[发明专利]波能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据附带的权利要求1的前序部分所述的波能发电装置。

背景技术

最近几年做了研发波能发电装置的大量努力。该装置面临的挑战很多，总结如下：

·需要研制一种在所有费用(生产，维护和操作)均包括在内的情形下能够以有竞争性的价格产生电能的装置。这就意味着该装置必须简单和廉价。

·需要获得高效的操作稳定性。海洋中的各种气象条件将导致该装置遭受很多压力。该装置必须能承受至少二十年的风暴而没有发生明显的损伤。

·需要能够相当稳定地输送电能。这就意味着该装置必须能够通过宽范围振幅和频率的小波和大波输送电能。

波能发电装置的原理在EP 1295031中所公知。该装置涉及两个设置为相对于彼此移动的主体。在这种情况下，中心浮体由环形浮体环绕。每一个主体通过杆连接于沉浸体(submerged body)，该沉浸体设置为部分地接触海水，部分地接触空气。从而，该沉浸体构成虚质量。通过调整该虚质量，能够使两个浮体以不同的相位旋转，从而相对于彼此移动。

已经显示使两个浮体以相反的相位转动从而获得高效的电能是很困难的。波浪的频率随着时间在变化，这意味着在很多情况下两个主体或多或少的以相同的相位转动。

为了使所述两个主体以相反的相位旋转，最大的主体至少必须是最小的主体的两倍重。如果以这种方式，使得两个主体以相反的相位旋转成功，将还是不能获得大于最小主体能够产生的电能的电能。因此，在这种系统中的电能产生很有限，在该系统中两个主体相对于彼此自由地相对旋转。此外，公知的装置制造很复杂，将增加每千瓦耗费的成本。

在ES 2193821中所述装置包括两个浮标，中心浮标固定于海底，环形浮标漂浮并且通过远程传动装置连接于中心浮标。

中心浮标固定于海底而限制了它的移动。从而中心浮标的移动相对于环形浮标缓慢。这意味着中心浮标和环形浮标将部分地一起移动，部分地以相反的相位移动。此外，中心浮标的移动将随着潮汐变化。在低潮时，中心浮标将随着波能比在高潮时移动的多。中心浮标移动越多，电力装置的效率将越低。另外，在激流中该中心浮标相对于其在海底的固定点被拉偏。从而，该中心浮标将在水中偏向一边，从而环形浮标也会这样。另外，这种自身在水中倾斜的位置导致效率的进一步降低，环形浮标和中心浮标之间的摩擦力也将增加。

中心浮标的水密封性意味着该中心浮标将像软木塞那样漂浮，在中心浮标达到相当大的倾斜位置之前，需要很小的侧向力。

在US 5,986,349中所公知的波能发电装置，该装置包括插入海底的柱。该柱的顶端设置有缸体，并且围绕该缸体设置有漂浮环。该漂浮环分成彼此独立移动的四段。但是，这四段通过法兰彼此连接。

所述缸体可以相对于柱在轨道上垂直移动。漂浮环的四段通过铰链连接于缸体，并且可以相对于缸体移动。波能由在各段漂浮环和缸体之间延伸的液压执行机构吸收。

此外，还说明了一种波浪放大器，该波浪放大器通过连接件固定在所述缸体的底部。该波浪放大器包括两块板，该板以能够调整垂直角度的方式固定于缸体。该波浪放大器将增大波浪的振幅，使得所述环的段升高得比没有改波浪放大器的方式多。

由于缸体设置为在柱上移动，因此其将随波浪移动，并且由于漂浮环的段和液压执行机构之间的相对移动而使得电能产生将最小。

如果缸体保持不动，由于漂浮环的段没有相对于缸体的特定长度的运动路径，因此电能产生将还是很小。

由于所述缸体设置在固定柱上，所以没有必要为其装配压载腔(ballastchamber)。

固定柱的安装将既昂贵又耗费劳动力。其必须既坚固并且在海底具有坚固的固定点(例如插入深度好)。

在WO 2006/113855中说明了具有环绕的漂浮环的漂浮缸体。该缸体松弛地固定于海底，这意味着其将面临结合ES 2193821所指出的同样问题。

在WO 01/73289中说明了一种波能发电装置，该装置包括由环形浮体围绕的中心缸体。两个液压执行机构产生电能。中心缸体安装有浮力腔和位于底端的被描述为腔的单元。该腔能够容纳水，从而作为压载物。波能装置的固定为松弛的。因此，该波能装置将面临ES 2193821的同样问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种开头描述类型的装置，该装置具有独立于波浪条件(即，波频、波幅和波形)的基本不变的效率。

根据本发明的装置的另一个目的在于可以独立于于潮汐水平面而以大体相同效率工作。