[发明专利]一种漂浮式带有滑动连杆机构的压电波浪能转换装置

说明书

本发明属于可再生能源发电领域，公开了一种漂浮式带有滑动连杆机构的压电波浪能转换装置，包括漂浮箱体，波浪能转换机械能装置和能量捕获体；波浪能转换机械能装置位于漂浮箱体内，能量捕获体位于漂浮箱体内表面上。本发明将能量捕获体阵列分布在装置四周，提高了发电效率；能够防止装置侧翻，提高了发电工作时装置的稳定性，提高了装置的适应性。且整个装置模块化，建造流程简化，建造成本降低，可批量生产；增加了装置的可维修性，延长了使用寿命，降低维修成本；机械结构简单，可靠性高，实用价值高。

技术领域

本发明属于可再生能源发电领域，尤其涉及一种漂浮式带有滑动连杆机构的压电波浪能转换装置。

背景技术

波浪能是海洋能的一种具体形态，也是海洋能中最主要的能源之一，它的开发和利用对缓解能源危机和减少环境污染是非常重要的。汹涌的海浪运动产生巨大的、永恒的和环保的能量，如果能将海浪的动能及其他水面的波浪能充分利用起来，则世界能源的前景会相当广阔和光明。

海水是一种由无数海水质点所组成的流体。在外力作用下，海水质点在其平衡点位置附近作周期性运动，这就形成了波浪。波浪是除潮汐外海水的另一种惊心动魄的大规模宏观运动。风越疾、浪越高。大浪滔天时即使万吨巨轮也会随之飘舞。风是引起水面波动的主要外界因素。当风掠过海面时，海水表面因受到空气的摩擦力和大气压力的作用而产生动荡。风速是决定波浪大小的主要因素。一般情况下，风力达到10级以上时，波浪的高度可达12m，相当于四层楼的高度，更有甚者常常高到15m以上。海上常见六七级风，它掀起的波浪也足有3m至6m高。前面提到海水是由质点组成的，风的吹动或者潮汐的运动均会使海水质点相对海平面发生位移现象，从而使波浪具有势能，而海水质点的运动，又会使波浪具有动能。因此，实际上波浪能是海洋表面所具有的动能和势能的总和。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。另外，波浪能的大小还与风速、风向、连续吹风的时间、流速等诸多因素有关。例如，台风产生的巨浪，其功率密度可达每米迎波面数千千瓦。

波浪能发电可分为能量采集系统和能量转换系统两部分。采集系统的作用是捕获波浪能。其主要形式有：振荡水柱式、振荡浮子式、摆式、鸭式、筏式、收缩坡道式、蚌式等。提高波浪能俘获量的技术有：通过波浪能绕射或折射的聚波技术，通过系统与波浪共振的惯性聚波技术等。转换系统的作用是把俘获的波浪能转换为某种特定形式的机械能或电能。它由以下几个主要部分组成：空气叶轮、低水头水轮机、液压系统、机械系统以及发电机等。另外，为提高转化效率可采用可控叶片、变阻尼、整流、定压等方法。按波浪能的利用方式，波浪能发电可大致分为利用波浪能的垂直运动、利用波浪能的水平运动、利用波浪的水压、利用波浪水质点的运动等形式。按波浪能的装置的结构形式可分为振荡水柱式、摆式和聚波式三种装置。按基本原理又可分为利用物体在波浪作用下产生的振荡和摇摆运动、利用波浪压力的变化、利用波浪沿岸爬升时产生的水势能三种方式，而这三种方式也就是我们通常所指的气动式、液动式和蓄水式。

固定式波浪能发电装置，无论是建造在近海岸还是远海岸，都存在需要建造水上支撑建筑物，不仅成本高、建造难度大，而且，灵活性差，遇到特殊情况，不便保护装置，费钱费力。因此，国内外大多重点研究漂浮式波浪能发电装置。而目前来说，振荡浮子技术有的存在可靠性不高的缺点，有的机械结构太过复杂。

申请号为201510505164.4的专利，公开了一种波浪能转换装置，包括：至少两节漂浮于水面上的波浪能采集浮体，设置于相邻两节波浪能采集浮体之间的俘能摆板，分别设置于相邻两节波浪能采集浮体之间和俘能摆板与相邻两节波浪能采集浮体之间的液压装置，以及一端连接于其中一个波浪能采集浮体上、另一端锚固于海床的系泊装置；相邻两节波浪能采集浮体通过纵摇旋转轴对称地铰接在一起，且彼此能够绕纵摇旋转轴转动；俘能摆板的一端铰接于相邻两节波浪能采集浮体的同一纵摇旋转轴上，另一端延伸至水面以下，且能绕纵摇旋转轴相对于相邻两节波浪能采集浮体转动。但是该发明可移动性较差，限制了使用环境。

发明内容

本发明的目的在于公开结构可靠，成本低和结构轻便的一种漂浮式带有滑动连杆机构的压电波浪能转换装置。