[发明专利]二代浮合筏式海浪发电机

说明书

技术领域

浮合筏式海浪发电机属于海浪发电机制造领域。

背景技术

众多的海洋资源中，波浪能是一种能量密度高、总能量巨大的海洋资源，为了利用这一海洋资源，全球各地的技术工作者想尽一切办法加以利用，但由于海浪的能量波动不稳定、破坏性强、海水腐蚀性高等原因，波浪能一直无法得到合理利用。

仅国内就有各种各样海浪利用专利上千项，但没有一项能实现商业化应用，国际上波浪能发电方案也有众多门类，主要分岸基和离岸两大类，由于海浪在近岸过程中能量不断损失，岸基利用虽然安全系数高但利用价值低，因此离岸利用成为合理选项，离岸海浪发电机主要有使用空气利用、机械利用两大类方法，空气利用典型案例非日本的“巨鲸”海浪发电机莫属，该装置如张大嘴巴的空心鲸鱼，利用透平风力发电机发电，属于震荡水柱式，一、二级能量转换效率都比较高，但需要建造庞大的机体，以保证机体不随波浪起伏，巨大的成本使得“巨鲸”商业化难度增加；机械利用包括筏式、点式、摇臂式、点头鸭式几大类，其中筏式安全性能最高，点头鸭式一级利用能效最好，因此苏格兰的pelamis俗称“海蛇”应该是离岸机械利用的典型代表机型，其生存能力强、系泊安全性好，属于筏式海浪发电机的改进形，在葡萄牙安装的“海蛇”运行三个月后进行了大返修，最主要原因只在于能量传递装置出现问题，液压油缸结构本身决定难以适应海浪以秒为计算单位的频繁冲击，出现问题在所难免，同时“海蛇”的波浪能量利用只有狭窄的三到四米，虽然利用了波浪的纵摇和横摇动能，其功率也是有限的，要增加功率只有在保证系泊安全的前提下，适当增加海浪发电机的迎波宽度，这样即使一级转换效率不高，其总功率也不小。

在所有离岸海浪发电机中，机体制造成本、运行安全性、系泊难度是商业化运行的最大障碍，运行安全性又包括了机体安全生存能力和能量传递装置的效率和使用寿命，第一代浮合筏式海浪发电机为解决以上技术问题，特别是为了制造一种制作成本低、运行安全、高效率、系泊安全的海浪发电机提供了一种解决方案，但是由于其作为能量传递装置重要组成结构的钢丝绳，部分位于海面下，这给钢丝绳的防护带来相当高的难度，同时在能量传递过程中，钢丝绳必须经过储能器，造成能量的损耗，为解决这两个技术问题本发明提供了一种新的设计方案。

发明内容

本发明的设计方案主体结构与第一代浮合筏式海浪发电机一致，将结构材料和浮体分开制造，由钢材焊接筏体结构，中间用混凝土浇筑平板，混凝土平板作为压重材料和气囊顶板，浮体和浮体之间用铰链连接，采用分体高压气囊作为浮体，在筏体合适部位安置往返式或其它气泵用于补充气囊的泄漏气体；至少两节筏体组成浮合筏式海浪发电机的机体；在不考虑制造成本或为了提高附加功能的情况下也可以使用其他浮体，如钢板焊接船体等。

将穿过滑轮的钢丝绳作为能量传递结构，安装在弓梁上的多组滑轮组内穿有钢丝绳，钢丝绳从滑轮引出，两端连接储能器，钢丝绳中间部位与钢丝绳轮缠绕连接，通过增速器带动发电机发电。所有上述运动部件均位于海面上或与海水隔离。

至少两根缆绳连接在总筏体前端和第二节筏体前端或第一节筏体尾部底端，利用两根以上缆绳使筏体前端始终垂直于海浪质点运行方向。使浮合筏式海浪发电机具有点头鸭式结构，充分利用海浪的冲击力和动能，提高发电机的一级能量转换效率。

附图说明

图1、船体式二代浮合筏式海浪发电机结构示意图

图2、弓梁部分结构示意图

图3、气囊式二代浮合筏式海浪发电机结构示意图

图中：1、滑轮2、弓梁3、钢丝绳4、船体5、发电机6、钢丝绳轮7、储能器8、缆绳9、轴10、顶轴11、筏体12、高压气囊

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。