[发明专利]一种浅水区波浪发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电领域，尤其涉及一种适用于海洋浅水区的波浪发电装置。

背景技术

随着矿物能源的消耗殆尽，绿色可再生能源及发电技术成为如今世界各国的研究热点。

波浪能由于能量密度大、分布广泛等特点，世界各国发明了原理不同、形式各异的波浪发电装置。

现有较先进的波浪发电装置可主要有三种：一是利用深海区波浪的上下往复运动特征，通过可自由浮动的装置捕获波浪上下运动的动能，并转化为电能，如Ocean Power Technologies公司的PowerBuoy装置；二是利用波浪的往复运动特征，通过flag随波摇摆捕获其能量，再通过液压泵驱动发电机发电，如Aquamarine Power公司的Oyster装置；三是利用波浪传播过程中的压力波，通过封闭腔体捕获此能量并压缩水流驱动发电机发电，如Pelamis WavePower公司的Pelamis装置。

现有的波浪发电装置大多用于远离海岸的深海区，且装置巨大、转换效率较低、成本较高，使得未能得到有效推广。

近海浅水区波浪水中质点的运动主要为水平方向的往复运动、垂直方向运动速度较小（如图1）。水平方向运动水流的发电方法可借鉴传统的风力发电机。但风为方向、速度近似恒定的流场，而此处的水流为方向周期改变、大小变化的流场，因此传统风力发电所采用的定安装角叶片设计难以用于波浪发电。

同时，传统风力发电机的传动结构+加速齿轮+发电机的设计由于存在较大的静摩擦力、动摩擦力，也难以用于波浪发电。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提出一种浅水区波浪发电装置，可以捕获浅水区波浪的动能，且无需使用变速齿轮箱及传动机构。

为了解决上述问题，本发明提供一种浅水区波浪发电装置，包括转子、定子和后端处理电路，所述转子包括转动轴承、叶片和内轮；所述转动轴承位于所述内轮的轴侧中心；所述叶片的一端与转动轴承相连，另一端与内轮相连；所述叶片为活动叶片，可沿叶轴转动；所述定子包括相连的外轮和支撑结构；所述导线与所述后端处理电路相连；

所述内轮上设置有磁体，所述外轮上设置有导线；或者，所述内轮上设置有导线，所述外轮上设置有磁体；

在波浪驱动下，叶片受力，使内轮转动，与外轮产生相对运动时，导线切割所述磁体产生的磁力线，产生感生电动势，从而产生电流。

优选地，上述装置具有以下特点：

当所述内轮上设置有磁体，所述外轮上设置有导线时，

所述磁体为块状磁铁，均匀分布在所述内轮的圆周上，磁体间具有间隔，且相邻磁体的磁极方向相反，所述磁体产生的磁力线与磁性材料构成的内轮和外轮形成完整磁回路。

优选地，上述装置具有以下特点：

所述磁体采用稀土磁铁；所述导线位于外轮内表面，或嵌入所述外轮内。

优选地，上述装置具有以下特点：

当所述内轮上设置有磁体，所述外轮上设置有导线时，

所述磁体为U型，包括U型的导磁体和两块块状磁铁；所述导磁体均匀分布在所述内轮的圆周上，所述两块磁铁分别位于所述导磁体的内侧，两块磁铁相对且同磁化方向放置，以形成完整磁回路；相邻U型磁体的磁路方向相反。

优选地，上述装置具有以下特点：

所述内轮和外轮采用导磁材料或非导磁材料；所述磁铁为稀土磁铁；所述导线位于外轮内表面，或嵌入所述外轮内。

优选地，上述装置具有以下特点：

当所述内轮上设置有磁体，所述外轮上设置有导线时，

所述内轮包括第一转轮和第二转轮，所述第一转轮和第二转轮分别位于所述外轮的两侧，所述第一转轮和第二转轮均与所述叶片和转动轴承固连；

在所述第一转轮以及所述第二转轮的圆周上分布有依次排列的多个磁体，所述每个磁体包括依次排列的四块磁铁，所述四块磁铁依次为第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁和第四磁铁，其中第一磁铁和第三磁铁的磁极方向为其所在转轮圆周的切线方向，第二磁铁和第四磁铁的磁极方向为其所在转轮圆周的垂直方向；或者，第一磁铁和第三磁铁的磁极方向为其所在转轮圆周的垂直方向，第二磁铁和第四磁铁的磁极方向为其所在转轮圆周的切线方向；

所述第一磁铁和第三磁铁的磁极方向相反，所述第二磁铁和第四磁铁的磁极方向相反；

所述第一转轮和第二转轮上的磁铁相对，但磁极方向相反，以形成完整磁回路。

优选地，上述装置具有以下特点：

所述内轮采用导磁材料或非导磁材料，所述外轮采用导磁材料；所述磁铁为稀土磁铁；所述导线位于外轮内表面，或嵌入所述外轮内。