專利名稱：振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于海洋可再生能源開發(fā)利用領域，涉及波浪能發(fā)電裝置，特別是涉及一種振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置。
背景技術：
在當今確保國家能源安全、應對氣候變化、大力發(fā)展海洋經濟等大的時代背景下，我國海洋能發(fā)展需求強勁，核心競爭力逐步提升，社會影響力日益擴大，海洋能開發(fā)利用已經成為新一輪能源革命的重要組成部分，發(fā)展海洋能已經成為我國能源戰(zhàn)略的重要選擇、解決我國沿海特別是海島地區(qū)能源短缺的重要途徑、培育我國海洋戰(zhàn)略性新興產業(yè)的現(xiàn)實需要。對于優(yōu)化我國能源結構、促進清潔能源開發(fā)、應對氣候變化、發(fā)展低碳經濟等具有戰(zhàn)略意義。海洋可再生能源的開發(fā)和利用是一個涵蓋多個學科的綜合性問題，涉及到機械設計與制造，空氣動力學，流體力學，物理學，數(shù)學模型，計算機模擬，海洋科學等各領域。近年來國內外的學者們提出了眾多形式的海洋可再生能源開發(fā)利用方式。從20世紀70年代起，世界各國相繼開展對海洋可再生能源的利用研究，80年代進行了實海況試驗及應用示范研究，波浪發(fā)電技術已逐步接近實用化水平。利用波浪能發(fā)電就是通過波浪的運動帶動電動機發(fā)電，將以水的動能和勢能形式存在的機械能轉化為電能。世界上波力發(fā)電設備開發(fā)最早的國家是法國，后來挪威、英國、日本、丹麥等相繼開發(fā)，進行了大量科研和產業(yè)化的嘗試。目前，英、日、挪等國對波浪能發(fā)電的研究最為踴躍，其技術已基本成熟，頗具示范效應。近年來，鑒于我國能源戰(zhàn)略政策的需要，國內有關波力發(fā)電技術的研究逐漸深入，波力發(fā)電裝置亦不斷完善。2005年初，由廣東能源研究所建設的廣東省汕尾市遮浪半島的IOOkff岸式水柱波力電站波浪能獨立穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)第一次實海況試驗獲得成功。清華大學研究者提出了一種新型的漂浮式波力發(fā)電裝置，可隨波浪的變化釋放變幅變頻的電能，再通過一些措施解決不穩(wěn)定電能的后處理問題?？偠灾覈ɡ四馨l(fā)電起步較晚，但在國家科技攻關、“863”計劃支持下，經過近30年的研究，已經取得了較快的發(fā)展和長足的進步。微型波力發(fā)電技術已經成熟，并已商品化；小型岸式波力發(fā)電技術已進入世界先進行列，與國際領先水平的差距不大。在波浪能發(fā)電規(guī)模方面，世界上已從102kW，103kW級發(fā)展到104kW級的應用，而我國目前仍停留在IOkff, 102kff級的水平上，至2020年的遠景目標也只是發(fā)展到102kW-103kW級的波力電站，波浪能開發(fā)的規(guī)模遠小于挪威、英國等，因此小型波浪發(fā)電距實用大規(guī)模應用有一定距離。振蕩浮子式波浪能發(fā)電系統(tǒng)既可以用于導航燈、燈樁、燈塔，也可以用于電解海水制氫、氨及電解制鋁、提鈾、海水淡化等工業(yè)生產；既能提供近海、島嶼作業(yè)所需的生活用電，也可以為邊遠海域的國防、海洋開發(fā)等活動提供能量，應用市場非常廣闊。對保障我國經濟社會發(fā)展面臨能源安全、生態(tài)環(huán)境保護和應對氣候變化多重壓力有重要意義。振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置最重要的性能是發(fā)電效率和海上工作穩(wěn)定性，是波浪能發(fā)電系統(tǒng)技術研究的核心領域。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，具有工程周期短、模塊化程度高、能量吸收效率高、結構牢固、抗風浪能力強、使用壽命長等優(yōu)點。本實用新型所述的一種振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，包括:框架，包括:垂直地固定于海床上的基柱，以及露出海面的平臺；導軌，以垂直于海平面的方向固定在所述框架上，從所述平臺延伸至海面之下；浮子式能量吸收組件，設置在所述導軌上，隨海面上波浪的起伏而在所述導軌上振蕩，用于吸收縱向海浪的動能并消解橫向波浪的沖擊，一定程度上起到消波增效的作用；以及能量轉化組件，固定在所述框架的平臺上，并連接所述浮子式能量吸收組件，用于轉化、存儲以及輸出能量。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，所述基柱是水泥柱。優(yōu)選地，所述框架是由正方形布局的至少四根水泥柱固定于海床上。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，所述導軌是由特定布局的多條不銹鋼導軌組成。優(yōu)選地，所述導軌是由正方形布局的四條不銹鋼導軌組成。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，所述浮子式能量吸收組件設置在相鄰的所述導軌之間。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，所述浮子式能量吸收組件包括浮子。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，所述能量轉化組件包括:依次連接的傳動組件、定向組件、儲能組件與發(fā)電組件；以及控制器，可實現(xiàn)能量的存儲和平滑輸出。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，所述傳動組件通過傳動齒條連接所述浮子式能量吸收組件。根據(jù)本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的進一步特征，還包括保護罩，將所述能量轉化組件封閉在所述平臺內。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，具有以下特點與優(yōu)點:(I)工程周期短。(2)模塊化程度高。海上框架結構完成后，可以加載從Ikw到20kw的能量吸收單元，可根據(jù)實際海況增加或者減少發(fā)電單元模塊。(3)能量轉化效率高。點吸收的波浪能發(fā)電系統(tǒng)本身具備較高的理論能量轉化效率。(4)結構牢固抗風浪，使用壽命長。導軌固定于水泥柱上，浮子部件結構牢固，可抗一般風浪，如臺風來臨可通過上部機房的電機，收入機房避開風浪。浮子部件均采用涂料防腐處理，增強在復雜海洋環(huán)境下的抗腐蝕能力。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置將進一步推動振蕩浮子式波浪能發(fā)電系統(tǒng)的研究，促進我國海洋可再生能源的開發(fā)利用。
圖1是本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置的示意圖。
具體實施方式
本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，如圖1所示，包括:框架，包括:垂直地固定于海床上的基柱1，以及露出海面的平臺2 ;導軌3，以垂直于海平面的方向固定在框架上，從平臺2延伸至海面之下；浮子式能量吸收組件4，設置在導軌3上，該組件隨海面上波浪的起伏而在導軌3上振蕩，用于吸收縱向海浪的動能并消解橫向波浪的沖擊；以及能量轉化組件，固定在框架的平臺2上，并連接浮子式能量吸收組件4，用于轉化、存儲以及輸出能量。在構建框架時，可采用水泥柱作為基柱I。優(yōu)選的方案是:由正方形布局的至少四根水泥柱固定于海床上，從而構造所需的框架。然后，在基柱上搭建平臺。通常是探測好水文漲退潮的海水升降位，按目前的雨水季節(jié)應該用最漲水標為基礎再加500-1000mm作機動升沉移動，這樣免于漲潮時水浸平臺。由特定布局的多條不銹鋼導軌組成導軌3。優(yōu)選的方案是:導軌3是由正方形布局的四條不銹鋼導軌組成。如圖1所示，浮子式能量吸收組件4設置在相鄰的導軌3之間，可隨海面波浪的起伏而在導軌上下移動。該浮子式能量吸收組件4包括浮子。在成型的海上框架平臺上裝載能量轉化組件。如圖1所示，能量轉化組件包括:依次連接的傳動組件5、定向組件6、儲能組件7與發(fā)電組件8 ；以及控制器9。傳動組件5通過傳動齒條10連接浮子式能量吸收組件4。如圖1所示，還包括保護罩11，將能量轉化組件封閉在平臺2內。根據(jù)上述構建的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，可開展實海況試驗，對流速、浪高、風速等天氣因素進行監(jiān)控，獲得波浪能發(fā)電樣機在實海況條件下的相關運作指標。
權利要求1.一種振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 框架，包括:垂直地固定于海床上的基柱(1)，以及露出海面的平臺(2)； 導軌(3)，以垂直于海平面的方向固定在所述框架上，從所述平臺(2)延伸至海面之下； 浮子式能量吸收組件(4)，設置在所述導軌(3)上，隨海面上波浪的起伏而在所述導軌(3)上振蕩，用于吸收縱向海浪的動能并消解橫向波浪的沖擊；以及 能量轉化組件，固定在所述框架的平臺(2)上，并連接所述浮子式能量吸收組件(4)，用于轉化、存儲以及輸出能量。
2.根據(jù)權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述基柱(I)是水泥柱。
3.根據(jù)權利要求2所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述框架是由正方形布局的至少四根水泥柱固定于海床上。
4.根據(jù)權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述導軌(3)是由特定布局的多條不銹鋼導軌組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述導軌(3)是由正方形布局的四條不銹鋼導軌組成。
6.根據(jù)權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述浮子式能量吸收組件(4)設置在相鄰的所述導軌(3)之間。
7.根據(jù)權利要求1或6所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述浮子式能量吸收組件(4)包括浮子。
8.根據(jù)權利要求1所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述能量轉化組件包括:依次連接的傳動組件(5)、定向組件(6)、儲能組件(7)與發(fā)電組件(8);以及控制器(9)。
9.根據(jù)權利要求8所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:所述傳動組件(5 )通過傳動齒條(10 )連接所述浮子式能量吸收組件(4 )。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置，其特征在于:還包括保護罩(11)，將所述能量轉化組件封閉在所述平臺(2 )內。
專利摘要本實用新型涉及一種振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置包括框架，包括垂直地固定于海床上的基柱，以及露出海面的平臺；導軌，以垂直于海平面的方向固定在所述框架上，從所述平臺延伸至海面之下；浮子式能量吸收組件，設置在所述導軌上，隨海面上波浪的起伏而在所述導軌上振蕩，用于吸收縱向海浪的動能并消解橫向波浪的沖擊，一定程度上起到消波增效的作用；以及能量轉化組件，固定在所述框架的平臺上，并連接所述浮子式能量吸收組件，用于轉化、存儲以及輸出能量。本實用新型所述的振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置具有工程周期短、模塊化程度高、能量吸收效率高、結構牢固、抗風浪能力強、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號F03B13/18GK202926514SQ201220528308
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權日2012年10月16日
發(fā)明者黎祖福, 李鑫渲, 羅文佳 申請人:黎祖福