[实用新型]一种波能飞轮发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及发电装置，特别是一种波能飞轮发电装置。

背景技术

波浪能是海洋能源中蕴藏最为丰富的能源之一，也是海洋能利用研究中近期研究最多的海洋能源。波浪能发电是一种无污染、洁净的能源，但同时也是海洋能量中最不稳定的一种能源。全球海洋的波浪能理论蕴藏量达700亿千瓦，可供开发利用的渡能为20亿千瓦～30亿千瓦，每年发电量可达9×10亿千瓦时，是目前全球发电量的7倍多。然而要进行大规模的开发利用，还存在着发电效率低、成本偏高的技术难题。但是，在边远海区和岛屿使用波浪发电仍有竞争力。

最早成功利用波浪能的是法国，在1799年，在巴黎发表了第一个波浪能转换装置的专利，1910年，法国科学家在渡尔多市的罗埃第一次进行波浪能发电实验。紧接着，北欧国家、美国、日本也都成功的开展了波浪能的研究与利用，并相继建起了岸基固定式和防波堤式波力电站。我国波浪能发电技术研究始于70年代，1975年研制成1台1kW的波力发电浮标。80年代以后获得较快发展，从“八五”到“十五”，国家科技部、中国科学院等对波浪能研究开展了持续的支持，3个五年计划共支持了约1000万，用于研制20kW、100kW岸式振荡水柱波能装置各一座，8kW、30kW摆式波能装置各一座，5kW漂浮式波能发电船一座，50kW波浪能独立发电与制淡系统一座。这些固定式波能发电装置研究成功使我国在波浪能转换效率、波浪能稳定输出和波浪能装置建造技术上有了显著的提高，处于世界先进水平。

迄今，已出现过的波浪发电装置可归纳为如下几类：(1)漂浮式波浪发电装置；(2)沿岸固定式波浪发电装置；(3)离岸固定式波浪发电装置；(4)聚波波浪发电装置；(5)推摆式波浪发电装置。而利用一定的装置将波浪能吸收起来，为飞轮电池“充电”，目前还没有相关的文献报道，因此波能飞轮电池发电将是一种很好的选择。飞轮电池是一种特殊的蓄电、放电方式，与蓄电池、燃料电池、超级电容器和太阳能电池相比，具有储能密度大、输出功率大、充放电时间快、使用寿命长、对环境的友好性以及零排放等优点。飞轮电池目前在电动汽车、电站、卫星和航天器、不间断电源UPS、城市轨道交通应用、电力系统调峰、医疗器械、军事、通信电源、核聚变、实验装置等方面的应用研究较多。其中又以在电动汽车方面的研究较为成熟，但发达国家研究水平和使用方面各不相同。而将飞轮电池应用于海洋船舶目前还没有这方面的技术研究。

飞轮电池是一种机电能量转换和储存装置。充电时，飞轮中的电机以电动机的形式运行，在外电源的驱动下，带动飞轮旋转，达到极高的转速，从而完成电能——机械能的储能过程。放电时，飞轮中的电机以发电状态运行，对外输出电能，完成机械能——电能转换的释放过程。因此利用海洋波浪能不会像内燃机利用燃油会产生排气污染，同时也没有化学反应过程，不会引起腐蚀，也无废料的回收过程。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题在于克服现有技术的缺点，提供一种波能飞轮发电装置，该发电装置利用海洋波浪能直接安装在海洋船舶上并为船舶提供日常用电。

本实用新型原理：利用海洋波浪移动的特点，通过船舶、拖带水箱上浮时间差拉动施力绳索，施力绳索带动单向转动机构，直接作用于飞轮轴使其高速旋转，实现飞轮电池的充放电。

本实用新型采用如下技术方案实现该目的：

本实用新型的波能飞轮发电装置包括单向受力机构、单向施力机构、施力绳、回复绳挂钩、飞轮、永磁体、定子和飞轮轴；其中，单向受力机构结构呈棘轮状，通过键联结装在飞轮轴上；单向施力机构一端安装在壳体轴承上，另一端与单向受力机构通过齿部啮合；施力绳缠绕在单向施力机构，并与拖带水箱连接；嵌有永磁体的飞轮安装在飞轮轴上，并与设置在箱体内壁上由线圈绕成的定子耦合组成定子和转子结构，定子的线圈通过导线与外接变流电路及控制系统连接；回复绳挂钩装在单向施力机构上，回复绳一端与回复绳挂钩相接，另一端与回复重块相接；导线外接负载。

所述的飞轮质心位于体积中心点上，表面质量均匀，光洁。

所述的导线从箱体上的引线孔穿过与外接变流电路及控制系统连接。

所述的单向受力机构、单向施力机构、飞轮、飞轮轴及联结键用45号钢制作。

所述飞轮通过键安装在飞轮轴上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型充分利用了波浪起伏的特点，将波浪能通过机构转化为飞轮的动能，为飞轮充电；装置占用船舶空间不大，体积不大，外形简单，内部零件、结构和制造工艺简单，成本和价格低廉，易于船舶节能应用推广。