[发明专利]冲浪式波浪发电装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋能利用领域，特别是一种冲浪式波浪发电装置及方法。

背景技术

随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的煤炭、石油、天然气等非可再生资源渐趋枯竭，二氧化碳排放量过高所带来的“温室效应”和对环境的破坏所产生的负面影响日趋严重。能源危机与环境污染已成为人类发展面对的重大问题，发展清洁的可再生能源为世界各国所共识。目前，世界各国都在积极进行着洁净可再生新能源的开发与利用工作。波浪能作为一种可再生的海洋能，是海洋中蕴藏最为丰富的能源之一，全世界波浪能的理论值约为10⁹kW量级，是现在世界发电量的数百倍，有着广阔的商用前景，因而也是各国海洋能研究开发的重点之一。波浪能具有分布广泛、能流密度大、环境友好等优点。充分利用波浪能，对于改善能源结构、减少化石能源对环境的负面影响，具有深远的现实意义。

波浪发电通常是首先采用变换装置把波浪能转换成有实用价值的机械能，再把机械能转换为电能。相应的波浪发电装置类型主要有振荡式、浮体式、越浪式三种方式以及三者之间的结合。世界上波浪发电设备开发最早的国家是法国(1910年)，目前，英、挪、日等国对波浪发电的研究最为踊跃，中国也是世界上主要的波能研究开发国家之一。当前制约波浪发电商业化发展的主要因素是波浪能的利用效率偏低和发电装置的投资成本偏高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种冲浪式波浪发电装置及方法。

冲浪式波浪发电装置包括：蓄水池、尾水池、流道、水轮发电机、进水闸门、出水闸门，蓄水池设有进水闸门，尾水池设有出水闸门，蓄水池与尾水池通过流道相连接，在流道上设有水轮发电机。

所述的进水闸门采用悬挂式水力自控闸门。所述的出水闸门采用悬挂式水力自控闸门。

冲浪式波浪发电方法是：波升时在波浪力和水压力的共同作用下，进水闸门的门叶自动打开，海水进入蓄水池，蓄水池蓄纳海水，当进水闸门的外部压力小于内部压力时，进水闸门自动关闭，当出水闸门的内部水压力大于外部水压力时，出水闸门自动打开，蓄水池的海水经过流道流入尾水池，再通过出水闸门排出，从而推动水轮发电机发电，当出水闸门的内部水压力小于外部水压力时，出水闸门自动关闭。

本发明利用了波升和波降时的水压差，充分吸收波浪能，并且还可以同时采集部分潮汐能、海流能、潮流能，从而大大地提高了海洋能的利用效率。与以往的波浪发电装置相比，这种新型的冲浪式波浪发电方法及装置具有能量利用效率高、结构简单、投资节省、操作方便、环境友好等优点，能适应极端气象条件和位址的自然条件，极具研究推广价值。

附图说明

图1是冲浪式波浪发电装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，冲浪式波浪发电装置包括蓄水池1、尾水池2、流道3、水轮发电机4、进水闸门5、出水闸门6，蓄水池1设有进水闸门5，尾水池2设有出水闸门6，蓄水池1与尾水池2通过流道3相连接，在流道3上设有水轮发电机4。

所述的进水闸门5采用悬挂式水力自控闸门。所述的出水闸门6采用悬挂式水力自控闸门。

冲浪式波浪发电方法是：波升时在波浪力和水压力的共同作用下，进水闸门5的门叶自动打开，海水进入蓄水池1，蓄水池1蓄纳海水，当进水闸门5的外部压力小于内部压力时，进水闸门5自动关闭，当出水闸门6的内部水压力大于外部水压力时，出水闸门6自动打开，蓄水池1的海水经过流道3流入尾水池2，再通过出水闸门6排出，从而推动水轮发电机4发电，当出水闸门6的内部水压力小于外部水压力时，出水闸门6自动关闭。

本发明选择波浪能比较丰富的位址，固定安放波浪发电装置，进水闸门作为迎浪面，通过进水闸门控制蓄水池蓄纳海水、并通过出水闸门控制尾水池排泄发电尾水，从而以势能推动水轮发电机发电。

本发明可以实现波浪能大规模开发，也可以实现波浪能中小型利用，还可以与其他可再生能源共同开发，开展综合利用。

本发明可以近岸发电，也可以离岸发电；近岸波浪发电时，悬挂闸门设在装置的离岸侧单侧，根据波浪折射理论，悬挂闸门轴线以平行岸线为宜；近岸波浪发电还可以与海岸工程建筑物相结合；离岸波浪发电时，由于波向的不确定，悬挂闸门轴线宜设成圆弧形，并保证足够的迎浪面。