一種提高波浪發(fā)電效率的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及開發(fā)利用海洋可再生能源的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于布拉格共振原理提高波浪發(fā)電效率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋覆蓋著地球百分之七十的表面，蘊含著無窮的能量，據(jù)估算其能量總和大大超過了目前全球能源的需求。在海洋能開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域中包括有波浪能，潮汐能，溫差能，鹽差能和海流能等。
[0003]波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能?，F(xiàn)階段，存在大量的利用波浪能發(fā)電的技術(shù)，主要原理是通過波浪能裝置將波浪能首先轉(zhuǎn)化為機械能，然后再轉(zhuǎn)化為電能。然而，波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源，發(fā)電效率較低。
[0004]通常波浪能的轉(zhuǎn)換一般有三級。第一級為波浪能的收集，通常采用聚波和共振兩種方法把分散的波浪能聚集起來。第二級為能量的傳遞，包括機械傳動、低壓水力傳動、高壓液壓傳動、氣動傳動，使波浪能轉(zhuǎn)換為可以利用的機械能。第三級轉(zhuǎn)換為最終轉(zhuǎn)換，將機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能。波浪發(fā)電作為對海洋可再生能源利用的經(jīng)典方式，現(xiàn)階段對波浪發(fā)電的關(guān)注主要都集中于如何有效促進波能收集裝置的能量傳遞與轉(zhuǎn)化效率等具體的機械裝置設(shè)計層面，而忽視了最為基本的，例如如何增大波浪發(fā)電海域波高等方面的問題。
[0005]布拉格共振在波浪理論中是指當(dāng)波浪經(jīng)過周期性起伏地形，且起伏地形的波長為入射波波長一半的整數(shù)倍時，會產(chǎn)生共振，波浪能量因此而被反射，引發(fā)地形區(qū)上部水面的劇烈波動，并形成大范圍的立波，增大該區(qū)域內(nèi)部分位置的波高值。
[0006]目前我國長江口的南港航道及珠江口的內(nèi)伶仃島北部等近海海域都存在大面積的沙波群，所以實際海岸環(huán)境中具有較普遍引發(fā)布拉格共振效應(yīng)的自然條件，因此需要對該部分進行進一步研究。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供了一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低且使用靈活方便，將漂浮在海面的波浪能發(fā)電裝置通過固定平臺固定位置，通過布設(shè)周期性波峰柱體，而使入射波浪發(fā)生布拉格共振，將波浪能量聚集在特定區(qū)域，從而提高波浪能發(fā)電裝置的發(fā)電效率。
[0008]為解決上述問題，本實用新型具體采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，包括波能聚集裝置和波能收集轉(zhuǎn)換裝置，所述波能聚集裝置包括有若干個按周期性排列的波峰柱體，入射波浪經(jīng)過波能聚集裝置因發(fā)生布拉格共振而反射，在其迎浪側(cè)形成立波區(qū)，所述波能收集轉(zhuǎn)換裝置包括固定支架、金屬面板以及波浪能發(fā)電裝置，所述固定支架設(shè)置在立波區(qū)中，所述金屬面板焊接在固定支架上，所述波浪能發(fā)電裝置可移動的設(shè)置在金屬面板上。
[0010]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述波浪能發(fā)電裝置包括有波浪能發(fā)電裝置定子、金屬連桿和波浪能發(fā)電裝置浮子，即該波浪能發(fā)電裝置為振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，所述波浪能發(fā)電裝置定子可移動的設(shè)置在金屬面板上，所述金屬連桿垂直貫穿于波浪能發(fā)電裝置定子并與其下方的波浪能發(fā)電裝置浮子相連接，即所述波浪能發(fā)電裝置浮子連接在金屬連桿下端。
[0011]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述金屬連桿設(shè)置在波浪能發(fā)電裝置定子中心處。
[0012]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述波浪能發(fā)電裝置浮子為上大下小的圓臺體。
[0013]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述金屬面板上沿著波浪傳播方向設(shè)有一穿口，所述穿口的兩側(cè)沿著穿口側(cè)邊設(shè)有等距離分布的螺孔，所述螺孔上設(shè)有相適配的螺絲，當(dāng)然，為了便于螺絲固定，在波浪能發(fā)電裝置定子上也設(shè)有相對應(yīng)的螺孔，將波浪能發(fā)電裝置定子沿著穿口調(diào)節(jié)到合適位置后，利用螺絲同時貫穿波浪能發(fā)電裝置定子和金屬面板上的螺孔，從而將波浪能發(fā)電裝置定子固定在金屬面板上。通過波浪能發(fā)電裝置定子在金屬面板上的位置調(diào)節(jié)，從而調(diào)整波浪能發(fā)電裝置位置，令波浪能發(fā)電裝置浮子中心正好位于立波波腹處，使發(fā)電效率最大化。此外，可在沙波群附近海域布置振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，將裝置布置在海面共振區(qū)域波腹處，可顯著提高波浪能發(fā)電效率。
[0014]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述波能聚集裝置由至少2塊波峰柱體組成，所述波峰柱體的波長為入射波浪波長一半的整數(shù)倍，該波峰柱體的波長亦即兩個波峰柱體最高點之間的距離，所述波能聚集裝置的周期性起伏延展方向與入射波浪方向一致，優(yōu)選，每兩個波峰柱體的間距為波峰柱體波長的一半，即相鄰波峰柱體間的距離為波峰柱體波長的一半。
[0015]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述波峰柱體由混凝土制成。
[0016]前述的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，其特征在于，所述波峰柱體設(shè)為5塊。
[0017]本實用新型的有益效果:本實用新型提供的一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，使通過波能聚集裝置上部的入射波浪發(fā)生布拉格共振，增大海面部分區(qū)域的波高，將波能收集轉(zhuǎn)換裝置固定在波高差最大處，從而提高波浪能發(fā)電裝置的發(fā)電效率。該裝置不僅可用來穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)電，而且結(jié)構(gòu)簡單成本低，不影響海域景觀。
[0018]由于布拉格共振引起的水體共振所體現(xiàn)的最為明顯的現(xiàn)象就是水面波動幅度的急劇增大，所以通過布拉格共振對周期性起伏地形向海側(cè)的波浪起到能量積聚的效果，從而增大目標(biāo)海域的波尚，因此，本申請可以有效地彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，從提尚裝置可收集的波浪能的角度來提高其發(fā)電效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型實例I中提高波浪發(fā)電效率的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型實例I中實驗裝置在水槽中的側(cè)視圖；
[0021]圖3是本實用新型實例I中實驗裝置在水槽中的俯視圖；
[0022]圖4是在水槽水深為0.6m、入射波浪周期為1.05s時正常發(fā)電與運行本實用新型裝置發(fā)電所測得的瞬時電壓對比圖，其中圖4(a)為正常發(fā)電測得的瞬時電壓圖，圖4(b)為運行本實用新型裝置測得的瞬時電壓圖；
[0023]圖5是在水槽水深為0.7m，入射波周期為1.05s時正常發(fā)電與運行本實用新型裝置發(fā)電所測得的瞬時電壓對比圖，其中圖5(a)為正常發(fā)電測得的瞬時電壓圖，圖5(b)為運行本實用新型裝置測得的瞬時電壓圖。
[0024]圖中，I一波峰柱體、2—固定支架、3—波浪能發(fā)電裝置浮子、4一金屬面板、5—波浪能發(fā)電裝置定子、6—金屬連桿、7—螺孔、8—穿口、9一錄波儀、10—波能聚集裝置、11 一波能收集轉(zhuǎn)換裝置。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步描述。
[0026]實施例1:
[0027]如圖1至圖3所示，一種提高波浪發(fā)電效率的裝置，包括一個波能聚集裝置10和一個波能收集轉(zhuǎn)換裝置U。波能聚集裝置10由5個半正弦波峰柱體I按周期性排列組成，波峰柱體I的波長為規(guī)則入射水波波長一半，波能聚集裝置10的周期性起伏延展方向與入射波浪方向一致，每兩個波峰柱體I的間距為波峰柱體I波長的一半，入射波浪經(jīng)過波能聚集裝置10因發(fā)生布拉格共振而反射，并在其迎浪側(cè)形成立波區(qū)。波能收集轉(zhuǎn)換裝置11包括固定支架2、金屬面板4、波浪能發(fā)電裝置定子5、金屬連桿6、波浪能發(fā)電裝置浮子3，所述固定支架2設(shè)置在立波區(qū)域中，所述金屬面板4焊接在固定支架2上，所述波浪能發(fā)電裝