[实用新型]单锚腿式“点头鸭”为波能采集器的波浪发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单锚腿式“点头鸭”为波能采集器的波浪发电装置(以下简称“点头鸭”)，属于海洋能源利用技术领域。 

背景技术

一位叫Salter的工程师在他1974年的论文中介绍了一种独特的波能转换方法，由于该装置的形状和运行特性酷似鸭的运动，因而称其为“点头鸭”。鸭式装置是一种经过缜密推理设计出来的、该装置具有一垂直于来波方向安装的转动轴，装置的横截面轮廓呈鸭蛋形，其前端(迎浪面)较小，其后部(背浪面)较大，水下部分为圆弧形，装置在波浪作用下绕转动轴往复转动时，装置的后部因为圆弧形，不造出向后行进的波：又由于鸭式装置吃水较深，海水靠近表面的波难以从装置下方越过，故鸭式装置的背后往往为无浪区——这使得鸭式装置可以将所有的短波拦截下来，如果设计得好，鸭式装置在短波时的一级转换效率可以接近于100％。在波浪运动的一个周期内，“点头鸭”将运动能和位能两者同时通过液压装置转化出去，然后再由液压或电力系统把动能转换为电能。其优点如文献[1]专家指出的是： 

·鸭式技术是世界上效率最高的波浪能技术 

·环保：不破坏海岸、海底，一投即用。 

·可批量生产，易于走向标准化，技术易于走向成熟。 

不过在不规则波作用下的“点头鸭”式性能研究表明，在不规则波作用下，系统效率要低许多。在恶劣的海洋环境下，装置也极易损坏，所以Salter“点头鸭”没有得到广泛推广。因此，为了让“点头鸭装置”能发挥效能首先必须做到： 

1.装置必须在一定水深范围，即处于规则波范围； 

2.必须有规避災难性海况(如台风袭击)的方法； 

3、必须有全天候的波面能利用能力。 

本专利发明人在已公示(授权公告号CN202851250U)，实用新型名称为”基于新型系泊的“点头鸭'式波浪能转换装置”发明里，提出了一种基于CN201962696U，已公开的带水力冲刷助沉及加固地基设置的水下杯形基础的系泊方案，该基础特征是一倒扣的即四面及顶面封闭，底面开敞的钢筋混凝土箱形基础，除顶部装设注／排水及注／排气管阀外，锚体前端增设水力喷射管系，以水力冲刷助沉，同时可用同一系统喷射水下专用砂浆，或喷射水下专用水泥粉以加固地基，一种兼有自浮，自沉，自安装及加固地基功能的钢筋混凝土基础，该技术方案的要点是：“点头鸭”装置X，Y方向即水平方向约束，Z方向即垂直方向自由，具体办法是让“点头鸭”装置四角能上下滑动在基础立起的导管上，导管采用海洋石油隔水套管快速对接技术，完成导管与基础预埋管连接，套入“点头鸭”装置滑动套管后与顶部端头连接管连接，顶部端头连接管连接上一周连系杆，最后放入“点头鸭”装置並与“点头鸭”装置滑动套管连接。本实用新型对鸭体不作改动前提下，将其水下附体设计为沉垫式，即封闭箱状，并安装有注水／排水管阀及进／排气阀，可通过注／排水调节，让“点头鸭”装置处于最理想的波面高度，在強台风袭击前注水下沉保护鸭体。为安全计本实用新型还设置了防脱安全绳。本实用新型彻底解决困惑本技术的难点，使前述3项技术问题完善解决，使“点头鸭”装置能真正发挥效益。 

为了使“点头鸭装置”真正实现实用化，产业化还有二方面工作要做： 

1.去除液压转换系统，改用简单，可靠，低成本的永磁直线发电系统。因为目前所用的“点头鸭装置”是将运动能和位能两者同时通过液压装置转化出去，然后再由液压系统把动能转换为电能的，其机体目前均需进口，货源不可取，且价格高昂，装置的缺陷如文献[1]介绍的.鸭体内部装有复杂的机械和发电机构，制造和安装难度大，而且缺乏缓冲环节，受突发性大波作用下容易损坏。所需要体积较大密封舱，密封难度很大。当然除巨大的加工成本造成价格昻贵外，还有维护困难的问题。 

2.采用更合理的结构与系泊方式使其工作更可靠，特别是有规避台凤的可靠机制。 

在专利”基于新型系泊的“点头鸭”式波浪能转换装置”(授权公告号CN202851250U)作了开创性的锚固及规避台风的设计，本实用新型将依此作深化工作，引入海洋工程单锚腿式(英文简称SLAM)平台成熟技术，进一步改善以“点头鸭”为波能采集器，以永磁直线发电为波能转换装置，有望实现波能发电的实用化，产业化。 

非专利文献； 

[1].波浪能技术及其前景(中国科学院广州能源研究所、游亚戈研究员2010年11月24日 

[2].海洋波浪能发电装置的研究现状与发展前景(张丽珍、羊晓晟、王世明、梁拥成、(上海海洋大学工程学院、上海)