[实用新型]集成于浮式防波堤的液舱浮子式波能发电装置

说明书

本实用新型属于海洋能利用技术领域，提供集成于浮式防波堤的液舱浮子式波能发电装置，包括浮式防波堤结构和液舱浮子式波能发电装置。浮式防波堤结构包括舱室和锚固结构；舱室由隔板分为上下两部分：上部为设备舱，用于放置发电机和储能箱；下部为密闭的液舱。液舱浮子式波能发电装置包括浮子、滑轮、轨道、液压发电机、弹簧、液压杆和液压缸。采用液舱结构将外部波浪的机械能聚集到液舱内部，减少了入射波能的前期损耗，再利用舱内振荡浮子提取波能，提高了入射波波能的利用率。将浮子结构置于充满氮气的密闭液舱内，避免了外部波浪环境对浮子结构的腐蚀和破坏。将浮式防波堤作为液舱浮子式波能装置的平台，修建迅速、拆迁容易、且施工方案技术成熟。

技术领域

本实用新型属于海洋能利用技术领域，尤其涉及集成于浮式防波堤的液舱浮子式波能发电装置。

背景技术

随着世界能源需求的持续增长，储量巨大且尚未被广泛利用的海洋可再生能源成为人们关注的焦点。在多种海洋能形式中，能量密度高且分布广泛的波浪能，展现出巨大的应用前景。目前世界上波浪能发电装置的相关实用新型已达上千种，然而其商业化应用仍然受制于低波浪利用率和高建设成本两大问题。

本实用新型提出一种可提高波能利用率并能降低建造成本的新型波能发电系统，即集成于浮式防波堤的液舱浮子式波能发电装置。一方面，将波浪能聚集到液舱内部，来提高波能利用率。另一方面，将液舱和浮式防波堤集成建造实现成本共享，来降低了波浪能发电装置的建造成本。

实用新型内容

本实用新型以振荡浮子式波能转换装置为原型，目的在于提出一种集成于浮式防波堤的液舱浮子式波能发电装置。现有波能转换装置多将浮子结构直接暴露在海洋中，波浪在浮子周围发生反射和绕射传播后，入射波中可被浮子结构吸收机械能会大大降低。而本实用新型将液舱结构安装于浮式防波堤，浮式防波堤在外海波浪驱动下运动，达到共振条件时，即便浮式防波堤发生微幅运动，也可激发舱内液体发生大幅晃荡，此时若将浮子结构置于液舱内部，晃荡液体便会驱动舱内浮子运动来发电。这样，液舱结构实际将外部波浪运动的机械能聚集到了舱内，可通过在液舱内采用光滑内壁进一步减少能量损耗，从而大大提高波浪能的利用效率。另外，要在浮式防波堤上布置一系列不同液体深度的液舱，来为保证对于不同频率的外海波浪激励，至少一个液舱内的水体晃荡能达到或接近共振状态。

本实用新型的技术方案：

集成于浮式防波堤的液舱浮子式波能发电装置，包括浮式防波堤结构和液舱浮子式波能发电装置；

所述的浮式防波堤结构包括舱室和锚固结构；所述的舱室由隔板分为上下两部分：上部为设备舱，用于放置发电机和储能箱；下部为密闭的液舱；隔板上固定有液压缸；所述的锚固结构包括锚、锚链和锚链连接结构，通过锚链连接结构实现舱室与锚链的连接，再通过锚固定在海底；

所述的液舱浮子式波能发电装置包括浮子、滑轮、轨道、液压发电机、弹簧、液压杆和液压缸；与防波堤迎浪侧和背浪侧相邻的液舱内壁上各垂直安装两条轨道，滑轮将浮子束缚于同侧内壁上的两条滑道上；弹簧一端固定在液舱顶部、底部，另一端为自由端，其位置对应浮子，用于缓冲液舱内波浪过高或过低时浮子与液舱内壁产生的碰撞；液压杆输出端固定在浮子，通过浮子随着波浪沿轨道上下运动带动液压杆的伸缩，进而带动液压缸活塞运动，达到发电的目的。

在实际应用中，为适应不同波浪频率，浮式防波堤上可布置一排不同液体深度的液舱结构，且各液舱内充满氮气来抑制舱内微生物生长和避免舱内结构氧化。工作状态下，浮式防波堤随外部波浪运动，激发防波堤上各液舱内的液体发生晃荡，起伏晃荡的液体会推动舱内浮子沿轨道上下滑动，带动液压杆伸缩进而驱动液压缸活塞运动，达到发电的目的。液压发电机通过电缆与其他用电设备连接。

本实用新型的有益效果：

(1)采用液舱结构将外部波浪的机械能聚集到液舱内部，减少了入射波能的前期损耗，再利用舱内振荡浮子提取波能，提高了入射波波能的利用率。