本發(fā)明涉及一種波浪能發(fā)電系統(tǒng)，尤其是利用波浪能收集裝置進(jìn)行抽水蓄能，使用沖擊水輪機(jī)組進(jìn)行發(fā)電的一種系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的波浪能發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電部件大多是直接處于海洋環(huán)境中，將收集的波浪能直接轉(zhuǎn)換為液壓泵等裝置所需的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

這種方法所使用的裝置大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，在海洋風(fēng)浪較大的環(huán)境中難以維護(hù)與長(zhǎng)期使用。而且發(fā)電量隨時(shí)間變化，無(wú)法人為控制發(fā)電過(guò)程。使用蓄能裝置又將增加設(shè)備成本，海洋環(huán)境也對(duì)金屬部件有較大的腐蝕破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的波浪能發(fā)電系統(tǒng)裝置成本高，不易維護(hù)，易損壞，發(fā)電不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種波浪能抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)中的海洋能收集結(jié)構(gòu)與發(fā)電結(jié)構(gòu)分離，發(fā)電結(jié)構(gòu)安裝在陸地，可避免昂貴的發(fā)電裝置受到海洋環(huán)境的損害，同時(shí)將波浪能通過(guò)抽水蓄能，轉(zhuǎn)換為蓄水庫(kù)中的水勢(shì)能，使得發(fā)電過(guò)程可人為控制。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種波浪能抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述發(fā)電系統(tǒng)包括沖擊水輪機(jī)組、蓄水庫(kù)、集水管道、波浪能收集裝置；所述波浪能收集裝置包括浮體、彈簧、單向閥、活塞桿活動(dòng)口、活塞桿、液壓缸體、活塞、繩索固定裝置、繩索、重物；所述浮體通過(guò)活塞桿與活塞相連，所述彈簧安裝在浮體底部與液壓缸體頂部之間；所述單向閥安裝在液壓缸體的進(jìn)水口與出水口上；所述活塞桿活動(dòng)口位于液壓缸體頂部；所述繩索固定裝置位于液壓缸體底部，通過(guò)繩索與位于海底的重物固定。

所述液壓缸體形狀為封閉空心圓柱，頂部與底部均設(shè)有出水口與進(jìn)水口，出水口與進(jìn)水口安裝的單向閥導(dǎo)通方向相反，可使海水通過(guò)進(jìn)水口單向壓入液壓缸體內(nèi)，通過(guò)出水口單向壓入集水管道中。

所述彈簧長(zhǎng)度需滿足：自由長(zhǎng)度小于浮體底部與液壓缸體頂部的最小距離，極限負(fù)荷下長(zhǎng)度小于浮體底部與液壓缸體頂部的最大距離；彈簧強(qiáng)度需滿足：最小負(fù)荷即浮體底部與液壓缸體頂部的距離最小時(shí)，可使浸入海中的液壓缸體不下沉，最大負(fù)荷即浮體底部與液壓缸體頂部的距離最大時(shí)，可使位于海底的重物維持原有位置。

所述集水管道一端接入液壓缸體的出水口，另一端架設(shè)在蓄水庫(kù)上方，不與蓄水庫(kù)中海水接觸。

所述蓄水庫(kù)建設(shè)位置高于海平面，沖擊水輪機(jī)組位置低于蓄水庫(kù)，兩者間高度差可使蓄水庫(kù)在蓄滿一定量水后推動(dòng)沖擊水輪機(jī)組發(fā)電。

本發(fā)明的有益效果是，可以使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的波浪能收集裝置將波浪能收集轉(zhuǎn)換為海水的勢(shì)能儲(chǔ)存在蓄水庫(kù)中，無(wú)需使用蓄電池等儲(chǔ)能設(shè)備，蓄水庫(kù)可人為控制放水推動(dòng)沖擊水輪機(jī)發(fā)電，最終將隨時(shí)間變化的波浪能轉(zhuǎn)換為可控的電能。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖。

圖2是波浪能收集裝置的構(gòu)造圖。

圖3是海水集水器的頂部構(gòu)造圖。

圖4是海水集水器的底部構(gòu)造圖。

圖中1.沖擊水輪機(jī)組、2.蓄水庫(kù)、3.集水管道、4.波浪能收集裝置、5.浮體、6.彈簧、7.單向閥、8.活塞桿活動(dòng)口、9.活塞桿、10.液壓缸體、11.活塞、12.繩索固定裝置、13.繩索、14.重物。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，所述發(fā)電系統(tǒng)包括沖擊水輪機(jī)組1、蓄水庫(kù)2、集水管道3、波浪能收集裝置4；所述波浪能收集裝置4包括浮體5、彈簧6、單向閥7、活塞桿活動(dòng)口8、活塞桿9、液壓缸體10、活塞11、繩索固定裝置12、繩索13、重物14；所述浮體5通過(guò)活塞桿9與活塞11相連；所述彈簧6安裝在浮體5與液壓缸體10頂部之間；所述單向閥7安裝在液壓缸體10的進(jìn)水口與出水口上；所述活塞桿活動(dòng)口8位于液壓缸體10頂部；所述繩索固定裝置12位于液壓缸體10底部，通過(guò)繩索13與位于海底的重物14固定。

所述液壓缸體10形狀為封閉空心圓柱，頂部與底部均設(shè)有出水口與進(jìn)水口，出水口與進(jìn)水口安裝的單向閥7導(dǎo)通方向相反，可使海水通過(guò)進(jìn)水口單向壓入液壓缸體10內(nèi)，通過(guò)出水口單向壓入集水管道3中。

所述彈簧6長(zhǎng)度需滿足：自由長(zhǎng)度小于浮體5底部與液壓缸體10頂部的最小距離，極限負(fù)荷下長(zhǎng)度小于浮體5底部與液壓缸體10頂部的最大距離；彈簧6強(qiáng)度需滿足：最小負(fù)荷即浮體5底部與液壓缸體10頂部的距離最小時(shí)，可使浸入海中的液壓缸體10不下沉，最大負(fù)荷即浮體5底部與液壓缸體10頂部的距離最大時(shí)，可使位于海底的重物14維持原有位置。

所述集水管道3一端接入液壓缸體10的出水口，另一端架設(shè)在蓄水庫(kù)2上方，不與蓄水庫(kù)2中海水接觸。

所述蓄水庫(kù)2建設(shè)位置高于海平面，沖擊水輪機(jī)組1位置低于蓄水庫(kù)2，可使蓄水庫(kù)2在積蓄一定容的水時(shí)推動(dòng)沖擊水輪機(jī)組1發(fā)電。

工作原理：波浪能收集裝置4設(shè)置在近海中，浮體5浮于海面，調(diào)節(jié)繩索13的長(zhǎng)度使得重物14與海底接觸，并且繩索13繃直；在海面上漲時(shí)，浮體5帶動(dòng)活塞11壓縮液壓缸體10上部分的容積，此時(shí)頂部出水口與底部進(jìn)水口的單向閥7導(dǎo)通，使得海水被壓入集水管道3與液壓缸體10下部分空間中；在海面下降時(shí)，浮體5在重力與彈簧6作用下，推動(dòng)活塞11壓縮液壓缸體10下部分的容積，此時(shí)低部出水口與頂部進(jìn)水口的單向閥7導(dǎo)通，使得海水被壓入集水管道3與液壓缸體10上部分空間中，隨著波浪起伏，以上兩過(guò)程不斷周而復(fù)始，海水通過(guò)集水管道3被不斷送入陸地高處的蓄水庫(kù)2中，蓄水庫(kù)2中蓄滿一定量水后推動(dòng)沖擊水輪機(jī)組1發(fā)電。

最后，以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種波浪能抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)，由沖擊水輪機(jī)組、蓄水庫(kù)、波浪能收集裝置構(gòu)成。所述波浪能收集裝置由浮體、彈簧、單向閥、活塞桿活動(dòng)口、活塞桿、液壓缸體、活塞、繩索固定裝置、繩索、重物組成，設(shè)置于近海中，將海水通過(guò)集水管道送入蓄水庫(kù)中，蓄水庫(kù)蓄滿一定量的水后推動(dòng)水輪機(jī)組發(fā)電。本發(fā)明所述的波浪能抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，波浪能收集裝置造價(jià)低廉，發(fā)電部分位于陸地，發(fā)電過(guò)程可控，電能質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)需采用蓄電池等儲(chǔ)能設(shè)備，設(shè)備成本較低。

技術(shù)研發(fā)人員：朱永強(qiáng);張少謙;王福源;趙娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華北電力大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.06
技術(shù)公布日：2017.08.15