[发明专利]一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及开发利用海洋可再生能源的技术领域，特别涉及一种基于布拉格共振原理提高波浪发电效率的装置及其制作方法。

背景技术

海洋覆盖着地球百分之七十的表面，蕴含着无穷的能量，据估算其能量总和大大超过了目前全球能源的需求。在海洋能开发技术领域中包括有波浪能，潮汐能，温差能，盐差能和海流能等。

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。现阶段，存在大量的利用波浪能发电的技术，主要原理是通过波浪能装置将波浪能首先转化为机械能，然后再转化为电能。然而，波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源，发电效率较低。

通常波浪能的转换一般有三级。第一级为波浪能的收集，通常采用聚波和共振两种方法把分散的波浪能聚集起来。第二级为能量的传递，包括机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动，使波浪能转换为可以利用的机械能。第三级转换为最终转换，将机械能通过发电机转换为电能。波浪发电作为对海洋可再生能源利用的经典方式，现阶段对波浪发电的关注主要都集中于如何有效促进波能收集装置的能量传递与转化效率等具体的机械装置设计层面，而忽视了最为基本的，例如如何增大波浪发电海域波高等方面的问题。

布拉格共振在波浪理论中是指当波浪经过周期性起伏地形，且起伏地形的波长为入射波波长一半的整数倍时，会产生共振，波浪能量因此而被反射，引发地形区上部水面的剧烈波动，并形成大范围的立波，增大该区域内部分位置的波高值。

目前我国长江口的南港航道及珠江口的内伶仃岛北部等近海海域都存在大面积的沙波群，所以实际海岸环境中具有较普遍引发布拉格共振效应的自然条件，因此需要对该部分进行进一步研究。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法，该装置结构简单，成本低且使用灵活方便，将漂浮在海面的波浪能发电装置通过固定平台固定位置，通过布设周期性波峰柱体，而使入射波浪发生布拉格共振，将波浪能量聚集在特定区域，从而提高波浪能发电装置的发电效率。

为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，包括波能聚集装置和波能收集转换装置，所述波能聚集装置包括有若干个按周期性排列的波峰柱体，入射波浪经过波能聚集装置因发生布拉格共振而反射，在其迎浪侧形成立波区，所述波能收集转换装置包括固定支架、金属面板以及波浪能发电装置，所述固定支架设置在立波区中，所述金属面板焊接在固定支架上，所述波浪能发电装置可移动的设置在金属面板上。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波浪能发电装置包括有波浪能发电装置定子、金属连杆和波浪能发电装置浮子，即该波浪能发电装置为振荡浮子式波浪能发电装置，所述波浪能发电装置定子可移动的设置在金属面板上，所述金属连杆垂直贯穿于波浪能发电装置定子并与其下方的波浪能发电装置浮子相连接，即所述波浪能发电装置浮子连接在金属连杆下端。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述金属连杆设置在波浪能发电装置定子中心处。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波浪能发电装置浮子为上大下小的圆台体。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述金属面板上沿着波浪传播方向设有一穿口，所述穿口的两侧沿着穿口侧边设有等距离分布的螺孔，所述螺孔上设有相适配的螺丝，当然，为了便于螺丝固定，在波浪能发电装置定子上也设有相对应的螺孔，将波浪能发电装置定子沿着穿口调节到合适位置后，利用螺丝同时贯穿波浪能发电装置定子和金属面板上的螺孔，从而将波浪能发电装置定子固定在金属面板上。通过波浪能发电装置定子在金属面板上的位置调节，从而调整波浪能发电装置位置，令波浪能发电装置浮子中心正好位于立波波腹处，使发电效率最大化。此外，可在沙波群附近海域布置振荡浮子式波浪能发电装置，将装置布置在海面共振区域波腹处，可显著提高波浪能发电效率。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波能聚集装置由至少2块波峰柱体组成，所述波峰柱体的波长为入射波浪波长一半的整数倍，该波峰柱体的波长亦即两个波峰柱体最高点之间的距离，所述波能聚集装置的周期性起伏延展方向与入射波浪方向一致，优选，每两个波峰柱体的间距为波峰柱体波长的一半，即相邻波峰柱体间的距离为波峰柱体波长的一半。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波峰柱体由混凝土制成。

前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波峰柱体设为5块。