁石13海平面示意圖示14水下沉箱15水下沙底或泥沙底16整體式鋼筋混疑土方形籠式桁架161水面上鋼筋混疑土桁架162垂直鋼筋混疑土桁架163水面下鋼筋混疑土桁架17多路充電控制器18大能量蓄電池19大功率逆變器20大功率變壓器
[0015]實例1，標號I浮動艙受海浪湧上下波動力和潮汐力的共同作用下，浮動艙上下或斜向運動，4上纜繩通過固定在浮動艙上的9浮動艙上環，經3上定滑棘輪組和2重力錘相連，5下纜繩通過固定在浮動艙上的10浮動艙下環，和6下定滑棘輪組相連，6下定滑棘輪組安裝在7水下固定殼體結構件內，7水下固定殼體結構件經8水下錨定件固定在岸海一體式12陸基岸海水下礁石上。浮動艙上下或傾斜任意方向運動，通過上下纜繩所牽制的2重力錘和8水下錨定件機械旋轉記憶彈簧固定形成一個整體，產生相對運動，從而驅動3上定滑棘輪組和6下定滑棘輪組旋轉，兩組發電機發電；一方面3上定滑棘輪組上纜繩所牽制的2重力錘，當浮動艙上下或斜向運動時，在動能與重力能的作用下31定滑棘輪旋轉，並帶動同軸的32升速變速箱和33發電機旋轉，33發電機發出電，經34輸出。另一方面6下定滑棘輪組上纜繩所牽制的61定滑棘輪，當浮動艙上下或斜向運動時，經62機械旋轉記憶彈簧驅動同軸的63升速變速箱和64發電機旋轉,64發電機發出電,經65輸出。34和65輸出接入17多路充電控制器，經18大能量蓄電池、19大功率逆變器、20大功率變壓器輸出，併入電網。
[0016]實例2，圖5是水下一體式海浪湧垂直發電構成示意框圖，當陸基岸離海浪湧發電較遠時，而海底是礁石地質，米用圖5結構方式。工作原理同實例I。
[0017]實例3，圖6是水下沉箱一體式海浪湧垂直發電構成示意框圖，當陸基岸離海浪湧發電較遠時，而海底是15泥沙地質，把14水下沉箱放入15泥沙地質層固定，採用圖6結構方式。工作原理同實例I。
[0018]實例4，圖7是海面上、下以整體式鋼筋混疑土方形籠式桁架組網結構示意框圖，161水面上鋼筋混疑土桁架，162垂直鋼筋混疑土桁架，163水面下鋼筋混疑土桁架，161、162和163構成整體式鋼筋混疑土方形籠式桁架。組網的目的，實現海浪湧高效並聯大容量發電，如圖7實現32組並聯發電，並聯數目的多少，以滿足用電需求為準。
【權利要求】
1.海浪湧垂直發電技術，由標號I浮動艙，2重力錘，3上定滑棘輪組，4上纜繩，5下纜繩，6下定滑棘輪組，7水下固定殼體結構件，8水下錨定件，9浮動艙上環，10浮動艙下環，11陸基鋼筋混凝土梁，12陸基岸海礁石，14水下沉箱，15水下沙底或泥沙底，16整體式鋼筋混疑士方形籠式桁架，17多路充電控制器，18大能量蓄電池，19大功率逆變器，20大功率變壓器構成海浪湧垂直發電技術。
2.如權利要求1所述，由標號I浮動艙，3上定滑棘輪組改用為6下定滑棘輪組，4上纜繩，5下纜繩，6下定滑棘輪組，7水下固定殼體結構件，8水下錨定件，9浮動艙上環，10浮動艙下環，11陸基鋼筋混凝土梁，12陸基岸海礁石，14水下沉箱，15水下沙底或泥沙底，16整體式鋼筋混疑土方形籠式桁架，17多路充電控制器，18大能量蓄電池，19大功率逆變器，20大功率變壓器構成海浪湧垂直發電技術。
3.如權利要求1所述，由標號I浮動艙，2重力錘，3上定滑棘輪組，4上纜繩，5下纜繩，6下定滑棘輪組，7水下固定殼體結構件，8水下錨定件，9浮動艙上環，10浮動艙下環，11陸基鋼筋混凝土梁，12陸基岸海礁石，17多路充電控制器，18大能量蓄電池，19大功率逆變器，20大功率變壓器構成海浪湧垂直發電技術。
4.如權利要求1所述，由標號I浮動艙，2重力錘，3上定滑棘輪組，4上纜繩，5下纜繩，6下定滑棘輪組，7水下固定殼體結構件，8水下錨定件，9浮動艙上環，10浮動艙下環，111水下巖基鋼筋混凝土梁，121水下巖基礁石，17多路充電控制器，18大能量蓄電池，19大功率逆變器，20大功率變壓器構成海浪湧垂直發電技術。
5.如權利要求1所述，由標號I浮動艙，2重力錘，3上定滑棘輪組，4上纜繩，5下纜繩，6下定滑棘輪組，7水下固定殼體結構件，8水下錨定件，9浮動艙上環，10浮動艙下環，111水下巖基鋼筋混凝土梁，14水下沉箱，15水下沙底或泥沙底，17多路充電控制器，18大能量蓄電池，19大功率逆變器，20大功率變壓器構成海浪湧垂直發電技術。
6.如權利要求1所述，由標號161水面上鋼筋混疑土桁架，162垂直鋼筋混疑土桁架，163水面下鋼筋混疑土桁架，構建16整體式鋼筋混疑土方形籠式桁架，構成海浪湧垂直發電組網技術。
7.如權利要求1所述，由標號11陸基鋼筋混凝土梁構建上坐標點，和在12陸基岸海礁石上用8水下錨定件構建下坐標點，以I浮動艙隨海浪湧提供能量的構成海浪湧垂直發電技術。
8.如權利要求1所述，由標號31定滑棘輪，32升速變速箱，33發電機，34發電機輸出構建3上定滑棘輪組，構成海浪湧垂直發電技術。
9.如權利要求1所述，由標號61定滑棘輪,62機械旋轉記憶彈簧,63升速變速箱,64發電機，65發電機輸出構建6下定滑棘輪組,構成海浪湧垂直發電技術。
10.如權利要求1所述，由標號I浮動艙，9浮動艙上環，10浮動艙下環構成海浪湧垂直發電技術。
【文檔編號】F03B13/26GK103527392SQ201210591589
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年12月13日 優先權日:2012年7月2日
【發明者】陳建希 申請人:陳建希