[发明专利]一种多维度的振荡浮子式波浪能转换装置

说明书

技术领域

本发明实施例涉及波能转换装置领域，尤其涉及一种多维度的振荡浮子 式波浪能转换装置。

背景技术

波浪能是一种极具前途的清洁可再生能源，具有能量品质好、储藏量大、 分布广泛的优点，它的开发利用对于推进可持续发展、海洋资源开发等具有 重要意义，已引起世界诸多沿海国家和国际组织的关注和研究。在中国，对 波浪能的开发利用技术的跟踪和研发已经列入了国家能源发展战略。

振荡浮子式通常是一种点吸收式波浪能转换装置，是目前研究最广泛、 发展前景最好的波浪能转换技术之一，按照安装位置的不同可以分为岸基装 置、近岸装置和离岸装置三大类。岸基装置一般依托海岸或者直接在海岸上 安装布置，因为地理位置特殊性的要求，所以很少能够批量设计安装。近岸 装置和离岸装置对安装区域要求限制较少，适于批量布置，尤其离岸装置， 能够捕获更多的深水区能量。

振荡浮子式装置一般由两大部分组成：动浮体和静浮体，动浮体由一个 或者多个浮体组成，漂浮于波面，作为波浪能聚集和吸收的载体，静浮体通 常由一个浮体构成作为整个系统的稳定装置，有些应用于浅海水域的装置没 有静浮体，动浮体通过连接构件与海底相连起到稳定作用。波浪的起伏运动 给动浮体一定的作用力，使得动浮体随着波浪运动，动浮体将波浪能聚集捕 获并转化为自身的动能和势能。装置一般采用机械式或液压式PTO系统 (PowerTake-offSystem，能量提取系统)，其作用是将浮体运动的机械能提 取出来，再经过蓄能器等能量储存、传输单元，最终驱动发电机进行发电， 或者通过其他设备制造淡水或冰等。

同其他类型的波浪能转换装置相比，振荡浮子式波浪能装置几乎没有水 下结构，建造难度和成本较低；结构简单，抗浪性能较好，可靠性高；装置 布置区域受限制较小，易于通过适当的分布形成波浪场，提高发电容量。目 前开发的小型装置已经有部分试验应用于沿海小型航标灯器，大中型装置则 主要应用于海上波浪能发电场。

传统结构的振荡浮子式波浪能转换装置一般仅吸收浮体上下方向的垂荡 运动的能量，即单自由度振荡浮子式波浪能转换装置。传统结构的单自由度 式装置具有上述诸多优势，但是也存在以下难以克服的缺点：

(1)单自由度的浮体和PTO系统设计限制了装置波浪能转换效率的进 一步提升。浮体在波浪中一般是三维、六自由度运动(纵荡、横荡、垂荡、 横摇、俯仰和艏艉摇)，而单自由度装置仅仅吸收浮体在波浪中垂荡运动的 能量，其他自由度运动的能量被忽略。

(2)单自由度振荡浮子式波浪能转换装置一般采用有利于垂荡运动的水 平截面为圆形的浮体。这种浮体在极端海况下透浪性较差，容易造成装置的 损坏。

(3)单自由度振荡浮子式波浪能转换装置浮体一般认为是一个单纯垂荡 的浮体，只能有效利用一个垂荡固有频率，即在浮体垂荡固有频率与波浪频 率接近或达到共振状态时，装置才具有较高的转换效率，这限制了装置对波 浪周期的适应范围。

发明内容

本发明实施例提供一种多维度的振荡浮子式波浪能转换装置，以克服 上述技术问题。

本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置，包括：

水面浮体、水下阻尼体、回复弹簧、若干液压缸、液压发电单元以及锚 定单元；

所述水面浮体漂浮于波面，所述水下阻尼体位于水面之下，所述回复弹 簧、所述若干液压缸设置于所述水面浮体与所述水下阻尼体之间，所述锚定 单元设置于所述水下阻尼体下部；

所述水面浮体内设置有用于发电的液压发电单元。

进一步地，所述水面浮体为长方体或者圆柱体。

进一步地，所述回复弹簧两端分别位于所述水面浮体、所述水下阻尼体 的中心点。

进一步地，所述若干液压缸对称布置于所述水面浮体的两端。

进一步地，所述水面浮体的长等于或者小于波长的二分之一。

本发明采用的水面浮体为具有一定纵向尺寸的浮体，且其下部两端对称 布置若干液压缸，可以获取包括垂荡和俯仰等多自由度运动能量，可以大大 提高波浪能发电效率。同时，本发明采用回复弹簧，也大大提高了装置对于 不同海况的适应性。

附图说明