[发明专利]一种可用于多自由度波浪能捕获的液压式变阻尼发电单元

说明书

本发明涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及一种可用于多自由度波浪能捕获的液压式变阻尼发电单元。包括stewart平台和通过保护罩密封安装在stewart平台的下平台的电能输出系统；stewart平台的上平台和下平台之间布设有6个液压缸，每个液压缸的活塞杆、缸体对应和上平台、下平台铰接；电能输出系统包括第一换向阀、第二换向阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、高压蓄能器、低压蓄能器、液压马达和发电机；stewart平台固接在相邻浮子上，可将浮子间产生的多自由度运动用来捕获波浪能，实现多自由度波浪能捕获，充分吸收波浪能，电能输出系统的液压缸组有多种活塞面积组合，以调节液压缸组输出的阻尼力匹配不同波浪力的变化，提高波浪能的捕获效率。

技术领域

本发明涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及一种可用于多自由度波浪能捕获的液压式变阻尼发电单元。

背景技术

振荡体式波浪能发电装置采用机械浮子捕获波浪能，浮子在波浪作用下可产生纵荡、垂荡、横荡、纵摇、横摇和艏摇六个自由度的运动。现有振荡体式波浪能发电装置主要是利用其中单一自由度的运动进行波浪能的捕获，对波浪能的利用不充分。

同时，在开发出的波浪能发电装置基础上需要尽可能的提高系统的捕获功率和输出功率，以最大化波浪能资源的利用率，现有研究结果见图5，表明其它参数相同时，影响发电系统捕获功率和发电功率的主要是系统的阻尼系数，在不同波浪条件下，总有一个最优的系统阻尼，使发电系统达到最高的发电功率。

在复杂多变的实际波况下，当前的液压发电单元多为常规液压缸发电单元，由于波浪能的不稳定性，产生的液压能波动幅度较大，虽然通过在发电单元中增加蓄能器能够一定程度上缓解，但其规格也限制了应对能力和能量捕获范围，且发电系统输出的阻尼力可调性差，难以匹配复杂瞬变的波浪力，使得波浪能捕获效率较低。此外，波浪能发电装置要面临恶劣的海况条件，如何使波浪能发电装置免受恶劣海况的破坏，同时当装置定期维修保养时，如何提供安全可靠的操作环境，也是波浪能发电技术需要解决的问题。因此，针对上述当前液压式波浪能发电单元存在的不足，设计一种可用于多自由度波浪能捕获、可实现变阻尼控制、可进行自我保护的液压式变阻尼发电单元，必能大幅度提高波浪能的吸收范围、降低产生液压能的波动性、提高捕获效率、降低波浪能发电成本，促使液压式波浪能发电技术走向商业化和规模化。

发明内容

本发明为克服上述已有技术的不足，提供了一种可用于多自由度波浪能捕获的液压式变阻尼发电单元，stewart平台分别固接在相邻浮子上，可将浮子间产生的多自由度运动用来捕获波浪能，实现多自由度波浪能捕获，充分吸收波浪能，电能输出系统的液压缸组有多种活塞面积组合，以调节液压缸组输出的阻尼力匹配不同波浪力的变化，提高波浪能的捕获效率，改善了不同波况下捕获机构和实际波浪的匹配问题，大大提高了系统的捕获效率，可用于发电、海水淡化、制氢等多个领域。

本发明的技术方案如下：一种可用于多自由度波浪能捕获的液压式变阻尼发电单元，

包括stewart平台和通过保护罩12密封安装在stewart平台的下平台13上端的电能输出系统；

所述stewart平台的上平台10和下平台13之间均匀布设有4个以上液压缸11，每个液压缸11的活塞杆端部、缸体端部对应和上平台10、下平台13通过虎克铰14连接；

所述电能输出系统包括4个以上第一换向阀21、4个以上第二换向阀22、第一单向阀41、第二单向阀42、第三单向阀43、第四单向阀44、高压蓄能器5、低压蓄能器6、液压马达7和发电机8；

每个液压缸11的无杆腔和第一换向阀21一一对应管道连通，且4个以上第一换向阀21通过管道并联后，通过三通接头管道连通着第二单向阀42和第四单向阀44，

每个液压缸11的有杆腔和第二换向阀22一一对应管道连通，且4个以上第二换向阀22通过管道并联后，通过三通接头管道连通着第一单向阀41和第三单向阀43，

每个所述第一换向阀21和第二换向阀22分别和油箱3通过管道连通；