[发明专利]一种大浪中可以限位的摆式波浪发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种波浪发电装置，尤其涉及一种大浪中可以限位的摆式波浪发电装置。

背景技术

环境、能源及人口压力加速了人类开发海洋的步伐。海洋中的波浪能资源丰富，人们发明了各种各样的波浪发电装置进行波浪能向电能的转换。波浪发电装置所处的海洋环境非常复杂，因此有效的波浪发电装置必须满足发电连续稳定、较好的生存能力和可维护性等特点。然而目前对波浪能发电装置的研究多集中在装置的能量转换效率上，以致风暴大浪中波浪发电装置的生存能力关键问题没有得到较好的重视。对于极端大浪等恶劣环境条件，现有的技术多采用停止波浪发电装置的正常工作，沉入海底以躲避风浪；或者在设计阶段给与较大的结构载荷承载能力等等。上述诸措施具有一定的有效性，但同时也会带来较高的运营和生产成本等不利影响。

摆式波浪发电装置具有较大的波浪承载面，大浪中会受到较大的波浪冲击力，导致摆板摇幅过大甚至超过其正常工作位置极限，使摆板装置发生致命的机械或结构损坏。本发明针对摆式波浪发电装置在大浪中的危险工况,设计出一种可以在大浪中控制摆板摇摆幅值,防止其摆幅较大并保持持续工作的发电装置。由于这种装置的摇摆幅值可以控制，因此保证了发电量的连续稳定输出，同时也提高了装置的抗风浪生存能力。因此具有较好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以人工或自动控制的摆式波浪发电装置机构。通过对压载舱压载水的控制实现摆板在大浪中摇摆幅值不致较大，防止摆板发生极限碰撞和输出过载的情形发生，保证其极端大浪环境中正常工作和生存能力的功能。

本发明的机构组成和技术方案如下：

一种大浪中可以限位的摆式波浪发电装置，包括第一固定支架和第二固定支架、中空的摆板、铰接轴、由摆板的摆动机械能驱动发电的发电机构，所述摆板位于第一固定支架和第二固定支架之间且底部与铰接轴固定连接，所述铰接轴以其轴线为中心转动地架设在所述第一固定支架和第二固定支架之间，还包括压载水装置、设置在任一固定支架顶部的水上机舱、设置于水上机舱内的摆板摆幅检测装置和PLC控制系统，所述压载水装置位于摆板正下方且与铰接轴固定连接，所述摆板摆幅检测装置用于检测摆板的摆动幅度，所述PLC控制系统与摆板摆幅检测装置及压载水装置电路连接，用于根据摆板的摆幅控制压载水装置的注水和排水。

本方案提供的摆式波浪发电装置可以在大浪中通过控制压载水装置的含水量来控制摆板摇摆幅值, 如在大浪时增加压载水装置内的水量，就可以增加所述发电主体的回复力矩，减小摆板的摇幅；反之，小浪时可以减少压载水装置内的水量实现减小所述发电主体回复力矩的功能，由于这种装置的摇摆幅值可以控制，因此保证了发电量的连续稳定输出，同时也提高了装置的抗风浪生存能力。

进一步地，所述压载水装置包括与铰接轴固定连接的密封性圆柱形压载舱、设置在压载舱内的舱内潜水泵和压载舱外的舱外潜水泵，压载舱上设置有连通其内腔的气管接口及水管接口，所述舱外潜水泵的出水口及舱内潜水泵的出水口各通过一根水管连接水管接口，所述气管接口连接气管。本方案提供的压载水装置结构简单、控制方便，便于实施和维护。

进一步地，所述发电机构包括水下发电机，所述水下发电机的壳体固定在固定支架上，所述水下发电机的输入轴与所述铰接轴2一端同轴连接，所述水下发电机的输电端通过电缆连接至水上机舱。本方案采用水下密封的直驱发电结构，机构简单，施工方便。

进一步地，所述发电机构包括液压发电装置，所述液压发电装置包括设置在水上机舱内的液压马达和发电机、一端固定在海底或浮式平台另一端与摆板铰接的液压缸，所述液压缸通过油管连接液压马达，所述液压马达输出轴连接发电机。本方案采用液压系统将摆板的机械能转换为液压能驱动发电机，这样可以将发电机置于水上机舱中，无需选择对密封性要求很高的水下发电机。

进一步地，所述第一固定支架和第二固定支架上均设置有与铰接轴端部转动连接的支撑座。

进一步地，所述气管的出口端固定在第一固定支架或第二固定支架顶部，确保加载仓内的空气顺利进出。

相比现有技术，本发明的有益效果是：本发明通过监控的摆动幅度自动控制摆板底端压载舱的进排水控制改变摆板回复力矩，从而实现大浪中对摆板主体摇幅的控制，防止摆板发生极限碰撞和输出过载的情形发生，既保证了发电量的连续稳定输出，还保证其极端大浪环境中正常工作和生存能力的功能，具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的一种大浪中可以限位的摆式波浪发电装置实施例一的结构示意图。