[发明专利]一种漂浮式多浮子波浪能发电装置

说明书

本发明公开了一种漂浮式多浮子波浪能发电装置，包括浮动式结构、锚泊系统、液压传动系统和发电系统。浮动式结构漂浮在海面上并由锚泊系统系留，浮动式结构的多个浮子分别由摆臂连接主浮体。浮子随波运动并与波浪产生共振，受波浪激励做升沉运动的浮子带动摆臂绕固定支点摆动，驱使液压缸的活塞杆做往复运动，推动液压缸中的油性介质进入液压系统形成回路进入液压马达，液压马达旋转带动发电机发电，实现利用波浪能发电。本装置利用随波浪上下起伏运动的多个浮子吸收海水波浪能，通过阻尼式底盘以及三点水平系留方式的锚泊系统提高装置主浮体在风浪中的稳性，具有转换效率高、稳性强、可靠性高的特点。

技术领域

本发明涉及海洋波浪能发电装置，特别是涉及漂浮式多浮子波浪能发电装置。

背景技术

随着煤炭、石油等化石能源的日渐枯竭，开发利用各种新形式的可再生能源成为世界各国共同关注的焦点。以波浪能为代表的海洋能源具有储量巨大、清洁并可再生的特点，是一种极具发展潜力的替代能源形式。波浪能的开发利用从上世纪七十年代世界石油危机爆发后得到欧洲北海沿岸国家的重视，经过三十多年的密集投入和持续开发，已经获得了长足进展。

早期的波浪能发电装置多为岸基固定式结构，将波浪能装置安装在岸边修建的固定水工基础或建筑物上，后发展出离岸座底式装置。离岸座底式装置的结构形式与岸基固定装置相似，同样需要修建固定式的水工安装基础或离岸的海上建筑物。无论岸基还是离岸的固定式波浪能发电装置都需要修建大型的水工基础或海上建筑物，工程投资高、难度大，严重影响波浪能发电装置的经济效益。另外，固定式结构没有缓冲能力，易受到风浪的破坏，发电装置可靠性较差，限制了波浪能利用的实用化及推广前景。

基于上述原因，目前国内外正在研究开发的波浪能装置已逐渐采用漂浮式结构。漂浮式装置是将波能俘获系统安装在浮动的载体或平台上，如波浪能发电船，或者俘获系统本身就是漂浮式的结构物。如英国的“海蛇”漂浮式波浪能发电装置，它是由多节圆柱型的浮筒通过铰接结构连接在一起组成，通过浮筒在波浪作用下的相对运动驱动铰接点的液压系统产生能量。

但是，漂浮式结构的波浪能发电装置目前都存在着发电装置载体及俘获结构的体积巨大，导致装置吃水面积较大，载体受风浪作用明显，自身稳性差，使得载体与俘获结构之间的相对运动不明显，波浪能吸收和利用的效率低。俘获结构体积巨大还会导致发电装置对波浪作用的响应速度较慢，使得俘获结构的运动与波浪之间存在相位差，影响装置的波浪能吸收效率。而且，我国近海由于受地形影响，波浪破碎显著，小波浪的情况较多，在小波浪条件下大型载体和俘获结构的波浪能装置普遍性能较差，难以实现波浪能利用的产业化。

发明内容

针对现有技术的波浪能发电装置所存在的不足，本发明推出一种漂浮式多浮子波浪能发电装置，采用作升沉运动的多个浮子与呈稳定姿态的主浮体的组合结构，利用受波浪激励作用的浮子与主浮体的相对运动俘获波浪能，以适应小波浪海况，加快波浪响应速度，提高波浪能吸收和利用效率。

本发明所涉及的漂浮式多浮子波浪能发电装置包括浮动式结构、锚泊系统、液压传动系统和发电系统。浮动式结构漂浮在海上，由锚泊系统系留，液压传动系统和发电系统设置在浮动式结构内。

浮动式结构包括浮子、主浮体和摆臂，摆臂连接浮子和主浮体。主浮体包括柱型浮筒、仪器平台和底盘，柱形浮筒由圆筒型结构的上浮筒、浮体舱和下浮筒构成，浮体舱位于柱形浮筒的中部，浮体舱直径大于上浮筒和下浮筒的直径。摆臂中部安装液压传动系统的液压缸，液压缸上端伸出的活塞杆上端与仪器平台下侧外周边铰接。

液压传动系统包括液压缸、蓄能器组、单向阀件和输油管，液压缸通过输油管连接蓄能器组和发电系统的液压马达。

所述的浮动式结构的浮子为4-6个，分别由摆臂连接主浮体的顶端。浮子呈短柱状，中间为直径1米、高0.25米的圆柱体，上下两侧为锥体，浮子总高0.5米。