[发明专利]海洋浪潮能量利用及发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种将海洋浪潮的上下、前后及左右三维波动的低速无序的低品位机 械能量转换为高品位能量的海洋浪潮三维能量利用设备，尤其是一种海洋浪潮能量发 电设备。

背景技术：

海洋面积占地球表面的70％以上，海洋中的海水由于在不同时间段受月球引力 的不同，每天都要有两次涨潮和落潮，潮差在2米至6米之间，有时甚至可达10米 以上，同时还有时大时小的起伏波浪。这种潮汐和波浪具有极大的能量。

现有的潮汐发电是利用收缩水道将涨潮时的海浪引入高位水库形成水位差(水 头)，再利用水头下流直接驱动水轮发电机组发电的，所利用潮汐的能量微乎其微。

风作用于海水会引起风浪，地震及海底的火山爆发等也会引起浪涌。因此，海浪 能是地球能源中最丰富、最普遍、取之不尽、用之不竭而又较好利用的最可靠资源。 波浪能又是海洋能中所占比重较大的海洋能源。海水的波浪运动产生十分巨大的能 量，这种能量以海水的上下波动、前后、左右波动、晃动以及涌动为表现形式。据估 算，世界海洋中较容易利用的波浪能达千亿千瓦以上。

潮汐能和波浪能是最清洁的可再生资源，它的开发利用，将从根本上缓解由于矿 物能源逐渐枯竭的危机，改善由于燃烧矿物能源对环境造成的破坏。

以往，人们把海浪能和潮汐能看作是无序、分散、间断、不可控的低速、低品位 机械能，认为不容易利用，要利用必须经过中间环节使之有序、集中、连续、可控， 再变为高速后才可利用。

100多年来，世界各国科学家不懈努力，提出了数百种设想，发明了各种各样的 利用海浪能发电的装置。目前经研究开发，已比较成熟的海浪发电装置除上述潮汐发 电装置外，还有下列二类：

一是“波浪压缩空气型”，用一个容积固定的、与海水相通的容器装置，通过波 浪产生的水面位置变化引起容器内的空气容积发生变化，压缩容器内的空气，借助空 气作中间介质，用压缩空气驱动叶轮，带动发电装置发电；

二是“机械驱动液体型”，利用波浪的运动推动中间装置的活动机械部分——鸭 体、筏体、浮子等，活动机械部分驱动油或水等中间介质，通过中间介质推动发电装 置发电。

其它类型的机械能转换装置由于难以达到持续、稳定、集中、匀速可控的程度， 利用起来较困难，应用较少。

这三种类型的海浪发电装置虽然各有优点，但它们共同的缺点是：1、海浪能转 换成电能的中间环节多，设备复杂，效率低，不容易形成规模；2、只能部分的利用 海浪机械能量中的一维能量，不能把无序的、分散的、低密度的、不稳定的三维波浪 能吸收起来，发电成本高；3、海浪能量转换装置及其构筑物承受灾害性海洋气候的 能力差，不容易抵抗台风、海啸的破坏，安全隐患较大。这是当今海浪能开发利用的 主要难题。

最近英国等西欧国家开发出了浮筒式海蛇技术，他们使用几个串接在一起的浮筒 骑在海浪上，利用海浪的起伏坡角的变化来推动浮筒的活塞发电，这种方式的确可以 使得系统的抗风浪性得以增强，但因为波浪的起伏本身其实很平缓，角度变化也很小， 且它是垂直于波峰线的，所以一串浮筒只能对应很小宽度的波浪，效率并不理想，其 抗台风、海啸的能力也不够强，并没有克服上述难题。

由于各种技术问题，目前海浪发电成本比热电高10倍左右且存在安全隐患。

科技不是越复杂越好，正相反，能用最简单的设备和方法解决人们一直认为不容 易解决的问题就是高科技。要想提高海浪发电的实用化水平，必须解决现有技术存在 的上述主要难题，摆脱现有观念的束缚，减少中间环节，利用简单方便的可靠设备， 适应海浪运动的实际情况，实现海洋浪潮三维能量的转换。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述难题而提供的一种能量转换装置，尤其是一种机构 简单、中间介质少、中间环节少、运行安全、可将海浪上下、前后、左右以及旋转等 三维方向的无序的机械能比较充分地转换为电能的海洋浪潮能量发电设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：