[发明专利]用于绞盘操作的波浪能发电站的装置

说明书

背景技术

在专利文献中，描述了超过1000种用于利用海浪能量的装置。曾 经尚未认识到，成功的商业利用来自海浪的能量要求发电站具有一个 (或多个)内在的或辅助的过载保护机构。然而，在较新的波浪能系 统的开发者中，越来越多的运营商已经正在开始对这个基本因素加以 考虑：以一种或另一种方式，发电站应该具有用于解决遭遇最极端波 浪的策略。解决这个问题的传统方式在于，为发电站和其中的构件提 供一种极其稳固性的设计。这已被证实为是困难的，并且在已经成功 的程度内，所产生的波浪能发电站是不盈利的。一些较新的波浪能技 术包括用于过载保护的机构，这些机构如下：来自Scottish company Ocean Power Delivery Ltd.(www.oceanpd.com)的Pelamis、Danish Wave Dragon(www.wavedragon.dk)和US 5808368。其中的过载保护机构的 共同特征在于，它们是基于在实施过载保护措施之前记录海洋状态， 必须以人工方式或利用计算机技术控制所述措施，并且过载保护措施 能够描述成类似于乌龟在它们将头部缩入外壳时的行为。这些“乌龟 策略”涉及发电站的能量产生部件被增强、收缩或浸入水下，于是这 些部件不再(或在较低的程度上)暴露于波浪力。同时，停止或大大 减少产生能量。

发明内容

与之相反，在此描述的波浪能发电站类型具有基于简单机械原理 的、即时作用的过载保护机构，该机构并不要求人工或计算机控制， 并且该机构并不使发电站暂时停止运行。该过载保护机构使得该发电 站类型是稳固的，由此允许发电站设计成更大程度上与波浪直接相互 作用(例如与Pelamis相比)。这提供了改进的效率。

作为本发明基础的已知技术。

本发明是基于三种要素：

1.波浪能发电站，带有吸收波浪能的浮动体/多个浮动体。

2.绞盘，其特征在于，绞盘线材的端部以如下方式紧固到线缆卷 筒，即，使得线材能够展开和缠绕，而不存在必须相应缠绕和展开的 任何反向的线材端部。

3.过载保护滑动式离合器，当试图引入/导入系统中的输出量达到 系统中构件所设计承受的最大水平时，该滑动式离合器滑动。

独自或仅仅两个所述要素不能够解决在这里描述的本发明所处理 的问题：以足够低成本的发电站设计来利用来自海浪的能量，而发电 站和其中的构件不会受到极端波浪损坏。为了提供可盈利地利用波浪 能，应该存在所有三个要素。这种组合将为发电站的成本显著降低， 这种成本降低如此之大，以至对于将波浪能作为能量供应而言，它将 有可能引起技术商业方面的突破。

现在将列出一些已知的技术方案，其中表示出上述要素中的一些 要素。

绞盘操作的波浪能发电站

存在一定数目的波浪能系统，其中波浪能的积聚(吸收)是由浮 动体来进行的，并且其中这种能量的输送是由附接且缠绕在绞盘上的 线材来实现的。例如见US 2005/0121915和GR 990100030。然而，这 些系统缺乏过载保护滑动式离合器/连接器等，所述离合器/连接器等对 于允许发电站在最为恶劣的风暴情形中经受遭遇最极端波浪而言是必 要的，因为并不要求具有这种稳固性的设计，它们变得不能盈利。

滑动式离合器

过载保护滑动式离合器是本发明中的基本构件。原则上，这种滑 动式离合器能够以两种方式构造：

滑动式离合器类型I：其中，当超过关于离合器旋转的特定角速率 时，离合器滑动。

滑动式离合器类型II：其中，当超过特定的扭矩时，离合器滑动。

因为所输送的输出量等于所输送的角速率和扭矩的乘积，所以这 两种离合器类型各自均以如下发生作用，即，它们为能够输送的最大 输出量大小设定阈值-假设将所述输出量输送到此的机械具有如下共 性，即，扭矩和角速率是彼此的函数，于是在恒定的旋转速率下，扭 矩是恒定的。

用于为旋转速度设置阈值的滑动式离合器(类型I)