[发明专利]滚动式浪涌发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用浪能发电的方法，属海洋波浪能开发利用技术领域。

背景技术

海洋中最丰富的是水、最普遍的是浪，波浪能是海洋能源中最丰富、最普遍、较难利用的资源之一。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，波浪能是一种密度低、不稳定、无污染、可再生、储量大、分布广、利用难的能源。由于海浪的能量都集中在海面表层，使海浪成为高度集中的能量源，同时浪能也是最环保的能源，但目前浪能还没有被有效的利用。波浪是海水的运动形式之一，它的产生是外力、重力与海水表面张力共同作用的结果。波浪形成时，水质点作震荡和位移运动，水质点的位置变化产生位能。我国陆地海岸线长达一万八千多公里、大小岛屿6960多个。近海受季风控制，冬季浪大，夏季浪小，特别是冬季在强烈的偏北风吹拂下，从黄海到南海形成一条东北-西南走向的大浪带，平均波高在2米以上，且周期在4-8s之间，有利于波浪能发电，具有广阔的开发利用前景。

全球已申请的波力发电专利超过千项，已有20多种进行过实验，虽然波浪能开发的技术复杂、成本高、投资回收期长。但是近200年来，世界各国还是投入大量人力、物力进行不懈的探索和研究。除实验室研究外，挪威、日本、英国、美国、法国、西班牙和中国等国家已建成多个数十瓦至数百千瓦的试验波浪发电装置。目前已经研究开发比较成熟的波浪发电装置基本上有三种类形。一是振荡水拄型，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(中间介质)，用压缩空气驱动叶轮，带动发电装置发电。二是机械型，利用波浪的运动推动装置的活动部分(鸭体、筏体、浮子等)，活动部分压缩(驱动)油、水等中间介质，通过中间介质推动转换发电装置发电。三是水流型，利用收缩水道将波浪引入高位水库形成水位差(水头)，利用水头直接驱动水轮发电机组发电。这三种类型各有优缺点，但有一个共同的问题是波浪能转换成电能的中间环节多，效率低，电力输出波动性大，这也是影响波浪发电大规模开发利用的主要原因之一。把分散的、低密度的、不稳定的波浪能吸收起来，集中、经济、高效地转化为有用的电能，装置及其构筑物能承受灾害性海洋气候的破坏，实现安全运行，是当今波浪能开发的难题和方向。

由于波浪能的利用地点局限在海岸附近，还容易受到海洋灾害性气候的侵袭。开发成本高，规模小，社会效益好但是经济效益差，投资回收期长，长期以来，波浪能的大规模商业化开发利用发展缓慢。

与已公开技术相比本发明的特点在于：

1、运动件极少，只有电机、重力砂车轮、齿轮；

2、抗灾害性气候能力强，外体全密封圆柱形整体结构，由于重心的调整能自然复位，任凭风浪摆布；

3、结构装置成本低，钢板、电机、砂石是本装置的主材，只有8个主要部件；

4、抗腐能力强，无外露元件、运动件和设备；

5、发电效率高，能量传递简单，原理可靠、实用、安全，传递能量损失极少；

6、海浪可取能量中不是浪峰而是浪涌，浪峰只是海浪的表现像，所以本发明吸取的是浪峰和浪涌；

7、无固定支架或海底固定结构，对地点选择无要求，用软缆绳定位，海面安装发电装置。

发明内容

本发明是一种重力砂车在滚动浮体内置圆弧形轨道上往复运动带动发电机发电，是利用迎浪装置受浪涌的冲击作用使用圆柱形浮体来回滚动，获得浪能，用最简便的方法、最简单的设备充分利用海洋中最丰富的水浮力，最普通浪涌冲击力的发电方法。

1、圆柱形浮体

圆柱形浮桶体内置砂车轨道，轨道上放置砂车，安装一组或多组发电机，并设置有定位石锚连接环、迎浪板，圆柱形滚动浮体为抗风暴和巨浪采取整体结构。

2、发电机

发电机是将浪能转换为电能的装置，每台发电装置设置一组或多组发电机，并在发电机上配置飞轮，因砂车的运动特点为圆弧形往复运动，有发电死点，发电机安装在砂车的两端，使砂车受力平衡减少单边受力磨损现象，延长砂车使用寿命。

3、迎浪装置

迎浪装置是将冲击浪能转换为机械能的主要装备，该设备的作用为增加摆动幅度，从而更多获得浪能。它安装在圆柱形滚动浮体的上部，当迎浪装置受浪能冲击后带动圆柱形滚动浮体向背浪方向运动，使重力砂车与发电装置作相对运动获取能量。

4、动力惯性飞轮

动力惯性飞轮是为安装在发电机主轴上的砂车保证发电机能正常输出较平稳电能而设置的。

5、限位缓冲装置