本實(shí)用新型涉及新能源利用技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種兼具防波堤功能浮式波能電站的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今世界，隨著一次性能源逐漸枯竭，環(huán)境污染的日益加劇，人們把目光越來(lái)越多的投向了清潔的可再生能源的開發(fā)與利用。波浪能是海洋可再生能源的重要組成部分，是一種清潔的可再生能源。占地球表面積71％的海洋蘊(yùn)藏著巨大的波浪能，目前，人們已開發(fā)出數(shù)以千計(jì)的形式各異的波浪能發(fā)電裝置。

伴隨著波浪能技術(shù)的日益成熟，然而波浪能開發(fā)利用并沒(méi)有太多的投入到實(shí)際工程應(yīng)用。昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施建造成本成為了阻礙波浪能開發(fā)利用的一大瓶頸。另外，波能裝置在惡劣海況下的生存能力又阻礙其商業(yè)化運(yùn)行的又一大障礙。因此，降低波能發(fā)電的成本和提高其惡劣海況下的生存能力，始終是波能利用研究的關(guān)鍵。而多元化和綜合利用則是節(jié)省波浪能裝置建造成本的有效途徑。結(jié)合防波堤等港、海設(shè)施建造波能發(fā)電站，可以節(jié)省其支撐設(shè)備的建造成本，如果能通過(guò)采取合理的措施使得波能裝置免受極端波浪的抨擊，即可提高波能裝置在惡劣海況下的生存能力，從而達(dá)到一舉兩得與事半功倍的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種的兼具波浪能發(fā)電功能的浮式防波堤。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：

一種兼具防波堤功能浮式波能電站的結(jié)構(gòu)，包括“月池”型浮箱1、系泊系統(tǒng)、振蕩浮子3和發(fā)電設(shè)備4；“月池”型浮箱1頂部布置有多道橫梁5，多道 橫梁5上固定支撐發(fā)電設(shè)備4和傳動(dòng)桿2；傳動(dòng)桿2下端部連接有振蕩浮子3，振蕩浮子3陣列布置于“月池”型浮箱1內(nèi)部；振蕩浮子3在“月池”型浮箱1內(nèi)部波動(dòng)流體的作用下做升沉運(yùn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)桿2驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備4發(fā)電；“月池”型浮箱1通過(guò)錨鏈7和錨8系泊于海底。

所述的“月池”型浮箱1無(wú)底，即“月池”型浮箱內(nèi)部流體直接與外部流體相連。

所述的“月池”型浮箱1上部不完全封閉，即在波浪作用下浮箱內(nèi)部流體的波動(dòng)可視為上部完全開敞情形下的波動(dòng)。

所述的振蕩浮子為“球形”，且相對(duì)于波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)其尺寸足夠小，因此浮子隨波性較好。

振蕩浮子3的升降可自主控制，當(dāng)惡劣海況時(shí)，浮子可上升至安全位置，使得浮子免受極端波浪的抨擊。

本實(shí)用新型的有益效果：采用“月池”形矩形浮箱作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，該型結(jié)構(gòu)物可以作為防波堤裝置。陣列布置于浮箱內(nèi)部的浮子可隨浮箱內(nèi)部流體的運(yùn)動(dòng)而上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，因此同時(shí)實(shí)現(xiàn)消浪功能和波浪發(fā)電功能。在波浪作用下“月池”形浮箱內(nèi)部流體存在“piston”模態(tài)和“sloshing”模態(tài)的共振，對(duì)于這兩種現(xiàn)象的流體流動(dòng)，浮子均可上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而俘獲波浪能，這可增加波能有效利用頻帶。浮子的位置可以控制，在惡劣海況下，浮子可上提至安全位置，避免波浪的抨擊，提高浮子的安全性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的波能電站的剖面圖。

圖中：1浮箱；2傳動(dòng)桿；3振蕩浮子；4發(fā)電設(shè)備；5橫梁；6錨鏈；7海 底；8錨；9自由水面。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與技術(shù)方案，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖,兼具防波堤功能波能電站的結(jié)構(gòu)形式，主要包括“月池”型浮箱1、錨鏈6、振蕩浮子3和發(fā)電設(shè)備4；多個(gè)振蕩浮子3陣列布置于“月池”型浮箱1內(nèi)部；“月池”型浮箱1上部布置由多道橫梁5，用于支撐發(fā)電設(shè)備及傳動(dòng)桿2；振蕩浮子3可在浮箱1內(nèi)部波動(dòng)流體的作用上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電設(shè)備4進(jìn)行發(fā)電；“月池”型浮箱1通過(guò)錨鏈6和錨8系泊于海底。

發(fā)電設(shè)備位于橫梁上，可由直驅(qū)式發(fā)電機(jī)或者液壓發(fā)電機(jī)組成。浮子通過(guò)傳動(dòng)桿與發(fā)電設(shè)備相連，浮子只做垂向運(yùn)動(dòng)。

實(shí)施例的具體參數(shù)如下：

浮箱1的寬度為10米，壁厚1米，高度為6米，吃水3米。液壓缸3與浮箱1的距離為3-4米。

上述裝置適宜水深15-20米、波浪周期為5-6秒的海況。

作為優(yōu)選，浮箱1的長(zhǎng)度為15米，寬度沿波浪傳播方向?yàn)?0米，高度為6米。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，使得吃水3米，即浮箱內(nèi)部流體做“Piston”模態(tài)共振的周期約為5-6s，從而使得浮子做較大幅度的升沉運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)更大的獲能效率。這符合我國(guó)近海波浪周期較短的實(shí)際情況。

作為優(yōu)選，球形浮子的直徑為1.5米。

作為優(yōu)選，在浮箱內(nèi)部沿主向波浪傳播方向布置3排浮子，垂直于主向波浪傳播方向布置5排浮子。

作為優(yōu)選，相鄰浮子軸心之間的間距為2.5米。

作為優(yōu)選，浮子的吃水為1m。

作為優(yōu)選，浮子與發(fā)電設(shè)備之間的距離為2.5-3.5米，日常工況波能浮箱與液壓缸發(fā)生碰撞。

按照本實(shí)用新型的技術(shù)方案，采用發(fā)電設(shè)備直接獲取浮箱內(nèi)部振蕩浮子的動(dòng)能進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能，“月池”形浮箱即可作為浮式防波堤又可作為獲取波浪能的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)二者功能和成本的共享。振蕩浮子陣列于“月池”型浮箱的內(nèi)部，可有效利用波浪作用下“月池”型浮箱內(nèi)部流體的共振特性，提高波能轉(zhuǎn)換效率。發(fā)電設(shè)備安裝于浮箱橫梁上部，可節(jié)省發(fā)電系統(tǒng)支撐設(shè)備的建造成本?？梢钥刂聘∽拥奈恢?，可適時(shí)抬出水面，避免極端波浪對(duì)浮子的抨擊。