專利名稱：具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源利用技術(shù)，尤其涉及具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前全球能源危機(jī)逐年加重，海洋可再生能源的開發(fā)受到越來越多的關(guān)注。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)的型式各異的波浪能發(fā)電裝置。有一種底鉸搖板式波浪能發(fā)電系統(tǒng)在英國處于實(shí)海況試驗(yàn)階段，該裝置將密度小 于海水的搖板鉸接于海底的基礎(chǔ)上，搖板在波浪作用下前后擺動(dòng)帶動(dòng)活塞泵壓縮海水，在 岸上形成高壓水流，推動(dòng)佩爾頓水輪機(jī)發(fā)電。該裝置具有可靠性好、能量轉(zhuǎn)換效率高、受地 形影響小、造價(jià)較低、易于安裝維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但是，我國海況與英國海況相差很大，波浪以風(fēng)浪為主，總體波能密度約為英國的 1/4，波周期約為英國的1/3，近岸海域一般海水含沙量較高，很多海域受臺(tái)風(fēng)影響顯著，使 得上述底鉸式波浪能發(fā)電裝置無法直接引入我國。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種適合我國海況的具有災(zāi)難應(yīng)對功能的 波浪能發(fā)電系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決
具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，包括波浪能俘獲裝置和發(fā)電設(shè)備，發(fā)電設(shè)備為 磁流體發(fā)電機(jī)，磁流體發(fā)電機(jī)包括流體泵、導(dǎo)流管和發(fā)電機(jī)，流體泵的輸入端與波浪能俘獲 裝置相連，流體泵的輸出端通過導(dǎo)流管與發(fā)電機(jī)相連。采用小型高效的新型磁流體發(fā)電機(jī) 代替水輪機(jī)。因?yàn)槲覈睾Ｈ粘Ｆ骄苊芏容^小，波浪能俘獲裝置無法俘獲足夠的能量， 將大量的高壓水流壓縮到岸上驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)不同，磁流體發(fā)電機(jī)利 用導(dǎo)電流體在磁場中切割磁力線來發(fā)電，轉(zhuǎn)換效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好，特別適合我國 波浪能密度小的實(shí)際情況。作為優(yōu)選，波浪能俘獲裝置包括撐臂和浮筒，撐臂下端鉸接于海底，撐臂上端連接 有浮筒，浮筒上端露出海平面。一般浮筒上端1/5至1/3部分露出海平面。即將原有波浪 能俘獲裝置由板式結(jié)構(gòu)改為透空結(jié)構(gòu)。這一改變適應(yīng)短周期波浪作用力集中于在水表面的 特性，減小波浪能俘獲裝置運(yùn)動(dòng)過程中的附加質(zhì)量，同時(shí)避免傳統(tǒng)技術(shù)波浪能俘獲裝置底 部的泥沙沖淤，并節(jié)約建造材料。作為優(yōu)選，波浪能俘獲裝置的寬度為3-10米，高度為3-10米。通過合理的設(shè)計(jì)，使 裝置的固有周期接近日常海況的波浪周期，裝置在日常工況下接近共振運(yùn)行，裝置振幅大， 轉(zhuǎn)換效率高。當(dāng)波浪周期為2-3秒時(shí)，裝置的寬度可為5米左右，高度可為5米左右；當(dāng)波 浪周期為4-5秒時(shí)，裝置的寬度可為8米左右，高度可為8米左右。作為優(yōu)選，浮筒與撐臂通過螺桿連接，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害應(yīng)對方案。螺桿連接強(qiáng)度根據(jù)日常工況設(shè)計(jì)，螺桿在極端工況下超載破壞。我國南部沿海經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)侵襲，臺(tái)風(fēng)會(huì)掀起巨 浪，是造成波浪能俘獲裝置毀壞的主要原因。裝置運(yùn)行過程中，浮筒受到的波浪力最大，由 于浮筒與撐臂的螺桿連接會(huì)在巨浪中破壞，使浮筒與系統(tǒng)分離，從而避免液壓缸和基礎(chǔ)的 破壞，將發(fā)電系統(tǒng)的災(zāi)害損失降低至僅有螺桿連接的破壞，解決了波浪能俘獲裝置必然面 對的災(zāi)害應(yīng)對問題。作為優(yōu)選，浮筒上設(shè)有充水孔，充水孔上設(shè)有塞子，塞子通過鎖鏈與撐臂相連。與 撐臂分離后，浮筒自動(dòng)充水。浮筒預(yù)留充水孔，正常工作時(shí)，沖水孔被橡膠塞塞住，橡膠塞通 過鎖鏈與撐臂連接，低強(qiáng)度連接破壞后，塞在充水孔中的橡膠塞被鎖鏈拉出，浮筒自動(dòng)充水 并沉沒，不會(huì)在臺(tái)風(fēng)中漂離很遠(yuǎn)。臺(tái)風(fēng)后可打撈浮筒，并重新安裝。作為優(yōu)選，浮筒上設(shè)有定位裝置。通過定位裝置更利于浮筒的打撈。作為優(yōu)選，磁流體發(fā)電機(jī)與波浪能俘獲裝置的距離為0. 5-5米。作為優(yōu)選，浮筒上端的1/5至1/3露出海平面。此高度，波浪能俘獲效果更好。作為優(yōu)選，波浪能俘獲裝置包括兩個(gè)撐臂，兩個(gè)撐臂與浮筒之間形成空腔。將原有 波浪能俘獲裝置由板式結(jié)構(gòu)改為透空結(jié)構(gòu)。這一改變適應(yīng)短周期波浪作用力集中于在水表 面的特性，減小波浪能俘獲裝置運(yùn)動(dòng)過程中的附加質(zhì)量，同時(shí)避免傳統(tǒng)技術(shù)波浪能俘獲裝 置底部的泥沙沖淤，并節(jié)約建造材料。按照本發(fā)明的技術(shù)方案，磁流體發(fā)電機(jī)利用導(dǎo)電流體在磁場中切割磁力線來發(fā) 電，轉(zhuǎn)換效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好，特別適合我國波浪能密度小的實(shí)際情況。撐臂和浮筒 的設(shè)計(jì)，適應(yīng)短周期波浪作用力集中于在水表面的特性，減小波浪能俘獲裝置運(yùn)動(dòng)過程中 的附加質(zhì)量，同時(shí)避免傳統(tǒng)裝置波浪能俘獲裝置底部的泥沙沖淤，并節(jié)約建造材料。撐臂和 浮筒的連接及充水孔和橡膠塞的設(shè)計(jì)，解決了波浪能俘獲裝置必然面對的災(zāi)害應(yīng)對問題。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為波浪能俘獲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中I部的放大示意圖。圖4為浮筒與撐臂的連接被災(zāi)難破環(huán)后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 實(shí)施例1
具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，包括波浪能俘獲裝置4和發(fā)電設(shè)備，發(fā)電設(shè)備 為磁流體發(fā)電機(jī)，磁流體發(fā)電機(jī)包括流體泵1、導(dǎo)流管2和發(fā)電機(jī)3，流體泵1的輸入端與波 浪能俘獲裝置4相連，流體泵1的輸出端通過導(dǎo)流管2與發(fā)電機(jī)3相連。波浪能俘獲裝置4 包括撐臂41和浮筒42，撐臂41下端鉸接于海底5，撐臂41上端連接有浮筒42，浮筒42上 端露出海平面6。波浪能俘獲裝置4包括兩個(gè)撐臂41，兩個(gè)撐臂41與浮筒42之間形成空 腔46。波浪能俘獲裝置4的寬度為5米，高度為5米。撐臂41與浮筒42通過螺桿連接，并 且為低強(qiáng)度連接。浮筒42上設(shè)有充水孔43，充水孔43上設(shè)有塞子44，塞子44為橡膠塞，塞子44通過鎖鏈45與撐臂41相連。浮筒42上設(shè)有定位裝置。磁流體發(fā)電機(jī)與波浪能俘 獲裝置4的距離為1. 5米。發(fā)電機(jī)3通過電纜7與海岸8上的用電設(shè)備9相連。上述裝置適宜波浪周期為2-3秒的海況。實(shí)施例2
具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，包括波浪能俘獲裝置4和發(fā)電設(shè)備，發(fā)電設(shè)備 為磁流體發(fā)電機(jī)，磁流體發(fā)電機(jī)包括流體泵1、導(dǎo)流管2和發(fā)電機(jī)3，流體泵1的輸入端與波 浪能俘獲裝置4相連，流體泵1的輸出端通過導(dǎo)流管2與發(fā)電機(jī)3相連。波浪能俘獲裝置4 包括撐臂41和浮筒42，撐臂41下端鉸接于海底5，撐臂41上端連接有浮筒42，浮筒42上 端露出海平面6。波浪能俘獲裝置4包括兩個(gè)撐臂41，兩個(gè)撐臂41與浮筒42之間形成空 腔46。波浪能俘獲裝置4的寬度為8米，高度為8米。撐臂41與浮筒42通過螺桿連接，并 且為低強(qiáng)度連接。浮筒42上設(shè)有充水孔43，充水孔43上設(shè)有塞子44，塞子44為橡膠塞， 塞子44通過鎖鏈45與撐臂41相連。浮筒42上設(shè)有定位裝置。磁流體發(fā)電機(jī)與波浪能俘 獲裝置4的距離為1米。發(fā)電機(jī)3通過電纜7與海岸8上的用電設(shè)備9相連。上述裝置適宜波浪周期為4-5秒的海況?？傊?，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等 變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，包括波浪能俘獲裝置(4)和發(fā)電設(shè)備，其 特征在于發(fā)電設(shè)備為磁流體發(fā)電機(jī)，磁流體發(fā)電機(jī)包括流體泵(1)、導(dǎo)流管(2)和發(fā)電機(jī) (3)，流體泵(1)的輸入端與波浪能俘獲裝置(4)相連，流體泵(1)的輸出端通過導(dǎo)流管(2) 與發(fā)電機(jī)(3)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于波浪能俘 獲裝置(4 )包括撐臂(41)和浮筒(42 )，撐臂(41)下端鉸接于海底(5 )，撐臂(41)上端連接 有浮筒(42)，浮筒(42)上端露出海平面(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于波浪能俘 獲裝置(4)的寬度為3-10米，高度為3-10米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于撐臂(41) 與浮筒(42)通過螺桿連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于浮筒(42) 上設(shè)有充水孔(43 )，充水孔(43 )上設(shè)有塞子(44 )，塞子(44 )通過鎖鏈(45 )與撐臂(41)相 連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于浮筒(42) 上設(shè)有定位裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于磁流體發(fā) 電機(jī)與波浪能俘獲裝置(4)的距離為0. 5-5米。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于浮筒(42) 上端的1/5至1/3露出海平面(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于波浪能俘 獲裝置(4 )包括兩個(gè)撐臂(41)，兩個(gè)撐臂(41)與浮筒(42 )之間形成空腔(46 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及新能源利用技術(shù)，公開了具有災(zāi)難應(yīng)對功能的波浪能發(fā)電系統(tǒng)，其包括波浪能俘獲裝置和發(fā)電設(shè)備，發(fā)電設(shè)備為磁流體發(fā)電機(jī)，磁流體發(fā)電機(jī)包括流體泵(1)、導(dǎo)流管(2)和發(fā)電機(jī)(3)，流體泵(1)的輸入端與波浪能俘獲裝置相連，流體泵(1)的輸出端通過導(dǎo)流管(2)與發(fā)電機(jī)(3)相連。波浪能俘獲裝置(4)包括撐臂(41)和浮筒(42)，撐臂(41)下端鉸接于海底(5)，撐臂(41)上端連接有浮筒(42)，浮筒(42)上端露出海平面(6)。本發(fā)明轉(zhuǎn)換效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性好，解決了波浪能俘獲裝置災(zāi)害應(yīng)對問題，適合于我國波浪能密度小、海水含沙量高、經(jīng)常受到臺(tái)風(fēng)影響的海況條件。
文檔編號H02K44/08GK102062040SQ20101059526
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者勾瑩, 寧德志, 張亦飛, 沈家法, 趙海濤, 郝春玲 申請人:國家海洋局杭州海洋工程勘測設(shè)計(jì)研究中心