一种自由振荡液压式波浪能发电装置及波浪能发电系统的制作方法

    技术2026-05-11  13


    本发明涉及波浪能发电,具体的,涉及一种自由振荡液压式波浪能发电装置及波浪能发电系统。


    背景技术:

    1、海洋仪器、海上设施和远海岛礁急需电力需求,而海洋蕴藏着丰富的波浪能,直接俘获波浪能,转换为电能给海洋仪器、海上设施和远海岛礁供电,可以实现就地取能就地使用,因此海洋波浪能开发技术水平得到不断的提高。

    2、因波浪能具有间歇性、波动性和随机性,为了高效获得稳定的电能,波浪能发电装置具有多种多样的形式,而海洋环境复杂,特别是在极端海况下,波浪能发电装置的生存能力受到极大的挑战。

    3、为了提高可靠性和生存能力,波浪能发电装置结构较复杂,带来装置的建造成本居高不下,同时为了进一步提高波浪能发电装置的生存能力和可靠性,常采用液压式波浪能转换技术,针对液压式波浪能发电装置铰接式安装时吸波浮子对不同来波方向能量俘获效率不一致的问题,只有浮波浮子正对来浪时才具有较高俘获性能,为了提高波浪能发电装置的俘获性能往往需要安装多个不同方向的吸波浮子,才能实现不同来波方向均有较高的俘获性能,这又带来了建造成本过高等新问题。


    技术实现思路

    1、为了解决上述技术问题,本发明公开了一种自由振荡液压式波浪能发电装置及波浪能发电系统,用于降低发电装置的建造成本,提高能量转换的效率及可靠性。

    2、为了实现上述目的,第一方面,本发明公开了一种自由振荡液压式波浪能发电装置,包括:漂浮组件、液压缸、发电组件和锚件组件;

    3、其中,所述漂浮组件包括三角形主体平台、吸波浮子和三角浮箱;其中,所述三角浮箱包括第一三角浮箱、第二三角浮箱和第三三角浮箱;所述吸波浮子通过所述第一三角浮箱、第二三角浮箱和第三三角浮箱与所述三角形主体平台进行连接;

    4、所述液压缸包括第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸;其中,所述第一液压缸的两端分别固定连接于所述吸波浮子和所述第一三角浮箱;所述第二液压缸的两端分别固定连接于所述吸波浮子和所述第二三角浮箱;所述第三液压缸的两端分别固定连接于所述吸波浮子和所述第三三角浮箱;

    5、所述发电组件包括液压发电设备舱及液压管路;其中,所述液压发电设备舱设置于所述三角浮箱上,用于将液压能转换为电能;所述液压管路的两端分别连接所述液压发电设备舱和所述液压缸;

    6、所述锚件组件包括锚块和锚链,所述锚链的两端固定连接于所述三角形主体平台和所述锚块,所述锚块用于沉入海内。

    7、本发明公开的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,为了多角度的捕获不同方向的波浪能,首先设置三角形主体平台用于将装置漂浮于海面,然后在所述三角形主体平台的每一角固定设置一个三角浮箱用于为所述发电装置提供浮力保证装置不沉入海内,接着在三角形主体平台的每一角通过所述三角浮箱连接一个吸波浮子,用于捕获不同来波方向的波浪能,提高波浪能的捕获效率。

    8、在设置了所述漂浮组件用于捕获波浪能后,为了采用液压式波浪能转换技术将所述捕获的波浪能转换为液压能进行发电,通过在每一个三角浮箱及其对应的吸波浮子中设置一个液压缸,通过所述液压缸连接所述三角浮箱和所述吸波浮子,以使在所述吸波浮子捕获到波浪能进行移动时,直接推动所述液压缸将所述波浪能转换为液压能,避免能量的浪费,进而提高所述能量转换的效率。

    9、在通过所述液压缸将波浪能转换为液压能后,通过液压管路连接液压缸和设置于三角浮箱上的液压发电设备舱,以使根据所述液压能进行发电,同时为了避免海浪对液压发电设备的伤害,在三角浮箱上设置液压发电设备舱提高所述装置发电的可靠性,同时设置锚件组件固定所述装置在同一个位置,避免装置的丢失,由此,本发明通过简单的结构组成完成多角度的波浪能捕获,在降低装置的建造成本的同时,提高了能量的转换效率。

    10、作为优选例子,所述三角形主体平台为箱式结构,其箱体为压载舱。

    11、本发明设置所述三角形主体平台为箱式结构,并将其箱体设置为压载舱,以使通过控制所述压载舱内的水量控制所述三角形主体平台的上浮和下潜,完成装置的投放和运行维护,提高所述装置的稳定性和可靠性。

    12、作为优选例子,所述三角形主体平台还包括排水系统,所述排水系统与所述压载舱进行连接。

    13、本发明在所述三角形主体平台上设置排水系统,与所述压载舱进行连接,以使通过所述排水系统控制所述压载舱中海水的流通,进而控制所述发电装置的上浮和下潜,进而进行装置的发电或后期维护,提高装置的可靠性。

    14、作为优选例子,所述三角浮箱上设置有工作吃水线、所述三角形主体平台设置有拖航吃水线;通过所述排水系统引入海水到所述压载舱,控制装置下潜至所述工作吃水线;通过所述排水系统将所述压载舱中的海水进行排空,控制所述装置上浮至所述拖航吃水线。

    15、本发明设置所述工作吃水线和拖航吃水线保证所述装置的上浮和下潜,用于控制所述装置的正常运行及后期维护,提高装置的可靠性。

    16、作为优选例子,所述第一三角浮箱、第二三角浮箱和第三三角浮箱分别焊接于所述三角形主体平台的每一个角上。

    17、本发明在所述三角形主体平台的每一个角分别焊接一个三角浮箱,一方面用于为发电装置提供浮力,一方面用于连接一个吸波浮子,以使多角度的捕获波浪能,提高能量的转换效率。

    18、作为优选例子,所述液压缸包括液压缸底座、液压缸缸筒、液压缸缸杆和液压缸活塞;其中,所述液压缸底座的两端分别焊接于所述吸波浮体和三角浮箱上;所述液压缸活塞与所述液压缸缸杆的一端连接,插入所述液压缸内部,所述液压缸缸杆的另一端与所述液压缸底座连接。

    19、本发明利用所述液压缸在跟随所述浮子做运动时产生的活塞运动产生液压能,进而后续通过与所述能量转换设备相连将所述液压能进行能量转换,进而进行发电。

    20、作为优选例子,所述液压管路的一端连接于所述液压发电设备舱,所述液压管路的另一端分别连接于所述液压缸的两个液压油流通口。

    21、本发明通过所述液压管路连接所述液压缸液压油流通口和能量转换设备,以使通过所述液压缸产生的液压能进行液压油在液压缸和能量转换设备的流通,进而实现所述能量转换设备的发电,完成波浪能的转换。

    22、作为优选例子,所述液压发电设备舱配置有单向阀和油箱,所述单向阀用于控制所述油箱内的液压油从所述液压发电设备舱低压流向所述液压缸,从所述液压缸高压流进所述液压发电设备舱。

    23、本发明在所述能量转换设备中设置单向阀和油箱,以使通过所述液压油的流通完成能量的转换,降低结构的复杂性,通过简单的结构组成完成波浪能的转换。

    24、作为优选例子,所述锚块包括第一锚块、第二锚块和第三锚块;所述锚链包括第一锚链、第二锚链和第三锚链;所述第一锚块、第二锚块和第三锚块分别通过所述第一锚链、第二锚链和第三锚链固定连接于所述三角形主体平台的每一角。

    25、本发明在所述三角形主体平台上的每一角分别固定连接一个锚索,并在锚索的终端连接一个锚块,用于固定整个装置在一个区域内,既保证所述装置不丢失,又保证所述装置能够随时根据波浪进行移动,以便于捕获波浪能进行发电,提高能量的转换效率。

    26、第二方面,本发明还公开了一种波浪能发电系统,具有多个如第一方面所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置、至少一个检测装置以及一个控制系统,多个所述自由振荡液压式波浪能发电装置间隔布置于发电海域内,所述检测装置测定所述发电海域的波浪参数以及环境参数,所述控制系统接收波浪参数以及环境参数。


    技术特征:

    1.一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,包括:漂浮组件、液压缸、发电组件和锚件组件;

    2.如权利要求1所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述三角形主体平台为箱式结构,其箱体为压载舱。

    3.如权利要求2所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述三角形主体平台还包括排水系统,所述排水系统与所述压载舱进行连接。

    4.如权利要求3所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述三角浮箱上设置有工作吃水线、所述三角形主体平台设置有拖航吃水线;通过所述排水系统引入海水到所述压载舱,控制装置下潜至所述工作吃水线;通过所述排水系统将所述压载舱中的海水进行排空,控制所述装置上浮至所述拖航吃水线。

    5.如权利要求1所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述第一三角浮箱、第二三角浮箱和第三三角浮箱分别焊接于所述三角形主体平台的每一个角上。

    6.如权利要求1所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述液压缸包括液压缸底座、液压缸缸筒、液压缸缸杆和液压缸活塞;其中,所述液压缸底座的两端分别焊接于所述吸波浮体和三角浮箱上;所述液压缸活塞与所述液压缸缸杆的一端连接,插入所述液压缸内部,所述液压缸缸杆的另一端与所述液压缸底座连接。

    7.如权利要求1所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述液压管路的一端连接于所述液压发电设备舱,所述液压管路的另一端分别连接于所述液压缸的两个液压油流通口。

    8.如权利要求1所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述液压发电设备舱配置有单向阀和油箱,所述单向阀用于控制所述油箱内的液压油从所述液压发电设备舱低压流向所述液压缸,从所述液压缸高压流进所述液压发电设备舱。

    9.如权利要求1所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置,其特征在于,所述锚块包括第一锚块、第二锚块和第三锚块;所述锚链包括第一锚链、第二锚链和第三锚链;所述第一锚块、第二锚块和第三锚块分别通过所述第一锚链、第二锚链和第三锚链固定连接于所述三角形主体平台的每一角。

    10.一种波浪能发电系统,其特征在于,具有多个如权利要求1至9任一项所述的一种自由振荡液压式波浪能发电装置、至少一个检测装置以及一个控制系统,多个所述自由振荡液压式波浪能发电装置间隔布置于发电海域内,所述检测装置测定所述发电海域的波浪参数以及环境参数,所述控制系统接收波浪参数以及环境参数。


    技术总结
    本发明公开了一种自由振荡液压式波浪能发电装置及波浪能发电系统,包括:三角形主体平台、吸波浮子和三角浮箱,其中,三角浮箱设置于三角形主体平台的每一角,位于每一角的三角浮箱均连接于所述吸波浮子,所述吸波浮子通过设置的第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸与所述三角浮箱进行连接,同时所述装置还包括发电组件和锚件组件,所述发电组件包括液压发电设备舱及液压管路;其中,液压发电设备舱设置于三角浮箱上,所述液压管路的两端分别连接所述液压发电设备舱和所述液压缸、所述锚件组件包括锚块和锚链,所述锚链的两端固定连接于所述三角形主体平台和所述锚块,所述装置可降低发电的建造成本,提高能量转换的效率及可靠性。

    技术研发人员:谢平平,刘洋,朱誉,陆秋瑜,林旭,林英明,王巍桦
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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