[实用新型]共振式波力发电装置

说明书

技术领域

本实用新型旨在提取海浪的能量实现发电。海浪以波动形式存在，其能量由动能和势能组成。海浪的动能是指海浪向前推进的能量，势能是指海浪上下起伏的能量。海浪的动能和势能相等。根据海浪的特点，提取海浪能量最直接的方法是采用振动方式提能。通过振动方式提取海浪能将其转化为机械能，再将其转化为液压能，由液压能带动液压马达再带动发电机发电。从而实现利用海浪的波力发电。

背景技术

海浪的能量蕴藏量大，且具有清洁，可再生，取之不尽，不占用陆域资源等优点。由于海浪能有规律可循，因此可以开发利用，是理想的新能源。与风能和光伏发电相比较，若海浪发电成功，它将有能量输出大，输出能量稳定，发电成本低，且海浪能利用资源丰富。然而，尽管已作了大量的开发利用海浪能技术研究．但迄今为止鲜有大功率的海浪发电装置用于商业运行。

现有的海浪发电装置主要由提能系统和发电系统两部分构成。由于对提能没有达成共识，提出的方案多种多样。但基本上是采用振动原理。若按大类分，海浪发电装置的提能系统有：振荡水柱式（OWC）、振荡浮子式（Buoy）、摆式(Pendulum)、鸭式(Duck)、筏式(Raft)、收缩坡道式(Tapchan)、蚌式(Clam)等。而发电系统主要有：通过空气叶轮机带动发电机发电、采用低水头发电技术的水轮机带动发电机发电、通过液压系统的液压马达带动发电机发电。

波力发电是现在研究的热点，相关的专利提出超出1500件。由于海浪是以波动形式存在，采用振动方式提能最直接。根据振动系统的特性来看，只有振动系统处于共振状态时，其提能效率最高。在非共振状态，其提能效率较低，且不平稳。现有的波力发电装置为了提高发电输出功率都不约而同地增大装置的体量，提能效率被动地依靠海浪变化而变化。这样就造成发电装置成本高昂。同时也不适于海浪能量密度较低的提能方式。在现有的波力发电装置中其发电系统或提能系统均与海水直接接触，由于腐蚀、海洋生物污染及极端海况的破坏等原因，其生存能力较差。由于提能效率低和发电系统不能平稳输出电力，现有的波力发电装置生产的电力品质较差。基于以上问题，现有的波力发电装置绝大部分难以实现商业化运行。

针对海浪的特点，本实用新型装置的提出克服了现有其它装置的缺点，利用追踪海浪的特性来调整和改变提能系统的特性，保证提能系统处于共振状态，实现时刻保证提能系统最大效率的提取海浪的能量。提能系统为主动式提能。由于提能效率高，设计结构紧凑，可大大缩小发电装置的尺寸。实现最大发电功率输出。同时发电装置尺寸较小，符合海浪能量密度较低的特性，可以采用分布式布置，实现大规模的海上发电。由于本装置的发电系统和提能系统安装在船舱内，均不与海水接触。接触海水的只有发电船船体。因此其生存能力明显优于现有的其它波力发电装置。由于本装置提能效率高，且通过能量转换系统的控制，生产出的电力品质高，商业价值大。综上优点可见，相对现有其它波力发电装置，本装置具有提能效率高，发电功率大，尺寸小，造价低，适应能力强，生存能力强，发电品质高等优点。因此极具商业价值。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种共振波力发电装置，是利用振动惯性吸能方式提取海浪的能量实现发电的装置，提能系统和发电装置均不与海水接触，具有同时提取海浪的动能和势能，并根据海浪的变化实现自动控制，使提能系统处于共振状态，实现最大提能，从而实现高效率的发电。

本实用新型的技术方案是：共振波力发电装置，包括船体、可控提能装置和发电装置；

船体用于承载可控提能装置和发电装置，是漂浮于海面上的载体；

发电装置将振动产生的机械能通过液压缸转换成液压能，再由液压能带动液压马达，通过液压马达带动发电机实现发电；发电装置与固定于船舱的齿轮座通过扇形齿轮连接在一起；

其特征在于：所述可控提能装置是由重力平衡器、刚度调节系统及摆体构成，通过海浪引起摆体与船体相对运动，提取海浪能能量，并将其转化为机械振动能量；

重力平衡器，包括支架、摆振子、弹性机构和轨道，所述轨道是位于上方的固定轨道和位于下方的活动轨道，固定轨道固定在支架上不动，活动轨道通过支铰轴铰接在支架上，摆振子与活动轨道刚性连接，弹性机构跨连在上方的固定轨道和下方的活动轨道之间；所述弹性机构的上端和下端与固定轨道和活动轨道为滑动或滚动连接；固定轨道是水平直线或曲线；活动轨道是曲线，曲线形状通过力平衡方程或能量平衡方程或拓扑优化得到；