[发明专利]一种基于波浪能泵的蓄能稳能装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上蓄能稳能装置，特别是关于一种基于伐式波浪能泵的蓄能稳能装置。

背景技术

随着矿物能源的日趋枯竭，人们逐渐将目光投向海洋。由于波浪能是海洋能中能流密度最大、分布最广、品位最高的一种清洁可再生能源，因此引起了各国学者的高度重视，进行了广泛而深入地研究，它的成功开发与利用将会大大缓解矿物能源的危机。把取之不尽用之不竭的波浪能转换为可用的能源是人们长期的愿望，但是波浪能的不稳定性抑制了其实际开发和应用，例如，如果无法将不稳定的波浪能转换为稳定的电能，就将无法独立地为用户提供稳定的电能。中国是海岛众多的国家，大量的海岛远离大陆，要从大陆向这些海岛输送电力和输运淡水明显有些鞭长莫及。因此，为了海岛经济的发展，将海岛周围不稳定的波浪能转换为稳定的能量并独立地为海岛供电供水显得至关重要。

开发波浪能最关键的技术在于波浪能装置。目前，在波浪能装置研究方面，大多集中在如何提高效率和降低成本等方面，而只有少部分涉及如何提高波浪能装置所捕获能量的稳定性。由于波浪的波高和周期多变性，利用波浪能装置所捕获的波浪能非常不稳定，而人们通常只是采用储能方式使得能量输出在短时间尺度上变得平稳一些，但还无法达到大时间尺度上的能量稳定，因而这类波浪能装置目前还难于使不稳定的波浪能转换为稳定的能量输出,无法独立地为用户供电或供应淡水。例如，有学者研发了这样一种波浪能利用装置，该装置具有架体，与架体活动连接的联杆，在联杆的另一侧固定有浮箱，靠近浮箱的联杆处固定有增压套管，增压套管的下端口设有自由开启叶门，其上端口内侧设有止回集水管，该止回集水管下端口设有自由开启叶门，上端口接有集水总管，它能直接利用海浪的动力来产生高压，进而发电。但该装置缺乏一个长时间尺度内不稳定波浪能的稳能方式，从而会导致发电功率的变化。又如，本技术领域人员公开了这样一种波浪能液压泵，该液压泵包括若干节波浪能采集浮体、若干液压装置、若干弹簧振子装置和若干进出水装置，利用该液压泵虽然可以实现不稳定的波浪能的采集，但是在此装置内部的储能稳能仍然只局限于短时间尺度，无法实现长时间尺度上的储能稳能。

若在海岸边较高地形处设置一个高位蓄能水池，并将波浪能装置所捕获的不稳定波浪能通过波浪能泵传递到高位蓄能水池中，转化为恒定的位能，即可实现不稳定波浪能的长时间尺度稳定化。有了稳定的位能，就能可靠地综合利用。现有技术中公开了一种由水库、海堤、泵、管道组成的海潮式抽水蓄能技术，泵在海洋潮汐涨至高潮并与水库水位相持平时，向水库抽水蓄能，低潮时放水发电，此技术提供了将不稳定的海洋能转化为稳定的势能存储的方法，但是此技术利用的是潮汐能，无法利用波浪能，并且抽水泵由电能驱动，增加了转换环节，效率降低。现有技术中还公开了一种风、潮流、波浪综合利用的发电装置，但该装置只是通过多种能源合能发电，没有制淡水系统，并且也没有长时间尺度稳能的能力。此外，现有技术中还涉及一种潮流能和波浪能耦合发电及制淡水系统，此装置虽然能进行波浪能综合利用，但是一方面装置比较复杂，可靠性下降，另一方面也没有长时间尺度的稳能方式。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于波浪能泵的蓄能稳能装置，以实现在长时间尺度内的蓄能稳能、可靠且高效的功能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于波浪能泵的蓄能稳能装置，其特征在于：它包括一端锚固在海底的系泊系统，锚固在所述系泊系统另一端的波浪能泵水系统，以及顺序连通所述波浪能泵水系统的水管、高位蓄能水池、管道和用于发电或淡化海水的厂房；其中，所述波浪能泵水系统垂直于波浪的波峰线方向布置，所述波浪能泵水系统包括两节以上通过连接件串联铰接在一起的波浪能采集浮体，相邻两节所述波浪能采集浮体之间的上、下两端分别连接一泵水液压缸，且每一所述泵水液压缸的活塞杆和缸底分别与相邻两节所述波浪能采集浮体铰接；每一所述泵水液压缸的液压腔与设置在所述波浪能采集浮体内的三通泵水管的第一端相连通，所述泵水管的第二端通过吸水单向阀与连通海水的吸水管相连通，所述泵水管的第三端通过泵水单向阀与所述水管相连通。

每一所述泵水液压缸外均套设一柔性保护套。

所述连接件的两端通过焊接紧固连接在两所述波浪能采集浮体两端面的中心位置，所述连接件的中心通过一销轴转动连接，所述连接件采用高刚度的材料制作而成。

所述波浪能泵水系统采用具有两节以上所述波浪能采集浮体的筏式结构，所述波浪能采集浮体采用圆筒状结构。

所述系泊系统包括两根直接锚固到海底的锚链。