[发明专利]一种利用海洋能发电的能量搜集装置

说明书

技术领域

本发明属于流体机械及水利水电工程设备技术领域，特别是涉及一种利用海 洋能发电的能量搜集装置。

背景技术

传统能源即将枯竭并且带来了严重的环境问题，迫切需要寻找和开发可替代 的新型能源。世界海洋资源丰富，其中波浪蕴藏着巨大能量。利用海洋波浪发电， 既不需要燃料，同时对环境影响很小，具有重大的开发利用价值。

中国专利申请201320156401.7“液压式水面发电装置”公开了一种利用波 浪的垂直位移，将垂直波浪能转换为机械能，带动涡轮机发电的装置，提高了波 浪能转换效率。但由于活动部件过多，结构复杂，极易在波浪作用下发生破坏， 丧失工作能力，且难以进行维修及保护

中国专利申请201310316659.3公开了一种“越浪式波能发电装置”，包括波 能收集系统、发电系统和自启闭电控系统，该装置实现了越浪型发电装置的动态 蓄能和稳定的电力输出。但由于该装置的水轮机对水头要求较高，如在低水头时 存在效率和出力较低的问题。

中国专利申请201020644139.7公开了一种“波能收集转换装置”，包括蓄水 池、引浪板、聚波板和出水管型。解决了目前波能收集转换装置波能转换效率较 低，设备的使用寿命较短，生产成本过高等问题。但是由于该装置的引浪板坡度 一定，不能依据当地实时波高和波长自动调节，获取波浪的能量依然有限。

综上所述，现有波浪发电装置普遍存在波能转换率低、输出功率小、稳定性 差、装置有效工作时间短等缺陷，如何克服现有技术的不足已成为当今流体机械 及水利水电工程设备技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种利用海洋能发电的能量 搜集装置，本发明能够根据实地实时的海洋波高和波长实施自动调节最大化的获 取海洋波浪的能量，提高发电机组发电总效率和总出力，适用于替代现有各种越 浪式波浪发电装置的能量搜集装置。

根据本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集装置，其特征在于，它包 括聚波单元和蓄水池，所述聚波单元包括聚波板、铰链、主动杆、电机、坡度控 制器、水平支撑架、滑槽、滑块、从动杆；所述聚波板通过铰链分别与主动杆以 及从动杆连接，聚波板位于水平支撑架上方，坡度控制器控制聚波板的坡度大小； 所述主动杆通过转轴与电机连接；聚波板与水平支撑架形成坡角，所述水平支撑 架一侧设有滑槽，所述滑块通过铰链与从动杆连接，滑块在从动杆作用下在滑槽 的左右两端往返滑动；所述聚波单元可根据实地实时的海洋波浪资源参数形成外 形为喇叭形的可自动张缩坡角的坡道，该坡道与海洋连通的一面开口宽，然后逐 渐收缩通过边墙与蓄水池连通。

本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集装置的进一步的优选方案是：

所述坡度控制器包括电源和电机控制单元，所述电机控制单元根据聚波板的 两个极限位置控制电机起停和正反转向。

所述滑槽的左右两侧端点与滑块运动轨迹的左右极限端点重合。

所述蓄水池包括带有出水流道的蓄水单元和流量控制器，所述流量控制器控 制带有出水流道的蓄水单元。

所述出水流道为椭圆形截面，出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比 为黄金分割比，即从出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比呈线性递增， 至出水流道最近端椭圆形截面短轴与长轴之比转变为1，即出水流道最近端椭圆 形截面转变为反向圆形截面。

本发明的实现原理是：本发明聚波单元的坡度控制器根据海洋波浪浪高大小 控制电机工作，电机带动主动杆转动做功，滑块在从动杆作用下在滑槽内运动， 从而使聚波板与水平支撑架形成可自动张缩角度的坡道，将海洋的波浪能量最大 化的搜集并转化为蓄水池内海水的势能；海水经水轮机进水口段在轴流式水轮机 的上导叶处汇合并进入水轮机的转轮室，水流冲击转轮叶片，通过转轮叶片转换 能量带动轴流式水轮机输出轴旋转，将蓄水池内的势能转换为水轮机动能带动发 电机发电，水流再经下导叶，通过出水口段流向大海。本发明因采用了坡度可调 的聚波单元和蓄水池，能够根据实地实时波高和波长自动调节，所以可最大化的 获取波浪的能量，提高后续发电机组发电的总效率和总出力。

本发明与现有技术相比其显著优点在于：