[发明专利]波浪发电机系统

说明书

背景技术

波浪能集中于海面上，例如海面的25米内。波浪能随着在海面 下的深度增加而减小。在接近海面处，水剧烈地上下以及水平移动， 并且当波峰移动通过一位置时水压力反复增加，并且当波谷通过该位 置时水压力反复减小。例如在Carroll的美国专利6,229,225中已经提 出了若干用于将波浪能转换成电能的系统，其中保持浮子的系泊缆操 作深水下的液压泵和发电机。位于水下的任何发电设备应该尽可能简 单。

最近已经开发了诸如EPA(电活化聚合物)的SSM(可拉伸合 成材料)，其在其相对侧包含相反的静电荷时并且在当被拉伸其端部 之间的距离改变时发电。Pelrine的美国专利6,768,246；Pei的美国专 利6,812,624；Goldenberg的美国专利7,038,357以及Ishido的美国公 开2001/0029401中描述了这种可拉伸合成材料。申请人提供了利用拉 伸和/或放松被用作导体的这些可拉伸合成材料从波浪能发电的系统。

发明内容

根据本发明，提供了用于使用简单的可拉伸合成材料以高效的方 式由波浪能生产电力的系统。在一个系统中，提供了这样一个部件， 该部件包括被锚定在海底上方的固定高度处的下部部分和邻近海面下 方并且相对于下部部分可竖直移动的上部部分。一定量的被静电充电 的SSM(可拉伸合成材料)置于上部部分和下部部分之间，并且当上 部部分在波谷下向上移动和/或上部部分在波峰下向下移动时发电。在 这种类型的系统的一个示例中，该部件的上部和下部部分形成室的上 壁和下壁，室容纳偏压上壁和下壁使之分开的加压空气。该SSM在该 上壁和下壁之间延伸。当波谷通过所述部件上方时，该上壁向上移动 并且拉伸该可拉伸合成材料以发电。

在另一个系统中，漂浮部件是简单的浮子，并且，将浮子锚定到 海底的锚定线缆包括一定长度的SSM，当所述浮子在波浪中上下移动 时该SSM拉伸和放松。可提供多锚定系统，其中具有被宽地间隔开的 下端部的多条被系住的锚定线缆被用于系泊浮子以限制其的水平移动 以及其竖直移动。每条锚定线缆具有或者连接到SSM以发电。多个这 样的多锚定系统可通过也包括SSM的基本水平的稳定线缆连接到一 起。

当SSM材料从波浪中抽取能量时，其还抑制波浪。波浪的这种 抑制可用于保护近海结构。

浮子被锚定，使得锚定线缆总是被张紧。可提供这样一种系统， 该系统可缩短和拉长锚定线缆，尤其在巨大的暴风雨中使浮子向下移 动并且允许浮子上升以对其进行维护。在被使用以发电或者平息波浪 期间，浮子优选地被保持为其体积的至少80％置于平均海面下，并且 其大部分位于海面25米内。

所附权利要求中特别地阐述了本发明的新颖特征。结合附图阅读 下文的描述可最好地理解本发明。

附图说明

图1是示出当波谷越过漂浮部件时的本发明的波浪发电系统的侧 视图。

图2是类似于图1的示出当波峰越过漂浮部件时的视图。

图3是图1的系统的漂浮部件的截面图。

图4是本发明的另一个实施例的波浪发电系统的侧视图，其中在 锚定线缆中使用SSM(可拉伸合成材料)，并且浮子被多个锚定线缆 保持。

图5是本发明的另一个实施例的波浪发电系统的侧视图，其中 SSM材料制成的基本水平的线缆连接图4中所示类型的两个系统的两 个浮子。

图6是本发明的另一个实施例的波浪发电系统的侧视图，其中浮 子的水平矩阵中的每一个通过基本竖直的线缆锚定在海底上并且通过 基本水平的线缆连接到一起，该竖直和水平线均包括SSM。

图7是图6的系统的平面图。

图8是包括一连串串联连接的刚性浮子的波浪发电系统的侧视 图，浮子在海面上浮动以随着波浪起伏，并且SSM材料置于浮子之间 以在浮子相对于彼此枢转时发电。

图9是本发明的另一个实施例的浮体的局部截面等距视图，其使 用SSM材料以支承重量，并产发电能和抑制波浪。

图10是图1-8中所示类型的SSM线缆的一部分的截面图。

图11是根据波浪的高度改变浮子的高度的系统的局部截面图。

图12是其中漂浮模块相对于固定浮体移动的波浪发电系统的侧 视图。

图13是其中浮子相对于大的静止物移动的波浪发电系统的侧视 图。