[发明专利]一种船舶波浪发电减摇装置及波浪发电系统

说明书

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种船舶波浪发电减摇装置及波浪发电系统。所述船舶波浪发电减摇装置包括船舶波浪发电机构和为所述船舶波浪发电机构提供动力的船侧受波施力机构；所述船舶波浪发电机构包括运动磁棒发电装置和/或风箱风道发电装置，所述船侧受波施力机构包括将波浪能传递给所述船舶波浪发电机构的能量转换动壁；所述运动磁棒发电装置和/或所述风箱风道发电装置在所述能量转换动壁受波浪力作用产生的机械运动的带动下发电，将波浪能转化为电能，并且缓冲了波浪力对船体的直接作用，从而使大海航行中的船舶同时实现波浪发电和减摇。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及一种船舶波浪发电减摇装置及波浪发电系统。

背景技术

自1880年美国哥伦比亚号船舶安装第一盏电灯百余年来，伴随着船舶吨位、速度、性能的提高，船舶电源容量也不断扩大。当今船舶技术发展特点之一体现在采用电力推进，由专用船舶发电机为电动机供电驱动船舶推进螺旋桨，以另外的船舶发电机为服务性电力负荷供电；未来船舶技术发展的主要趋势之一将体现在以电气设备取代许多船上还在使用的非电气设备(如蒸汽驱动的取暖器、洗衣机、厨房设备等，液压驱动的转向系统、下潜系统等，气动驱动的阀门、制动器、海底潜水系统、船舶涡轮发电机启动等)，使之变成全电船(美国，Mukuund R.Patel：Shipboard Electrical Power Systems，2012)。因此，对船舶电源容量的需求还在进一步扩大。周知，电能使用方便，却不易大规模存储。船舶发电机与公共发电厂相似，几乎所有所发电能实时地使用。船舶电源容量的需求大，船舶发电机发电量亦大，能源消耗(船舶发电机目前主要消耗柴油)就大。当船舶停泊港口时可以连接岸电电源，关闭可污染港口的柴油发电机组的辅助发动机；当船舶航行在海洋之中，大量能耗难以避免。考虑到届时船舶周围天然的、用之不竭的波浪能，本发明拟探讨一种利用波浪能量发电的装置，为航行在海洋的船舶供电。

波浪是海水的运动形式之一，它的产生系外力(如风、大气压力的变化、天体的引潮力等等)、重力与海水表面张力共同作用的结果。波浪形成时，水质点作震荡和位移运动，水质点的位置变化产生相应的动能和势能。波浪能即海洋表面波浪所具有的动能和势能，与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，可以用海水起伏势能的变化来进行估算，即P＝0.5TH2(P为单位波前宽度上的波浪功率，单位kw/m；T为波浪周期，单位s；H为波高，单位m)。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦；在波浪能能流密度高的地方，每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。波浪发电是波浪能利用的主要方式。

早期波浪发电付诸实用的都是气动式波力装置。对波浪发电大规模研发始于20世纪70年代，石油危机出现使人们更加关注波浪能的价值，以英国、日本、美国、挪威、法国、西班牙和中国等国在波浪发电研发领域成绩显著，其中比较成熟的波浪发电装置基本上有三种类形。

1、振荡水拄型：振荡水拄型是利用用一个容积固定的、与海水相通的容器装置，通过波浪产生的水面位置变化引起容器内的空气容积发生变化，压缩容器内的空气(中间介质)，用压缩空气驱动叶轮，带动发电装置发电。中国科学院广州能源研究所在广东讪尾建成的100KW波浪发电站(固定岸式)，日本“海明”号发电船(浮式)以及航标灯式波力装置都是属于这种类型。例如日本“海明”号发电船，系1978～1979年日本海洋科学技术中心建成的一个长8O米、宽12米的浮动设备，有22个下方开口的空气活塞室，其内随波浪的起伏运动而压缩和扩张的空气，经过喷嘴形成高速气流，冲击涡轮机转动发电，实现了向陆地小规模送电，日本已将其列为“离岛电源”的首选方案。日本“海明”号发电船并非真正意义上的船舶，也并不为船舶供电，它本质上是一种振荡水拄型海上浮体波浪电站。