[发明专利]一种漂浮灯塔式可调自振频率的波浪能直驱发电装置

说明书

技术领域

本发明属于海洋波浪能开发利用技术领域，涉及一种漂浮灯塔式可调自振频率的波浪能直驱发电装置。

背景技术

波浪能是一种储量丰富、分布广泛的可再生清洁能源，开发利用波浪能具有广阔的应用前景。

目前，国际上提出的波浪能量转换技术按俘获技术分类主要有点吸收式(浮子式)、鸭式、振荡水柱式、筏式、摆式和越浪式等，其中点吸收式(浮子式)技术近年来发展很快。该技术采用浮子俘获波浪能，通过与浮子连接的后续转换系统(比如气动机构、液压机构、直线发电机构等)将波浪能转换成叶轮机械能、液压能或电能等，最终能量一般通过发电机转换成电能。其特点是采用共振聚波方式提高转换效率，不受来波方向影响，理论研究一级转换效率可超过100％，实验研究也超过了90％。具有代表性的处于示范状态的装置有英国装机容量为2MW Archimedes Wave Swing波力装置、装机容量上MW的WaveBob波力装置，美国装机容量150kW的PowerBuoy波力装置，瑞典的10kW级直驱式波力装置等。Archimedes Wave Swing波力装置整个淹没在水下，由波浪压力变化驱动装置的运动部件，再通过液压机构或直线发电机把波浪能转换为电能；WaveBob波力装置漂浮在海面上，分为水面运动部件和水下稳定部件，采用液压机构把运动部件吸取的波浪能转换为电能，整个装置不受潮位影响；美国装机容量150kW的PowerBuoy漂浮也分为水面运动部件和水下稳定部件，采用液压机构把运动部件吸取的波浪能转换为电能，整个装置也呈漂浮态，不受潮位影响；瑞典的10kW级直驱式波力装置也是由两部分组成，一部分固定于海底，里面装有直线发电机，一部分漂浮于波面上吸收波浪能，两者通过柔性绳相连。显然点吸收技术同后续转换系统的不同组合可以形成不同的发电方式，目前处于示范状态的波浪发电系统有水下漂浮直线发电、水下漂浮液压发电、水面漂浮液压发电、水下固定直线发电形式，对于采用水面漂浮直线发电方式的示范系统未见相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于通过装置的可调吃水深度设计、恢复重力锤的使用和水下阻尼板的使用达到提高波浪能装置的能量转换效率和稳定装置的目的，同时通过缓冲块和限位绳对波能装置进行某种程度的保护。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种漂浮灯塔式可调自振频率的波浪能直驱发电装置，包括：龙门架、振荡浮子、柔性连接器，直筒管；

所述龙门架下端的两根支撑点连接在振荡浮子上，其龙门连接柔性连接器的上端，所述柔性连接器下端连接到连接轴上端，其可起到柔性连接的作用；

振荡浮子活动套在所述直筒管外围，在直筒管下端刚性连接有水平阻尼筒，水平阻尼筒下方连接有水平阻尼筒水管，其用于调节水平阻尼筒内密封舱内的水量；直筒管内装有发电机定子和重力恢复锤，重力恢复锤与发电机动子下端连接；

在振荡浮子底部安装有振荡浮子水管，振荡浮子水管用于调整振荡浮子密封舱内的水量，共八根，形成对称连接；

在振荡浮子和水平阻尼筒之间的直筒管外套有附加浮筒，用于调节直筒管和水平阻尼筒浮态；

还包括有十字形纵向阻尼板，由两块板十字交叉形成，其连接在水平阻尼筒底部，板面与水平阻尼筒底面呈垂直状态；

锚链，用于限制整个装置的运动范围，其连接在水平阻尼筒上；

振荡浮子的上下限位置所对应的直筒管上，分别设有上限位块和下限位块；用于限制振荡浮子的运动幅度；

上限位块和下限位块上分别安装有上缓冲器和下缓冲器；缓冲器由橡胶材料构成，共四对，起到缓冲作用；

还包括有多根龙门架支撑杆，其一端连接在龙门架上，另一端连接在振荡浮子上。

所述振荡浮子为吸收波能装置部件，内设有八个密封舱，通过气管和水管调整其吃水深度。达到调整固有频率的目的。

还包括有多根直筒管支撑杆，其一端连接在附加浮筒上，另一端连接在水平阻尼筒上。

所述直筒管上端连接有透气管。

在所述直筒管上安装有导轨，在振荡浮子设有滑轮，导轨与滑轮相匹配，引导振荡浮子沿预设的轨道运动。

所述重力恢复锤是一圆柱形的重块。其作用是使发电机的动子始终与振荡浮子的运动一致，并克服电磁力做功，使得重力恢复锤通过波浪能获得的势能转换为电能。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明把振荡浮子吸收到的波浪能量直接通过直线发电机转换成了电能，转换环节少，转换效率高，而且结构简单、生产成本低，可下潜避台风，不受潮位和来波方向影响，实用性高。