[发明专利]多节点伸缩杆式波浪能发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种多节点伸缩杆式波浪能发电系统，尤其是一种应用于广阔海洋捕获波浪能量的发电系统。

背景技术

随着能源危机和环境恶化，完全无污染的波浪能已获得各国科研工作者的广泛关注。波浪能是海水周期性运动产生的势能和动能，其本质是风能作用在海平面所产生的。全球已有几百台海浪发电系统投入运行，主要有振荡水柱式、振荡浮子式、摆动式、点头鸭式等多种形式，但普遍存在波浪能捕获效率相对较低、能量输出不稳定以及抗海浪冲击能力较差等问题。为此，开发具有较高能量转化效率、移动性强、抗海浪冲击力强的波浪能发电系统，具有重要实践意义，可有效缓解沿海地区用电紧张以及海岛居民用电短缺问题。

发明内容

本发明主要技术任务是针对上述技术中存在的不足，提供一种多节点伸缩杆式波浪能发电系统。

本发明显著特征是：包括波浪能捕获、液压泵高压存储以及液压马达膨胀发电三部分。所述波浪能捕获是由支撑轴、伸缩杆及椭球体共同构成的三位一体波浪能捕获结构，椭球体在波浪作用下作升降运动，驱动伸缩杆以支撑轴为支点作俯仰及俯仰方向上拉伸运动，运动基点是由支撑架、支撑球以及支撑轴间的相互作用形成的；椭球两侧伸缩杆的拉伸运动，经锥形齿轮、变速轮及棘轮和液压泵机械耦合，将低压油罐内液压油高效压缩并存储至中心支撑球内高压罐内；而高压油则在流量电磁阀阀门开度调节下，完成液压能到电能的高效转换，确保负载供电质量。

1、所述椭球体与伸缩杆间通过锥形齿轮、十字联轴联接，并通过锥形齿轮与椭球内机械系统耦合，确保椭球体上下自由运动，并将椭球捕获机械能以反作用力形式，传送至椭球内机械机械结构。

2、所述椭球体为椭球型，其内装设锥型齿轮、变速轮、棘轮，完成椭球两侧伸缩杆转矩的机械耦合、变速和导向，同时经两联轴的超越离合器与液压泵直接耦合，将低压油高效压缩经高压管路送出，以实现波浪能与液压能高效转化。

3、所述椭球运动基点是椭球捕获有效力矩的基准点，其由支撑架、5个支撑球以及支撑轴共同作用产生，确保波浪能发电系统水平位置的相对稳定，实现波浪能的最大捕获。

4、所述中心支撑球内设置高压油罐、低压油罐、液压马达、直流发电机、变流器，其中高压油罐用于存储各捕获单元压缩的高压油，同时经流量阀门和液压马达相连，并可通过阀门控制液压马达输入流量，液压泵与发电机直接耦合，并经变流器设备完成液压泵效率优化控制，直流到交流的逆变控制，以确保负荷供电质量和功率平衡。油路管路中设置单向阀防止低压油罐回流，同时油罐上侧设有溢流阀。

本发明拓宽了波浪能发电系统的应用范围，可广泛应用于拥有波浪能的任何场合；椭球体、伸缩杆及支撑轴三位一体的捕获结构，可使椭球自由运动，也可动态调整上下浮动周期，促使浮动频率与海浪频率一致，提高波浪能捕获效率；波浪能发电系统的结构规则布置提高了系统稳定性能，降低了系统后期维护费用。液压型储能结构有效消除了波浪能本身长短周期尺度的波动性和间歇性问题，确保负载供电质量；基于阀门开度控制以及负载转矩调节的液压马达优化控制，有效提高液压能和电能高效转换，从而进一步提高了波浪能捕获效率；本发明将有效提升系统灵活性、安全性以及波浪能捕获效率，拓宽波浪能发电系统应用范围，降低了制造成本和维修费用，极大推动新能源产业发展和能源结构的优化升级。

附图说明

图1为多节点伸缩杆式波浪能发电系统结构图。

图2为椭球个体内部机械结构图。

图3为中心支撑球内部结构图。

本发明所设计的多节点波浪能发电系统(如图1)包括中心支撑球(1)、椭球(2)、支撑球(3)、支撑轴(5)、支撑架(4)等组成。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

本多节点伸缩杆式波浪能发电系统的椭球(2)、支撑轴(5)以及支撑球之间都是通过伸缩杆(8)、十字轴(7、9)连接，每个节点伸缩都严格限制在上下俯仰以及俯仰方向上拉伸等两维运动，确保系统灵活性和稳定性。支撑球与支撑架之间是由刚性物体联成一体，严格限制椭球漂浮运动能量捕获的有效力矩基准点，其中支撑球和平衡体作为支撑结构漂浮支撑体。