[发明专利]一种基于浮塔和潜浮体组合成的轻型波浪能发电平台装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于浮塔和潜浮体组合成的轻型波浪能发电平台装置及其使用方法，属于海洋可再生能源开发利用和海洋工程装备技术领域。

背景技术

海洋波浪能是一种清洁的可再生能源，开发和利用海洋波浪能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义。我国海域辽阔、岛屿众多，能源供应问题始终制约着海洋经济开发和国防建设需求，所以利用波浪能发电向深远海发展有着非常广阔的市场价值和重大的国防意义。

目前，国内外波浪能发电装置基本还处于试验阶段，商业化不强，主要是由于波浪能发电装置存在着如下一些问题：安装维修困难，水下安装技术要求高，成本昂贵，同时装置的可靠性与效率难以兼顾，抵御大风浪能力差，若采用大型浮式装置，又存在重量过大导致造价昂贵而不具备经济性的弊端，另外，浮式平台对波浪能传递有阻碍作用。在此背景下，本发明研制了一种基于浮塔和潜浮体组合成的轻型波浪能发电平台装置。本平台充分考虑功能性、可靠性和经济性，采用一种组合式结构设计概念，作业海域广阔，不受水深及海底地形限制，另外便于定位安装及海上迁移作业，机动灵活；定位系统采用辐射状锚泊系统，简单经济，应用阻荡板以减少摇荡运动，有良好的抗风浪能力；采用桁架及凹槽式简化结构，以降低平台对波浪的遮蔽影响，提高摆板的工作效率，同时减小平台钢料重量，降低造价；本平台具有形式新颖、结构简单、经济可靠、工程应用性强等特点，有良好的商业化应用空间。

发明内容

本发明提供了一种基于浮塔和潜浮体组合成的轻型波浪能发电平台装置，该平台充分考虑了工程实际应用要求及经济性，结构简单新颖，功能完善，操作方便，抗风浪流能力强，能够保证平台的发电效率，具有安全、可靠和高效等优点，极具商业化价值。

本发明采用的技术方案是：一种基于浮塔和潜浮体组合成的轻型波浪能发电平台装置,它包括发电装置、控制单元和锚泊系统，它还包括潜浮体、浮塔、连接构件和阻荡板；所述潜浮体采用方形浮箱，其主甲板上设置人孔和摆板支座；所述发电装置包括摆板、液压缸、蓄能器、液压马达、发电机、蓄电池和发配电装置，所述摆板与摆板支座铰链连接，所述液压缸一端与摆板铰链连接，另一端与平台主体铰链连接，所述蓄能器、液压马达、发电机、蓄电池和发配电装置均设置在潜浮体内,所述摆板驱动液压缸，液压缸通过管道连接储存压力的蓄能器，所述蓄能器通过管道连接液压马达，液压马达驱动产生电能的发电机，发电机电连接蓄电池和经输电缆传输到岸上的发配电装置；所述浮塔采用外侧设有阻荡板的椭圆柱形结构，四个浮塔以潜浮体的中心呈对称布置，并通过连接构件与潜浮体固定连接成一体；所述锚泊系统包括分别设置在浮塔中的四台锚机，每台锚机通过各自的锚链连接重力锚。

所述连接构件采用桁架结构，由多个纵向杆件、横向杆件和斜向杆件搭接而成，杆件截面均为圆形，斜向杆件交汇处采用球型节点结构。

所述液压缸一端与摆板铰链连接，另一端与桁架结构的纵向杆件铰链连接。

所述浮塔内分隔成泵舱、锚机舱、锚链舱和压载水舱，泵舱和锚机舱在安全甲板以上，阻荡板设置在浮塔来浪方向的水下部位，顶端设置控制舱室，内含控制单元，浮塔与连接构件之间设置浮塔斜撑。

所述锚链舱内设置锚链筒，其上开口在浮塔外侧下部，下开口在锚链舱底部，锚链穿过锚链筒与锚机舱内的锚机相连。

所述连接构件采用箱形桥结构，箱形桥结构与浮塔之间设置浮塔斜撑，与潜浮体之间设置箱形桥结构斜撑。

所述液压缸一端与摆板铰链连接，另一端与潜浮体的主甲板铰链连接。

所述的一种基于浮塔和潜浮体组合成的轻型波浪能发电平台装置的使用方法：

（a）安装过程：首先利用半潜驳船或拖轮将平台运至作业地点，然后向各个压载水舱内加载压载水使平台下沉，应保证其摆板达到工作水深，以及平台具有良好的浮态；随后，利用工程辅助船进行四角抛放重力锚，使整个平台迎着波浪传递方向，通过锚机调整锚链长度，即改变其预张紧力，减少平台因风浪流联合作用引起的运动响应；

（b）工作过程：利用发电装置收集波浪能并转换成电能，一部分储存到蓄电池供平台日常使用，另一部分通过输电缆输送到岸上；

（c）维修过程：发电平台在工作过程中出现故障需要维修或是日常调试，工作人员进入浮塔顶端控制舱室进行维修；如果是潜浮体上的发电装置出现故障，通过锚机松开锚链，使其呈松弛，然后调节压载水舱内的压载水量，潜浮体的主甲板浮出水面，工作人员通过主甲板上的人孔进入内部进行维修作业。