一種波光發(fā)電裝置單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于利用太陽能和波浪復(fù)合式發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波光發(fā)電裝置單元。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，能源需求及能源緊缺已成為共同關(guān)注的課題，被人們廣泛使用的煤炭、石油、天然氣、水能、木材等常規(guī)傳統(tǒng)能源隨著消耗而日益減少，急需新的能源來替代這些常規(guī)能源。海洋占地球總面積的71%，海洋中蘊(yùn)藏著十分豐富的能源，包括波浪能、潮汐能等。其中波浪能是海洋中取之不盡、用之不竭的一種可再生能源，且波浪能具有儲量大、分布廣等特點(diǎn)，因此波浪發(fā)電一直倍受人們重視和關(guān)注，目前已經(jīng)有不少人嘗試著利用一些裝置來收集、轉(zhuǎn)化波浪能，最后達(dá)到利用波浪能的目的，但是現(xiàn)有的波浪發(fā)電裝置能量轉(zhuǎn)換效率低。
[0003]太陽能也是可再生能源，且利用太陽能發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)很成熟，但如何在海洋環(huán)境中，利用同一個(gè)裝置同時(shí)轉(zhuǎn)換波浪能和太陽能仍需要解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種波光發(fā)電裝置單元，解決現(xiàn)有技術(shù)中波浪發(fā)電裝置能量轉(zhuǎn)化效率低的技術(shù)問題。
[0005]為了解決該技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種波光發(fā)電裝置單元，包括機(jī)架、液壓發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、蓄電池、浮筒、第一液壓油缸、儲油罐、回油罐和控制裝置;所述液壓發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、蓄電池、第一液壓油缸、回油罐和控制裝置均固定在機(jī)架上;液壓馬達(dá)固設(shè)在液壓發(fā)電機(jī)上，液壓馬達(dá)的輸出軸與液壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸固連;浮筒為無底的中空殼體結(jié)構(gòu)，浮筒的上端密封設(shè)置有上蓋板，上蓋板上設(shè)置有太陽能電池板，浮筒的側(cè)壁上固設(shè)有連接桿，所述連接桿異于連接有浮筒的一端設(shè)置有第一凸輪，且第一凸輪與機(jī)架轉(zhuǎn)動連接;第一液壓油缸的柱塞的末端與第一凸輪的接觸，通過第一凸輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動第一液壓油缸的柱塞上下運(yùn)動;第一液壓油缸的出油管通過第一單向閥與儲油罐的進(jìn)油孔連通，儲油罐的出油孔通過調(diào)節(jié)閥與液壓馬達(dá)的進(jìn)油孔連通;液壓馬達(dá)的出油孔通過第二單向閥與回油罐的進(jìn)油孔連通，回油罐的出油孔通過第三單向閥與第一液壓油缸的進(jìn)油孔連通;所述控制裝置包括整流模塊和充電器，太陽能電池板的輸出端與充電器的輸入端之間電連接，液壓發(fā)電機(jī)的輸出端與整流模塊的輸入端之間電連接，整流模塊的輸出端與充電器的輸入端之間電連接，充電器的輸出端與蓄電池的輸入端之間電連接。
[0006]將該波光發(fā)電裝置單元漂浮在海面上，因?yàn)楦⊥矠榭諝?，其質(zhì)量相對較輕，易隨起伏的波浪上下浮動，而機(jī)架上設(shè)置有液壓發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、蓄電池、浮筒、第一液壓油缸、回油罐和控制裝置，則質(zhì)量相對較大，不易隨波上下浮動，相對于浮筒更穩(wěn)定，所以在波浪的帶動下浮筒相對機(jī)架發(fā)生浮動。浮筒隨著波浪向上、下浮動時(shí)，第一凸輪通過轉(zhuǎn)軸繞機(jī)架轉(zhuǎn)動，推動第一液壓油缸的柱塞上、下運(yùn)動，當(dāng)柱塞向上運(yùn)動時(shí)，第一液壓油缸中的油通過出油管經(jīng)第一單向閥壓入儲油罐中，儲油罐的出油口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥，當(dāng)儲油罐中壓力超過設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)閥打開，儲油罐中油進(jìn)入液壓馬達(dá)中，高壓油的作用使液壓馬達(dá)的輸出軸轉(zhuǎn)動，從而帶動液壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不規(guī)則電流，液壓馬達(dá)中的油經(jīng)過第二單向閥流進(jìn)回油罐；當(dāng)?shù)谝灰簤河透椎闹蛳逻\(yùn)動時(shí)，油缸中呈真空狀，則回油罐中的油通過第三單向閥被吸入第一液壓油缸中。如此循環(huán)，將海洋中的波浪能被吸收并轉(zhuǎn)化為電能。液壓發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的為不規(guī)則電流，不方便儲存，為此將液壓發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的不規(guī)則電流經(jīng)過控制裝置的整流模塊轉(zhuǎn)化為直流電，再經(jīng)過充電器將電能儲存在蓄電池中，液壓油缸的能耗小、轉(zhuǎn)化效率高。另外，浮筒上的太陽能電池板接收太陽太照射，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并經(jīng)過充電器將電能儲存在蓄電池中。利用該裝置同時(shí)能吸收并轉(zhuǎn)化波浪能和太陽能這兩種可再生能源，且轉(zhuǎn)化效率高、裝置的利用率高。
[0007]因?yàn)楦⊥操|(zhì)量較輕，則漂浮在海面上，浮筒的下半部在水中，上半部在水面上，通過在浮筒的上端密封設(shè)置上蓋板，則浮筒的空腔中下半部浸入水中，而上半部封有空氣，隨著浮筒的浮動，進(jìn)入浮筒空腔中的空氣增多，則浮筒空腔中空氣的壓強(qiáng)變大，將浮筒向上頂起，升高了浮筒重心，則浮筒上下浮動的幅度增大，導(dǎo)致第一凸輪的偏轉(zhuǎn)角度增大，則每次第一液壓油缸的排出與吸入的油量增多，則提高了液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，相應(yīng)地提高了液壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，則進(jìn)一步提高了波浪能的轉(zhuǎn)化效率。
[0008]進(jìn)一步改進(jìn)，因?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境惡劣，時(shí)常會有大風(fēng)浪，浮筒的空腔中上半部封有空氣，隨著浮筒的浮動，進(jìn)入浮筒空腔中的空氣增多，則浮筒空腔中空氣的壓強(qiáng)變大，將浮筒向上頂起，升高了浮筒重心，當(dāng)風(fēng)浪過大時(shí)，容易將浮筒甚至整個(gè)波光發(fā)電裝置單元打翻，為降低該風(fēng)險(xiǎn)，所述上蓋板上設(shè)置有與浮筒的空腔連通的孔洞，該孔洞貫穿太陽能電池板，太陽能電池板上設(shè)置有懸掛裝置，懸掛裝置的上豎直連接有彈簧，所述彈簧的下端連接有封口裝置，封口裝置密封蓋設(shè)在孔洞上。當(dāng)浮筒空腔中空氣的壓強(qiáng)大于封口裝置的重力時(shí)，封口裝置被頂起，浮筒空腔中的空氣被排出，使浮筒下沉一定高度，則降低了浮筒的重心；當(dāng)浮筒空腔中的空氣被排出后，封口裝置回落蓋設(shè)在孔洞上。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，計(jì)算封口裝置的重量，防止浮筒被大風(fēng)浪打翻，保持整個(gè)波光發(fā)電裝置單元能穩(wěn)定工作。
[0009]進(jìn)一步改進(jìn)，所述孔洞為圓形孔洞，封口裝置為球形，且球形半徑大于圓形孔洞的半徑，球形封口裝置易與圓形孔洞形成良好的密封效果。
[0010]進(jìn)一步改進(jìn)，因?yàn)楹Ｃ嫔系牟ɡ瞬皇峭耆珮?biāo)準(zhǔn)的上下運(yùn)動，隨著海風(fēng)波浪可能會左后晃動，為了把波浪中左后晃動的能量也轉(zhuǎn)化成電能，所述機(jī)架包括水平板和設(shè)置在水平板上的第一安裝架、第二安裝架和連接柱，所述第一安裝架水平轉(zhuǎn)動設(shè)置在連接柱上，且第一安裝架靠近第二安裝架的一端設(shè)置有第二凸輪;所述第一液壓油缸豎直設(shè)置在第一安裝架上，第一凸輪通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動設(shè)置在第一安裝架的下端;所述第二安裝架上水平固設(shè)有第二液壓油缸，第二液壓油缸的柱塞末端與第二凸輪的接觸，通過第二凸輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動第二液壓油缸的柱塞前后運(yùn)動;所述第二液壓油缸的出油管通過第四單向閥與儲油罐中連通，回油罐的出油孔通過第五單向閥與第二液壓油缸的進(jìn)油孔連通。當(dāng)波浪左右晃動時(shí)，第一安裝架繞連接柱水平轉(zhuǎn)動，第二凸輪轉(zhuǎn)動驅(qū)動第二液壓油缸的柱塞前后運(yùn)動，當(dāng)?shù)诙簤河透椎闹蚯斑\(yùn)動時(shí)，第二液壓油缸中的油通過出油管經(jīng)第四單向閥壓入儲油罐中，且壓力超過調(diào)節(jié)閥的設(shè)定值時(shí)油進(jìn)入液壓馬達(dá)中，高壓油的作用使液壓馬達(dá)的輸出軸轉(zhuǎn)動，從而帶動液壓發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不規(guī)則電流，液壓馬達(dá)中的油經(jīng)過第二單向閥流進(jìn)回油罐;當(dāng)?shù)诙簤河透椎闹蛳逻\(yùn)動時(shí)，第二液壓油缸中呈真空狀，則回油罐中的油通過第五單向閥被吸入第二液壓油缸中。通過設(shè)置第二液壓油缸提高了波浪能的轉(zhuǎn)化效率。
[0011]進(jìn)一步改進(jìn)，所述浮筒的水平截面為圓形，且浮筒上下兩端大、中間小，呈狹腰形，圓筒形的浮筒降低了波浪與浮筒碰撞時(shí)的能耗，浮筒的下端開口大則利于吸收波浪能，進(jìn)一步提高波浪能的吸收、轉(zhuǎn)化效率。
[0012]進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)架、浮筒為碳纖維材質(zhì)制成，降低了整個(gè)裝置的重量，保證整個(gè)裝置漂浮在水面上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明所述的波光發(fā)電裝置單元，通過設(shè)置浮筒、液壓油缸、太陽能電池板，則同時(shí)能吸收并轉(zhuǎn)化波浪能和太陽能這兩種可再生能源，且轉(zhuǎn)化效率高、裝置的利用率高。
[0014]2、通過在蓋板上設(shè)置有與浮筒的空腔連通的孔洞，當(dāng)浮筒空腔中空氣的壓強(qiáng)大于封口裝置的重力時(shí)，封口裝置被頂起，浮筒空腔中的空氣被排出，使浮筒下沉一定高度，則降低了浮筒的重心，防止浮筒被大風(fēng)浪打翻，保持整個(gè)波光發(fā)電裝置單元能穩(wěn)定工作。
[0015]3、通過設(shè)置第二液壓油缸，則可以吸收并轉(zhuǎn)化波浪的左右晃動的能量，提高了波浪能的轉(zhuǎn)化效率。
[0016]4、機(jī)架、浮筒為碳纖維材質(zhì)制成，降低了整個(gè)裝置的重量，保證整個(gè)裝置漂浮在水面上。
[0017]5、通過將浮筒的水平截面設(shè)計(jì)為圓形，浮筒上下兩端大、中間小，圓筒形的浮筒降低了波浪與浮筒碰撞時(shí)的能耗，浮筒的下端開口大則利于吸收波浪能，進(jìn)一步提高波浪能的吸收、轉(zhuǎn)化效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所述波光發(fā)電裝置單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1的正視圖。
[0020]圖3為浮筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的和技術(shù)方案更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0022]本發(fā)明所述的一種波光發(fā)電裝置單元包括機(jī)架1、水平板11、第一安裝架12、第二凸輪121、第二安裝架13、連接柱14、液壓發(fā)電機(jī)3、液壓馬達(dá)2、蓄電池4、浮筒5、連接桿51、第一凸輪52、封口裝置53、太陽能電池板6、第一液壓油缸7、第二液壓油缸15、儲油罐8、回油罐9和控制裝置10等技術(shù)特征。
[0023]如圖1-3所示，一種波光發(fā)電裝置單元，包括機(jī)架、液壓發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、蓄電池、浮筒、第一液壓油缸、第二液壓油缸、儲油罐、回油罐和控制裝置;所述液壓發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、蓄電池、第一