[发明专利]用于从波浪运动产生电能或机械能的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由用于将自然或人为的线性或交替的波浪运动转换成单向旋转运动、特别是用于产生电能或机械能的机械部件组成的系统。

背景技术

用于将交替的运动转换成一般可同化的类型的单向旋转运动并且通常简称为自由轮的机械装置是众所周知的。当在来源处的运动是交替的或不连续的时候，它们还被用作用于将单向旋转运动传输到任何联接器或旋转系统的操作系统。

在此提出的系统构造且运行成利用借助于至少一个浮动体或浮子的波浪运动特别是从可再生来源直接生成电能，并且因此重新进入用于在没有CO₂和/或其它污染排放物的情况下产生功率/动力的装置之间。

在此技术领域中，已知从波浪运动起动的用于产生能量的系统，然而，即使通常得到优先，它们在安装和性能方面也有限制，特别是由于它们的高成本和长摊销周期，以及实际生产能力。具体而言，如果认为本文所考虑的类型的系统变得更加有效，则其摊销周期越短，使用寿命越长，生产越经济，致动越简单，在一段时间(通常为一年)产生的能量的量越大，并且维护的必要性越低。

迄今为止用于从波浪运动或潮汐能产生能量的一些方法存在至少与它们的效率有关的问题。事实上，波浪运动的利用仅为其开发或能力的50％，因为它通常局限于波浪的下降或上升运动。

例如，在一种名为的系统的情形中，置于水中的浮子的顶部封闭通过容纳在被浸没的支腿中的泵操作的涡轮。此系统利用波浪运动来压缩海水，被引导到水轮机的叶片上的海水使其旋转，从而引发与其连接的发电机的操作，并因此产生电能。该系统在所谓的“海洋”环境中——也就是说在存在相当高的波浪的情况下——似以乎是有利的，但它对于小型应用不能够具有高产量，因为从接以水轮机的泵经过时发生显著的负荷损失，和因此带来的功率损失。

另一个方面，一种名为“Pelamis”的系统使用并利用能够设置在浮动箱体的接合点中的一些液力模块，所述浮动箱体以格栅的尺寸相当大地确定为150延米的量级的方式连接。该系统仅在波浪之间的距离很长的情形中能够应用并且可保证合理的产量；事实上，相反，在存在一系列小而短暂的波浪的情况下，存在始终处于无效位置的风险。因此，此系统也必须一定在海洋环境中操作以便可有效地工作，或者在存在相关的波浪运动的任何情形中操作。事实上，在受限的背景下，它将是昂贵的并且能量产量低。一种名为“Manchester”的系统具有与离岸钻机的尺寸相当的尺寸，如还能够从WO2006/109024得出的系统。具有相当大的尺寸的浮子系统与其连接并且被固定在带有实心钢索的支承结构上。连接到其端部和固定束缚器(constraint)中的一者并且在相对端连接到浮子的输送带与齿轮接合，所述齿轮与轴成整体。依靠其运动，浮子引起输送带的交替滑动，这引发轴的旋转。此系统具有交替操作相，因为浮子依靠自由轮允许所述机构仅沿一个方向移动。因此，波浪的可能的轮廓产量(profile yield)的50％被损失，因为上升被用于重新装载系统，从而使否则趋于减慢的发电机重新加速。

多个浮子能够补偿它们之间的各种不活动相，但单个发生器连接到利用旋转惯性的单个浮子，所述旋转惯性在所述通过浮子在上升相期间重新装载所述缆索的不活动相期间能够维持使系统充分旋转。跟随波浪的下降运动的浮子的重量恢复发电机的正旋转。

另一个方面，一种名为的系统使用利用波浪运动来直接生成能量的具有高效钕永磁体、稀土等的线性系统。然而，在此系统中，缓和的运动限制了系统的能力。事实上，通过波浪形成的很低的线速度对应于很低的能量转换产量。

另一种名为的系统使用沿竖直方向操作的用于产生能量的系统。此外，在此情形中，行程变成大幅限制性能的因素。事实上，在存在高于活塞杆长度的波浪的情况下，它们未被充足地利用以用于能量产生。此外，存在的油压或机械延迟(deferment)引起摩擦和大量容量损失。

文献GB 1 116 689也指出了该技术的状态。该文献涉及一种用于从海洋波浪获得有用能量的系统，该系统包括浮在波浪上的箱体、一端附接到浮动箱体上且另一端固定在平衡重上的直线柔性系统、一对齿形啮合轮——每个啮合轮均由插入了自由轮机构的两个平行轴中的一个支承，其中所述轴中的每一个均还保持与柔性系统配合的另一个轮以便响应于柔性系统的交替运动而引起轴的沿一个方向的旋转。

然而，由于其构造，无法使此系统不透水以便直接置于水中，这样一来只能将它脱离水安装在陆地上。

发明内容