[发明专利]一种包括波力发电设备及其支承结构的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括波力发电设备的装置，所述波力发电设备用于把大海或海洋的波浪能转换成有用的能量如电力。按照本发明所述的装置具体目的是提供一种系统，该系统可方便地安装，并且在所述系统中可以得到均匀的电力输出。

背景技术

众所周知，海浪似乎构成几乎无限的能量资源，所述能量资源如果有效地开发利用，也许能解决相当大一部分的世界能源问题。然而，尽管作了许多努力来开发利用海浪能，但迄今为止还没有设计出商业上成功的系统用于把海浪能转换成电能。

一般，在先有技术中，已经提出三种不同类型的波力发电设备。一种这样的设备在美国专利US 6,476,511中公开，设备包括多个有浮力的圆筒体构件，所述多个圆筒体构件在其端部连接在一起，以便形成铰接的链状结构。每对相邻的圆筒形构件都通过联接件相互连接，上述联接件允许圆筒形构件绕一横向轴线相对旋转运动。相邻的联接件可以绕相互正交的横向轴线相对旋转运动。每个联接件具有若干元件，如一组液压柱塞，上述若干元件抵抗和提取圆筒体构件相对旋转运动中的能量。设备自由地浮在海面上并固定到海底上。

第二种类型波力发电设备包括一个或多个海面浮子和一个基准构件，上述海面浮子能在海浪作用下沿着海洋表面移动，而上述基准构件完全淹没在海中一定深度处，并且基本上不受海浪影响，参见例如美国专利US 4,453,894。浮子在海洋表面上的运动造成液压系统中的液压流体移动，所述液压系统包括使一个海面浮子或多个海面浮子与基准构件互连的液压装置，因而可以从液压系统中提取出有用的能量。应该理解，这种设备也固定到海底上。

最后，第三种类型波力发电设备是一种具有一个或多个由支承结构支承的臂的波力发电设备，上述一个或多个臂承载一个或多个浮子，上述浮子通过波浪产生移动。移动的波浪能量传送到臂上，并可以输送到液压系统中，如在美国专利US 4,013,382的系统中那样，或者输送到轴的机械系统中，上述轴的机械系统通过机械传动系统驱动一个或多个发电机，用于产生电力，如WO 01/92644的系统中地样。

发明内容

本发明大体上涉及上述第三种类型波力发电设备。本发明一些优选实施例的目的是提供一种装置，该装置可以方便且廉价地安装。优选实施例的另一目的是提供一种包括波力发电设备的装置，所述波力发电设备可用于设备能量转换装置的均匀电力输出，亦即随时间基本上恒定的电力输出。优选实施例的另一目的是提供一种系统，所述系统减少或消除对变频器的需求。优选实施例的另一目的是提供一种波力发电设备，所述波力发电设备可以方便地停止运行，比如以便防止在运行期间在设备的各种部件上结冰。本发明优选实施例还有另一个目的是提供一种设备，所述设备可用于接近臂和浮子进行方便的维修，最优选可用来接近在包括多个臂的系统中的各个臂和浮子进行维修，上述多个臂的每个臂都具有浮子。优选实施例还有另一个目的是提供一种设备，所述设备可以方便地从岸上的生产工厂输送到公海处的工作现场。然而本发明的另一目的是提供一种波力发电设备，该波力发电设备能够附接在已有的在岸上的结构或离岸结构上。

本发明提供一种包括波力发电设备的装置，所述波力发电设备包括多个臂，每个臂在一端由轴旋转地支承，其中每个臂都在其另一端承载一个浮子，所述另一端与支承端相对，从而由波浪所引起的浮子平移运动造成臂绕轴旋转，所述设备包括能量转换装置，所述能量转换装置用来把波浪传送到臂上的能量转换成电力，多个臂这样设置成一排，以便通过臂排的波浪使臂依次绕轴枢转，各臂设置在相互的间隔一定距离处，以便波浪的推移使臂以相互的相移枢转，并且其中所述臂和能量转换装置由一支承结构支承，该支承结构永久地固定到海底和地面上。

支承结构可以包括已有的或预安装的结构，比如自然产生的构造，比如地面或峭壁构造，或比如防波堤、防浪堤、码头、突堤，或者支承结构也可以包括最初为不同目的准备的离岸结构，例如石油或天然气开采设施，比如石油钻探平台。

由于如此实施的支承结构，波力发电设备可以成本低廉地安装。在岸上的结构例如防波堤、防浪堤等带来了其它优点，即波力发电设备可以成本低廉地维护，因为采用地面输送方式能够将维护人员和装备方便地输送至所述设备。而且监视和操作优化变得便利，因为无需将人员移送至离岸设施。

每个臂都可以沿着纵向(或者限定纵向)延伸，而支承结构则沿着横向于纵向的方向延伸。这允许臂延伸离开支承结构，以允许臂提升出海面，例如在天气和/或波浪状况异常的情况下。为了便于接近臂，每个臂都可以单独地由支承结构支承，同时这些臂沿着支承结构相互间隔地设置。