[实用新型]一种海上秋千式防波发电装置

说明书

本实用新型涉及一种海上秋千式防波发电装置，支撑件固定设置在防波堤的相邻防波块之间的位置，支撑件上固定设置发电模块，发电模块通过向下垂设的传动模块与浮子模块连接；浮子模块包括橄榄形的浮子，浮子内设有液位传感器和自动排水泵，浮子底部设有排水口，自动排水泵根据液位传感器的液位信号实施自动排水，从而控制浮子内的压载水量在设定的范围内；压载水量使浮子模块具有设定的吃水深度，该吃水深度使浮子模块与海波浪的固有频率相同或相近。本实用新型通过主动调节压载水量，对浮子模块进行可变质量设计，从而获取设定的吃水深度，使该吃水深度与浮子模块与海波浪达到相同固有频率，从而实现共振，扩大波浪能发电效率。

技术领域

本实用新型涉及一种波浪能发电装置，具体来说，是一种海上秋千式防波发电装置。

背景技术

现今使用较多的浮式结构波浪能发电装置主要靠波浪作用下的浮动结构来驱动电机发电，这类装置的运动可以是振荡浮体相对于固定参照物的绝对运动，也可以是两个浮体之间的相对运动。波浪能转换为振荡浮体的运动动能，继而驱动电机旋转，从而产生电能。

例如，公开号为CN107524556A的中国专利文献，公开了一种新型高效浮子及拉线式发电装置及发电方法，但是存在以下问题：一、浮子结构设计导致捕获能量利用率低；二、浮子振动与波浪之间的频率差异较大，导致浮子捕获波浪能的效率较低；三、发电效率低，能量利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种海上秋千式防波发电装置，利用现有的防波堤，在现有防波堤相邻防波块之间设置海上秋千式防波发电装置，通过对浮子结构、吃水深度进行设计，提升其捕获能量的效率，同时通过对发电装置进行蓄能设计，提升捕获能量的利用率。

本实用新型采取以下技术方案：

一种海上秋千式防波发电装置，包括发电模块1、传动模块2、浮子模块3、支撑件；所述支撑件固定设置在防波堤的相邻防波块之间的位置，支撑件上固定设置发电模块1，发电模块1通过向下垂设的传动模块2与浮子模块3连接；所述浮子模块3包括橄榄形的浮子，所述浮子具有中空腔体，外形上部呈中间凸起，中间向四周具有缓慢向下的坡度，凸起的部位具有注水孔301；浮子内设有液位传感器和自动排水泵，浮子底部设有排水口，自动排水泵根据液位传感器的液位信号实施自动排水，从而控制浮子内的压载水量在设定的范围内；压载水量使浮子模块3具有设定的吃水深度，该吃水深度使浮子模块3与海波浪的固有频率相同或相近。

进一步的，所述橄榄形的浮子的四个角上设有导缆孔302，导缆孔内穿过缆绳，缆绳与所述传动模块2连接。

更进一步的，所述浮子的底部设有若干纵向挡板303。

进一步的，所述发电模块1设有减速发电机104，减速发电机104通过弹簧缓冲结构103与卷簧结构102连接，卷簧结构102可被单向压缩，用于储存机械能；所述减速发电机104与整流稳压模块106和储电模块105连接。

进一步的，所述传动模块2是柔性绳。

一种上述的海上秋千式防波发电装置的设计方法，包括以下步骤：

S1、获取浮子模块固有频率与压载水吃水深度之间的关系：浮子模块3 的固有频率：算式中，K为结构刚度，m为结构质量，ρ为海水密度，取值1025kg/m³，g为重力加速度，取值9.8N/kg，S为结构水线面积， V_排为结构排水体积；水线面积近似为：S＝π(z₀+z)²，z为吃水深度，z₀为结构底面半径；排水体积近似为：

设则所述固有频率进而获取浮子模块 3的吃水深度与固有频率之间的一一对应的关系；

S2、根据所在海域的海波浪的固有频率，设定与之相同或相近的浮子模块的固有频率；