[发明专利]可利用波浪能的浮式梳状防波堤装置及应用

说明书

一种可利用波浪能的浮式梳状防波堤装置及应用，该浮式梳状防波堤装置包括浮体单元，其为浮式梳状防波堤装置提供浮力和起挡浪的作用；L型板式结构，其设置在相邻的两个浮体单元之间，起连接浮体单元和挡浪的作用；以及点吸式波能获取单元，其设置在L型板式结构上，用于吸收波浪能发电。本发明兼顾波浪防御和波浪能获取的双重功能；点吸式波能获取装置有利于浮式系统整体稳定性；本发明还充分利用反射波浪能并进行平台平面形状优化提高波浪获取效率。

技术领域

本发明涉及海岸工程和海洋能利用技术领域，具体涉及一种可利用波浪能的浮式梳状防波堤装置及应用。

背景技术

浮式防波堤是一种适用于外海深水区域的防波堤型式，其上部利用浮体单元提供浮力悬浮于海表面，进行消浪和挡浪；下部采用锚链单元与海床中的基础保持相对固定。由于浮式防波堤工作的深水区域通常波浪能量的密度相对较高，如果在浮式防波堤身上结合建造波浪能获取装置，则具有较高的经济性；同时二者共用一套锚泊系统固定于海床之上，也节约了建设成本。此外，由于海洋空间使用属于国家审批范围，目前管控十分严格。因此，将波浪能装置集成于浮式防波堤上，有利于海洋空间的充分利用，减少行政审批环节。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种可利用波浪能的浮式梳状防波堤装置及应用，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种可利用波浪能的浮式梳状防波堤装置，包括：

浮体单元，其为浮式梳状防波堤装置提供浮力和起挡浪的作用；

L型板式结构，其设置在相邻的两个浮体单元之间，起连接浮体单元和挡浪的作用；以及

点吸式波能获取单元，其设置在L型板式结构上，用于吸收波浪能发电。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种如上所述的浮式梳状防波堤装置在海岸工程和海洋能利用技术领域的应用。

基于上述技术方案可知，本发明的可利用波浪能的浮式梳状防波堤装置及应用相对于现有技术至少具有以下优势之一：

(1)兼顾波浪防御和波浪能获取的双重功能

浮式防波堤的主要功能为抵御外海的波浪，降低波浪灾害；而波能获取装置(即点吸式波能获取单元)则要利用入射波浪能将其转化为可利用的能源。本发明将二者功能集成起来，在防御波浪的同时对波浪能进行获取，可以实现双重功能。同时，由于点吸式波能获取装置还会吸收一部分波浪能，对于浮式防波堤的消浪性能也具有一定的提高作用；同时浮式防波堤工作海域的波浪能密度通常较大，在此设置波浪能装置，也将具有较高的经济性。

(2)二者共用锚泊系统且充分利用海域空间

已往的浮式防波堤和点吸式波能获取装置都需要各自独立的一套锚泊系统固定于海床之上。本发明将点吸式波能获取装置安放于浮式梳状防波堤的L型结构的水平底板上，共用一套锚泊系统，尤其对于深水区域，在建造和施工成本上有较大的节省。此外，对于在海上安装结构物需要经过用海审批，将二者集成一起之后，可有效利用海域空间，减少用海审批环节。

(3)点吸式波能获取装置和附加底板协同提升浮式系统整体稳定性

该发明中的浮式防波堤利用L型板式结构替代部分浮式箱体，由于L型结构的重心偏后，会对下部锚泊系统的承载力分配产生重要影响。而当在L型板式结构的水平底板前部安放点吸式波能获取装置之后，并联合设置附加底板，可以有效调节整个防波堤的质量分布，起到平衡重心位置的作用，有利于防波堤整体系统的稳定性。此外，在附加底板的边缘处产生的漩涡泄放加强了波浪能的耗散，有利于提升消浪性能。

(4)充分利用反射波浪能并进行平台平面形状优化提高波浪获取效率