波浪能發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種波浪能發(fā)電裝置，包括多套波浪能收集單元，單套波浪能收集單元包括：用以收集波浪勢能的勢能收集組件和用以收集波浪動能的動能收集組件、對浮艙進(jìn)行豎直限位和水平定位的定位組件以及過載保護(hù)和生存停機(jī)保護(hù)組件，與現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)收集波浪勢能或動能相比，有利于提高波浪能量的收集效率，同時(shí)可滿足長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，適合規(guī)模化建造，提高單位海域內(nèi)的發(fā)電效率的目的。
【專利說明】
波浪能發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種波浪能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]波浪發(fā)電始于20世紀(jì)70年代，以日、美、英、挪威等國為代表，現(xiàn)有技術(shù)中存在各式規(guī)模不同的波浪發(fā)電裝置，其中以點(diǎn)頭鴨式、震蕩浮體式、震蕩水柱式、海蛇式、海蚌式、軟袋式等最為代表，其中，
[0003]I)點(diǎn)頭鴨式波浪發(fā)電設(shè)備，主要利用了波浪的液位差，鴨頭凸起部分跟隨波浪做上下點(diǎn)頭運(yùn)動，收集波浪高低液位差的勢能；
[0004]2)震蕩浮體式波浪發(fā)電設(shè)備，利用浮體隨波浪液位的高低運(yùn)動來采集波浪的高低液位差的勢能；
[0005]3)震蕩水柱式波浪發(fā)電設(shè)備，利用波浪的高低液位差擠壓空氣實(shí)現(xiàn)對波浪勢能的米集；
[0006]4)海蛇式波浪發(fā)電設(shè)備，通過前后浮體隨波浪的高低運(yùn)動、帶動鉸接連接點(diǎn)的液壓缸往復(fù)運(yùn)動、從而產(chǎn)生液壓能，利用前后波浪的波峰和波谷的液位差進(jìn)行發(fā)電，采集波浪高低液位差的勢能；
[0007]5)海蚌式波浪發(fā)電設(shè)備通過蚌體隨波浪的涌動往復(fù)擺動推動下端的液壓缸產(chǎn)生能量，采集波浪的動能；
[0008]6)軟袋式波浪發(fā)電裝置，隨著波浪動能的涌動推動軟袋內(nèi)空氣流動，流動的空氣推動后端的葉輪產(chǎn)生動能，采集的是波浪向前涌動的動能。
[0009]上述點(diǎn)頭鴨式、震蕩浮體式、震蕩水柱式技術(shù)為主要采集或轉(zhuǎn)化波浪高低水位差的勢能，海蚌式、軟袋式主要采集波浪涌動的動能。然而這些波浪發(fā)電裝置對波浪能的收集效率較低、均不利于集中規(guī)模化建造大型海上波浪發(fā)電站。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種有利于提高對波浪能的收集效率的波浪能發(fā)電裝置。
[0011]本發(fā)明提供了一種波浪能發(fā)電裝置，包括多套波浪能收集單元，單套波浪能收集單元包括:能量收集組件，用以收集波浪能，包括用以收集波浪勢能的勢能收集組件和用以收集波浪動能的動能收集組件，其中，所述勢能收集組件包括一浮艙;定位組件，用以對所述浮艙進(jìn)行定位，包括對所述浮艙進(jìn)行豎直限位的豎直限位組件。
[0012]采用這種技術(shù)方案，波浪能發(fā)電裝置同時(shí)設(shè)有勢能收集組件和動能收集組件，這樣，采集波浪勢能的同時(shí)也采集波浪的動能，與現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)收集波浪勢能或動能相比，有利于提高波浪能量的收集效率。
[0013]優(yōu)選的，所述浮艙是縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形的殼體。
[0014]采用這種技術(shù)方案，由于所述浮艙的縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形，能夠減小海水流經(jīng)浮艙表面時(shí)所受的阻力，進(jìn)而加快波浪的通過速度，有助于提高勢能的收集效果。
[0015]優(yōu)選的，在所述浮艙的前端鉸接或轉(zhuǎn)動連接有導(dǎo)流舵，在所述浮艙內(nèi)設(shè)有用以控制該導(dǎo)流舵相對于所述浮艙主體的偏移幅度的導(dǎo)流舵控制單元。
[0016]采用這種技術(shù)方案，所述導(dǎo)流舵一方面可提高所述浮艙上浮的速度，進(jìn)而提高對波浪勢能的收集效率;另一方面可引導(dǎo)、迫使波浪順著所述浮艙下表面流動，進(jìn)而有利于推動動能收集組件的葉輪轉(zhuǎn)動，有利于提高波浪能的收集效率和效果。另外，通過所述導(dǎo)流舵控制單元可根據(jù)波浪的大小而控制導(dǎo)流舵相對于所述浮艙主體的偏移幅度，進(jìn)而調(diào)整浮艙相對于海平面的下沉高度，從而對浮艙進(jìn)行有效保護(hù)。
[0017]優(yōu)選的，在所述導(dǎo)流舵的遠(yuǎn)離所述浮艙的一端形成有尖端部或楔形部。
[0018]采用這種技術(shù)方案，有利于保證和提高所述導(dǎo)流舵對波浪的引導(dǎo)作用。
[0019]優(yōu)選的，在所述浮艙內(nèi)設(shè)有通過改變其注水量來調(diào)節(jié)所述浮艙相對于海平面的上下浮動程度的壓水艙。
[0020]采用這種技術(shù)方案，波浪能發(fā)電裝置的控制單元可根據(jù)波浪能發(fā)電裝置所處的海上環(huán)境(例如，浪高等)來控制注入所述壓水艙內(nèi)的海水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)浮艙相對于海平面的上下浮動程度。
[0021]優(yōu)選的，所述動能收集組件包括一垂直軸葉輪，并該垂直軸葉輪以其轉(zhuǎn)軸與波浪的涌動方向相垂直的方式安裝在所述浮艙后端。
[0022]采用這種技術(shù)方案，能夠更有效地收集波浪動能，進(jìn)而有利于提高對波浪動能的收集效率和效果。
[0023]優(yōu)選的，在所述浮艙的下表面設(shè)有朝上凹進(jìn)的凹部，所述垂直軸葉輪安裝在該凹部處。
[0024]采用這種技術(shù)方案，所述凹部能增加波浪流經(jīng)所述浮艙下表面的流動路徑，同時(shí)能夠在一定程度上改變波浪的流動方向，進(jìn)而有利于增加波浪作用在所述垂直軸葉輪上的作用力，從而能夠更好地推動所述垂直軸葉輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而有利于提高對波浪動能的收集效率和效果。
[0025]優(yōu)選的，在所述浮艙內(nèi)收裝有與所述垂直軸葉輪傳動連接、用以將波浪的動能轉(zhuǎn)化成液壓能的動能轉(zhuǎn)化組件。
[0026]優(yōu)選的，所述勢能收集組件還包括一豎直設(shè)置的液壓缸，該液壓缸的兩端分別與海底和所述浮艙轉(zhuǎn)動連接或鉸接，所述液壓缸還能對所述浮艙起到豎直限位功能，構(gòu)成所述豎直限位組件。
[0027]優(yōu)選的，在所述浮艙內(nèi)設(shè)有與所述液壓缸配套設(shè)置、用于控制所述液壓缸伸長以托舉所述浮艙使其離開水面的液壓系統(tǒng)。
[0028]采用這種技術(shù)方案，發(fā)電時(shí)，所述浮艙隨波浪的起伏帶動所述液壓缸做伸縮運(yùn)動，該液壓缸的伸縮運(yùn)動產(chǎn)生液壓能。檢修時(shí)，通過液壓系統(tǒng)控制液壓缸伸長以托舉所述浮艙使其離開水面以方便對所述浮艙進(jìn)行檢修。
[0029]優(yōu)選的，所述定位組件還包括對所述浮艙進(jìn)行水平定位的水平定位組件。
[0030]采用這種技術(shù)方案，利用水平定位組件實(shí)現(xiàn)水平定位、利用豎直限位組件實(shí)現(xiàn)豎直限位，如此，使波浪發(fā)電裝置的多套波浪能收集單元能夠單獨(dú)固定在海底上并實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)固定，避免波浪能收集單元隨波浪漂移碰撞，多套波浪能收集端緣互不干擾獨(dú)立工作，采集到的能量集中到發(fā)電平臺上，有利于集中規(guī)?；ㄔ齑笮筒ɡ税l(fā)電站。
[0031]優(yōu)選的，所述水平定位組件包括豎直設(shè)置的至少一個(gè)粧、連接這至少一個(gè)粧與所述浮艙的至少一個(gè)連桿，并且所述連桿的兩端分別與所述粧和浮艙轉(zhuǎn)動連接或鉸接。
[0032]采用這種技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)對所述浮艙進(jìn)行水平方向上的定位。
[0033]優(yōu)選的，在相鄰所述粧之間設(shè)有連接兩者的平衡連桿。
[0034]采用這種技術(shù)方案，通過所述平衡連桿可增強(qiáng)多個(gè)粧之間的連接穩(wěn)定性。
[0035]優(yōu)選的，在所述至少一個(gè)粧的位于海平面以上的部分上還安裝有風(fēng)能采集單元和太陽能采集單元。
[0036]采用這種技術(shù)方案，在所述至少一個(gè)粧的位于海平面以上的部分上還安裝有風(fēng)能采集單元和太陽能采集單元，實(shí)現(xiàn)一粧多用，適合建造大規(guī)模綜合化海上發(fā)電平臺。
[0037]優(yōu)選的，在所述浮艙內(nèi)還設(shè)有蓄能器和/或散熱器。
【附圖說明】
[0038]圖1為波浪能發(fā)電裝置的俯視斜視圖；
[0039]圖2為圖1所示波浪能發(fā)電裝置的前視圖；
[0040]圖3為單套波浪能收集單元的部分剖視圖；
[0041 ]圖4為波浪能發(fā)電裝置處于正常發(fā)電狀態(tài)下的示意圖；
[0042]圖5為波浪能發(fā)電裝置處于應(yīng)急保護(hù)狀態(tài)下的示意圖；
[0043]圖6為波浪能發(fā)電裝置處于停機(jī)保護(hù)狀態(tài)下的示意圖；
[0044]圖7為波浪能發(fā)電裝置處于檢修狀態(tài)下的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面參照圖1?7對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說明。在下述描述中，波浪的涌動方向?yàn)閳D1?圖7中由左向右，所述前端是指圖1?圖7中的左側(cè)，所述后端是指圖1?圖7中的右側(cè)。所述縱向是指垂直或近似垂直于海平面的方向，所述橫向是指平行或近似平行于海平面的方向。
[0046]本發(fā)明所述波浪能發(fā)電裝置是一種固定在海底上的大型波浪發(fā)電陣列，包括呈矩陣形排列的多套波浪能收集單元1、設(shè)置在這多套波浪能收集單元I之間并集發(fā)電站、升壓站及集中控制平臺于一體的發(fā)電平臺2。多套波浪能收集單元將波浪能化成液壓能，這部分液壓能再集中到發(fā)電平臺2上，由發(fā)電平臺2將液壓能轉(zhuǎn)化成電能。
[0047]如圖1?圖3所示，單套波浪能收集單元I包括一橫向設(shè)置的浮艙3，本實(shí)施例中，浮艙3是縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形的柱狀殼體，在浮艙3上通常設(shè)有動能收集組件和/或勢能收集組件。在浮艙3的底部下表面上于前后方向上近似居中設(shè)有一液壓缸5，該液壓缸5為伸縮液壓缸，液壓缸5的頂端與浮艙3轉(zhuǎn)動連接或鉸接，液壓缸5的底端直接或通過連桿間接地轉(zhuǎn)動連接或鉸接在海底上，由前述液壓缸5構(gòu)成所述豎直限位組件，它主要用以收集波浪的勢能和對浮艙3進(jìn)行豎直方向上的限位。在浮艙3內(nèi)還設(shè)有與液壓缸5配套設(shè)置的液壓系統(tǒng)51，該液壓系統(tǒng)51主要通過改變壓強(qiáng)來增大液壓缸5對浮艙3的作用力，用于控制液壓缸5伸長以托舉浮艙3使其離開水面，液壓系統(tǒng)51可采用現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，故在此不做贅述。
[0048]波浪能發(fā)電裝置還包括置于浮艙3的后方并沿浮艙3的長度方向并排設(shè)置的多個(gè)粧6，這多個(gè)粧6均沿豎直方向設(shè)置，它們的底端通常通過連接件固定在海底上，相鄰兩個(gè)粧6之間設(shè)有連接兩者的平衡連桿62，該平衡連桿62的兩端與相鄰兩個(gè)粧6固定連接或鉸接。在單個(gè)粧6與浮艙3之間設(shè)有兩個(gè)連桿61，這兩個(gè)連桿61的前端分別與浮艙3的后端轉(zhuǎn)動連接或鉸接，并且它們的前端在浮艙3上間隔設(shè)置，前述兩個(gè)連桿61的后端在對應(yīng)粧6上聚集在一起，并且前述兩者分別與對應(yīng)粧6轉(zhuǎn)動連接或鉸接。由前述多個(gè)粧6、多個(gè)連桿61、平衡連桿62共同構(gòu)成所述水平定位組件，它們主要用以對浮艙3進(jìn)行水平方向上的定位。前述連桿61、平衡連桿62可由普通連桿或彈性連桿構(gòu)成，優(yōu)選由彈性連桿構(gòu)成，該彈性連桿是一種受到極大外力時(shí)在一定范圍內(nèi)可以改變長度的連桿，波浪能發(fā)電裝置受到瞬間沖擊時(shí)通過該彈性連桿可卸荷掉連桿所受的峰值力矩，避免連桿斷裂。另外，在前述至少一個(gè)粧6的位于海平面以上的部分上還安裝有風(fēng)能采集單元和太陽能采集單元。
[0049]如圖1?圖3所示，在浮艙3的前端鉸接或轉(zhuǎn)動連接有橫向設(shè)置的導(dǎo)流舵4，在浮艙3內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流舵控制單元41，該導(dǎo)流舵控制單元41用以控制導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體的偏移幅度，這里所述偏移幅度主要指導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體特別是浮艙前端的轉(zhuǎn)動角度。本實(shí)施例中，導(dǎo)流舵4是縱截面近似呈等腰三角形狀的柱狀殼體，在導(dǎo)流舵4的后端(對應(yīng)于等腰三角形狀的底邊部分)一體形成朝前凹進(jìn)的第一凹面部，該第一凹面部與浮艙3的前端部相配合，由導(dǎo)流舵4的前側(cè)部分(對應(yīng)于等腰三角形狀的兩腰所形成的結(jié)構(gòu))構(gòu)成本發(fā)明所述尖端部。不難理解，導(dǎo)流舵4的縱截面還可為楔形以構(gòu)成所述楔形部。本實(shí)施例中，在浮艙3的前端安裝一轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)流舵4經(jīng)由該轉(zhuǎn)軸與浮艙3形成轉(zhuǎn)動連接。波浪發(fā)電裝置工作時(shí)，涌動的波浪帶動浮艙3在縱向上上下浮動，該浮艙3帶動活塞桿相對于前述液壓缸5進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)而由該液壓缸5將波浪的勢能轉(zhuǎn)化為液壓能，本實(shí)施例中，上述液壓缸5還構(gòu)成本發(fā)明所述的勢能轉(zhuǎn)化組件。
[0050]如圖1?圖3所示，在浮艙3的后端底部于其下表面上形成朝上凹進(jìn)的第二凹面部31 (構(gòu)成所述凹部)，在該第二凹面部31處安裝有垂直軸葉輪7，該垂直軸葉輪7以其轉(zhuǎn)軸與波浪的涌動方向相垂直的方式安裝在浮艙3后端，同時(shí)該垂直軸葉輪7的軸向與浮艙3的長度方向相平行設(shè)置。另外，在浮艙3內(nèi)還收裝有與垂直軸葉輪7傳動連接、用以將波浪的動能轉(zhuǎn)化成液壓能的動能轉(zhuǎn)化組件，本實(shí)施例中，動能轉(zhuǎn)化組件由液壓栗來構(gòu)成，該液壓栗通過齒輪傳動組件等傳動機(jī)構(gòu)與垂直軸葉輪7傳動連接，用以將波浪的動能轉(zhuǎn)化成液壓能。
[0051 ]另外，在浮艙3內(nèi)還收裝有液壓系統(tǒng)51、壓水艙8、蓄能器9和散熱器1，其中，液壓系統(tǒng)51與液壓缸5配套設(shè)置，用于控制液壓缸5伸長以托舉浮艙3使其離開水面以方便對浮艙3進(jìn)行檢修。壓水艙8用以收裝預(yù)定量的海水，波浪能發(fā)電裝置的控制單元或前述導(dǎo)流舵控制單元41與該壓水艙8通信連接，前兩者中任一控制單元可根據(jù)波浪能發(fā)電裝置所處的海上環(huán)境(例如，浪高等)來控制注入壓水艙8內(nèi)的海水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)浮艙3相對于海平面的上下浮動程度。蓄能器9在單套波浪能收集單元I工作時(shí)有儲能的作用，在整個(gè)波浪能發(fā)電系統(tǒng)中的作用是穩(wěn)壓。散熱器10用以對收裝在浮艙3內(nèi)的多個(gè)部件進(jìn)行散熱，進(jìn)而保證這多個(gè)部件的工作狀態(tài)。
[0052]此外，波浪能發(fā)電裝置還包括用以檢測波浪的波長、浪高等參數(shù)的波浪儀，整個(gè)波浪能發(fā)電裝置具有一由集成電路板構(gòu)成的控制單元，該控制單元分別與該波浪儀、前述導(dǎo)流舵控制單元41、壓水艙8、勢能轉(zhuǎn)化組件(例如，液壓缸5)、動能轉(zhuǎn)化組件(例如，液壓栗)、蓄能器9、散熱器10等分別進(jìn)行信號連接或電連接來實(shí)現(xiàn)信息交互，進(jìn)而控制前述各個(gè)部件的工作狀態(tài)。本發(fā)明中，需在控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1中預(yù)先設(shè)定導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度、壓水艙8的注水量與波浪發(fā)電裝置處于不同工作狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系，由此定義在不同工作狀態(tài)下導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度范圍和壓水艙8的注水量，即需在三者之間建立對應(yīng)關(guān)系，由此將導(dǎo)流舵4的轉(zhuǎn)動角度范圍和壓水艙8的注水量自定義為諸如正常發(fā)電模式、應(yīng)急保護(hù)模式、停機(jī)保護(hù)模式等?？刂茊卧筛鶕?jù)波浪儀所反饋的波浪參數(shù)來向?qū)Я鞫婵刂茊卧?1和壓水艙8發(fā)送控制指令，由此來控制導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度和壓水艙8的注水量。不難理解，波浪儀也可直接與導(dǎo)流舵控制單元41和壓水艙8直接進(jìn)行信息交互，導(dǎo)流舵控制單元41可根據(jù)波浪儀所反饋的波浪參數(shù)直接控制導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度，壓水艙8根據(jù)波浪儀所反饋的波浪參數(shù)控制壓水艙內(nèi)海水的注入量，由此來控制浮艙3自身的重量。
[0053]下面參照圖1?圖7結(jié)合上述結(jié)構(gòu)描述來對波浪能發(fā)電裝置的工作原理進(jìn)行簡單地描述。
[0054]I)波浪能發(fā)電裝置處于正常發(fā)電狀態(tài)
[0055]如圖4所示，海平面上的波浪處于正常狀態(tài)時(shí)，波浪儀將檢測的波浪信息發(fā)送至波浪能發(fā)電裝置的控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1，控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1根據(jù)波浪儀反饋的波浪參數(shù)將導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度控制在正常發(fā)電模式下；在這種狀態(tài)下，導(dǎo)流舵4和壓水艙8在波浪儀的控制下的狀態(tài)為:導(dǎo)流舵4上揚(yáng)并固定，壓水艙3排空(SP不注入水)，浮艙3的重量為最小狀態(tài)，處于最佳發(fā)電狀態(tài)，通過波浪涌動的動能抬高浮艙3的上浮速度，在此過程中浮艙3被海浪浮至波峰、之后因重力下落至波谷，浮艙3在縱向上的上下浮動帶動活塞桿相對于前述液壓缸5進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，由該液壓缸5將波浪的勢能轉(zhuǎn)化為液壓能；同時(shí)，導(dǎo)流舵4引導(dǎo)、迫使波浪順著浮艙3下表面流動，波浪推動位于浮艙3后端的垂直軸葉輪7轉(zhuǎn)動，垂直軸葉輪7帶動與其傳動連接的液壓栗運(yùn)行，通過該液壓栗將波浪的動能轉(zhuǎn)化成液壓能，如此完成對波浪動能和勢能的采集，波浪的能量被轉(zhuǎn)化成液壓能，這部分液壓能匯集在一起經(jīng)穩(wěn)壓后輸往發(fā)電平臺2最終轉(zhuǎn)化成電能。
[0056]2)波浪能發(fā)電裝置處于應(yīng)急保護(hù)狀態(tài)
[0057]如圖5所示，海平面上的波浪較大時(shí)，波浪儀將檢測的波浪信息發(fā)送至波浪能發(fā)電裝置的控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1，控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1根據(jù)波浪儀反饋的波浪參數(shù)將導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度控制在應(yīng)急保護(hù)模式下;在這種狀態(tài)下，導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體朝下轉(zhuǎn)動一定角度并定位，利用波浪的動能下壓浮艙3，在壓水艙8內(nèi)注入部分海水，則增大浮艙3的重量，由此來抑制浮艙3的上浮速度和高度，起到保護(hù)浮艙3的目的。在這種應(yīng)急保護(hù)狀態(tài)下，導(dǎo)流舵4不隨著海浪上下涌動，浮艙3和垂直軸葉輪7還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)(具體如前述正常發(fā)電狀態(tài)所述)以收集波浪能，波浪的能量被轉(zhuǎn)化成液壓能，這部分液壓能匯集在一起經(jīng)穩(wěn)壓后輸往發(fā)電平臺2最終轉(zhuǎn)化成電能。
[0058]3)波浪能發(fā)電裝置處于停機(jī)保護(hù)狀態(tài)
[0059]如圖6所示，海平面處于極端巨型大浪時(shí)，波浪儀將檢測的波浪信息發(fā)送至波浪能發(fā)電裝置的控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1，控制單元或?qū)Я鞫婵刂茊卧?1根據(jù)波浪儀反饋的波浪參數(shù)將導(dǎo)流舵4相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度控制在停機(jī)保護(hù)模式下；在這種狀態(tài)下，導(dǎo)流舵4相對于浮艙主體朝下轉(zhuǎn)動至最低角度并定位，在壓水艙8內(nèi)注滿水，則浮艙3的總重力大于浮艙3的最大浮力，使浮艙3下沉于波浪的波谷以下，則無法繼續(xù)收集波浪能，波浪能發(fā)電裝置處于停機(jī)狀態(tài)，進(jìn)而對波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行保護(hù)。
[0060]4)波浪能發(fā)電裝置處于檢修狀態(tài)
[0061 ]如圖7所示，當(dāng)波浪能發(fā)電裝置需要維護(hù)和檢修時(shí)，液壓系統(tǒng)51控制液壓缸5伸長，通過伸長后的液壓缸5托舉浮艙3離開水面。由于此時(shí)浮艙3離開水面，浮艙不隨波浪的涌動而擺動，便于對波浪能發(fā)電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和檢修。
[0062]本發(fā)明所述波浪能發(fā)電裝置具有如下技術(shù)效果:
[0063]第一、波浪發(fā)電裝置的能量收集組件(例如，浮艙3)主要利用水平定位組件實(shí)現(xiàn)水平定位、利用豎直限位組件實(shí)現(xiàn)豎直限位，如此，使波浪發(fā)電裝置的多套波浪能收集單元能夠單獨(dú)固定在海底上并實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)固定，避免波浪能收集單元隨波浪漂移碰撞，多套波浪能收集端緣互不干擾獨(dú)立工作，采集到的能量集中到發(fā)電平臺上，有利于集中規(guī)?；ㄔ齑笮筒ɡ税l(fā)電站。同時(shí)，在水平定位組件的至少一個(gè)粧的位于海平面以上的部分上還安裝有風(fēng)能采集單元和太陽能采集單元，實(shí)現(xiàn)一粧多用，適合建造大規(guī)模綜合化海上發(fā)電平臺。
[0064]另外，兩個(gè)粧6之間通過平衡連桿62連接，設(shè)置在單個(gè)粧6與浮艙3之間的兩個(gè)連桿61，它們的前端在浮艙3上間隔設(shè)置，它們的后端在粧6上聚集在一起，由此，在浮艙3與單個(gè)粧6之間形成三角形分布的連接結(jié)構(gòu)、相鄰粧和浮艙之間形成三角形分布的連接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較好，有利于提高水平定位組件對浮艙3進(jìn)行水平定位的穩(wěn)定性。
[0065]第二、設(shè)置在浮艙3前端并可調(diào)角度的導(dǎo)流舵4，一方面可提高浮艙3上浮的速度，進(jìn)而提尚對波浪勢能的收集效率，進(jìn)而提尚發(fā)電效率;另一方面可引導(dǎo)、迫使波浪順著浮艙3下表面流動，進(jìn)而有利于推動浮艙3后端的垂直軸葉輪的旋轉(zhuǎn)，有利于提高波浪能的收集效率和效果，進(jìn)而提高發(fā)電效率。另外，導(dǎo)流舵4可根據(jù)波浪的大小而改變其相對于浮艙3的轉(zhuǎn)動角度結(jié)合壓水艙8調(diào)節(jié)浮艙3的重量，進(jìn)而調(diào)整浮艙3相對于海平面的下沉高度，從而對浮艙3進(jìn)行有效保護(hù)，例如，海平面浪小時(shí)，導(dǎo)流舵4上揚(yáng)壓水艙8排空、浮艙3的重量為最小值，利用波浪的動能最大限度的提升艙體的上浮速度。遇到極端大風(fēng)天氣出現(xiàn)巨浪時(shí)導(dǎo)流舵4下調(diào)同時(shí)壓水艙8注滿水、浮艙3處于重量最大狀態(tài)此時(shí)浮艙的重力大于浮艙的浮力，配合波浪的動能下壓浮艙3，使浮艙3快速沉在海面以下，從而對浮艙3進(jìn)行保護(hù)。
[0066]第三、在浮艙3的后端底部下表面處設(shè)有垂直軸葉輪7，并且該垂直軸葉輪7以其轉(zhuǎn)軸與波浪的涌動方向相垂直的方式安裝在浮艙3后端，這樣能夠更有效地收集波浪動能，進(jìn)而有利于提尚對波浪動能的收集效率和效果。
[0067]第四、浮艙3的縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形，由于長橢圓形或梭形的表面呈光滑的弧形，能夠減小海水流經(jīng)浮艙表面時(shí)所受的阻力，進(jìn)而加快波浪的通過速度，有助于提高勢能的收集效果。
[0068]第五，波浪能發(fā)電裝置同時(shí)設(shè)有勢能收集組件和動能收集組件，這樣，采集波浪勢能的同時(shí)也米集波浪的動能，與現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)收集波浪勢能或動能相比，有利于提尚波浪能量的收集效率。
[0069]第六，當(dāng)能量收集單元檢修時(shí)，托舉油栗51工作，控制液壓缸5伸長，托舉浮艙3升高到水面以上，便于對浮艙3的維護(hù)保養(yǎng)。
[0070]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0071]例如，在上述實(shí)施例中，通過波浪儀反饋的信息來對導(dǎo)流舵4和壓水艙8進(jìn)行控制，然而并非局限于此，導(dǎo)流舵4和壓水艙8的控制方式還可為:人為主動控制和被動液壓系統(tǒng)過載保護(hù)控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種波浪能發(fā)電裝置，包括多套波浪能收集單元(I)，其特征在于，單套波浪能收集單元(I)包括: 能量收集組件，用以收集波浪能，包括用以收集波浪勢能的勢能收集組件和用以收集波浪動能的動能收集組件，其中，所述勢能收集組件包括一浮艙(3); 定位組件，用以對所述浮艙(3)進(jìn)行定位，包括對所述浮艙(3)進(jìn)行限位的豎直限位組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述浮艙(3)是縱截面呈橫向設(shè)置的長橢圓形或梭形的殼體。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述浮艙(3)的前端鉸接或轉(zhuǎn)動連接有導(dǎo)流舵(4)，在所述浮艙(3)內(nèi)設(shè)有用以控制該導(dǎo)流舵(4)相對于所述浮艙主體的偏移幅度的導(dǎo)流舵控制單元(41)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)流舵(4)的遠(yuǎn)離所述浮艙(3)的一端形成有尖端部或楔形部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述浮艙(3)內(nèi)設(shè)有通過改變其注水量來調(diào)節(jié)所述浮艙(3)相對于海平面的上下浮動程度的壓水艙(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述動能收集組件包括一垂直軸葉輪(7)，并該垂直軸葉輪(7)以其轉(zhuǎn)軸與波浪的涌動方向相垂直的方式安裝在所述浮艙(3)后端。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述浮艙(3)的下表面設(shè)有朝上凹進(jìn)的凹部(31)，所述垂直軸葉輪(7)安裝在該凹部(31)處。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述浮艙(3)內(nèi)收裝有液壓栗與所述垂直軸葉輪(7)傳動連接、用以將波浪的動能轉(zhuǎn)化成液壓能的動能轉(zhuǎn)化組件。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述勢能收集組件還包括一豎直設(shè)置的液壓缸(5)，該液壓缸(5)的兩端分別與海底和所述浮艙(3)轉(zhuǎn)動連接或鉸接， 所述液壓缸(5)還能對所述浮艙(3)起到豎直限位功能，構(gòu)成所述豎直限位組件。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述浮艙(3)內(nèi)設(shè)有與所述液壓缸(5)配套設(shè)置、用于控制所述液壓缸伸長以托舉所述浮艙使其離開水面的液壓系統(tǒng)(51)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述定位組件還包括對所述浮艙(3)進(jìn)行水平定位的水平定位組件。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，所述水平定位組件包括豎直設(shè)置的至少一個(gè)粧(6)、連接這至少一個(gè)粧(6)與所述浮艙(3)的至少一個(gè)連桿(61)，并且所述連桿(61)的兩端分別與所述粧(6)和浮艙(3)轉(zhuǎn)動連接或鉸接。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在相鄰所述粧(6)之間設(shè)有連接兩者的平衡連桿(62)。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述至少一個(gè)粧(6)的位于海平面以上的部分上還安裝有風(fēng)能采集單元和太陽能采集單元。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪能發(fā)電裝置，其特征在于，在所述浮艙(3)內(nèi)還設(shè)有蓄能器(9)和/或散熱器(10)。
【文檔編號】F03B13/18GK106014843SQ201610589397
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發(fā)明人】高先樂, 邊淑靜, 高金燕
【申請人】高先樂