[发明专利]矩阵式海浪发电装置

说明书

技术领域：

本发明涉及发电装置，特别涉及利用海浪能发电的装置，具体是一种矩阵式海浪发电装置。

背景技术：

地球表面70％是海洋，利用海洋能源，是当今世界能源研究的重要方向。海洋中蕴藏着巨大的可再生能源——海浪能，但海浪能是可再生能源中最不稳定的能源，不能定期产生，能量强但速度慢、周期变化。

目前已经研究开发比较成熟的海浪发电装置基本上有三种类形。一是振荡水拄型，用一个容积固定的、与海水相通的容器装置，通过海浪产生的水面位置变化引起容器内的空气容积发生变化，压缩容器内的空气(中间介质)，用压缩空气驱动叶轮，带动发电装置发电；中科院广州能源研究所在广东汕尾建成的100KW波浪发电站(固定岸式)，日本海明发电船(浮式)以及航标灯式波力装置都是属于这种类型。二是机械型，利用波浪的运动推动装置的活动部分一-鸭体、筏体、浮子等，活动部分压缩(驱动)油、水等中间介质，通过中间介质推动转换发电装置发电。三是水流型，利用收缩水道将波浪引入高位水库形成水位差(水头)，利用水头直接驱动水轮发电机组发电。这三种类型各有优缺点，但有一个共同的问题是海浪能转换成电能的中间环节多、效率低、电力输出波动性大、对恶劣的海域环境适应性差、造价高、实施难度大，这也是影响波浪发电大规模开发利用的主要原因之一。如何广适、高效地把分散的、低密度的、不稳定的海浪能吸收起来，集中、经济、高效地转化为有用的电能，装置及其构筑物能承受灾害性海洋气候的破坏，实现安全运行，是当今海浪能开发的难题和方向。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种矩阵式海浪发电装置，所述的这种矩阵式海浪发电装置要解决现有技术中海浪发电装置中间环节多、转换效率低以及对海域适应性差的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：其中，该海浪发电装置由海浪发电单元构成，所述海浪发电单元包括一个浮体，以及设于该浮体上的传动轴、棘轮、拉盘、增速变速器、发电机和拉盘反转驱动装置，传动轴通过轴承设于该浮体上，该传动轴通过增速变速器与发电机主轴相连接，两个棘轮成对并排地、固定设于传动轴上，该两个棘轮的棘齿呈相同方向设于传动轴上，棘轮外侧套设有拉盘，拉盘上设有棘爪与其内侧的棘轮上的棘齿相配合，在拉盘上还卷绕设有拉绳，每一个拉盘上拉绳的卷绕方向与其对应的棘轮上棘齿的倾斜方向相反，与每一个拉盘相对应设有拉盘反转驱动装置，拉盘反转驱动装置给拉盘施加力矩的方向与该拉盘对应的棘轮棘齿倾斜方向相同，海浪发电单元的拉绳的引出端通过设于浮体上的托辊导向，每一个海浪发电单元具有两根沿传动轴轴向的拉绳引出端和两根垂直于传动轴方向的拉绳引出端，同一行相邻的海浪发电单元中垂直于传动轴方向的拉绳引出端相连接，同一列相邻的海浪发电单元中沿传动轴轴向的拉绳引出端相连接，处于矩阵边沿行的海浪发电单元中沿传动轴轴向的一根拉绳引出端与锚点相连接，处于矩阵边沿列的海浪发电单元中垂直于传动轴轴向的一根拉绳引出端与锚点相连接。

该矩阵式海浪发电装置由至少四个海浪发电单元相连接构成，相邻的两个海浪发电单元之间设有距离。

所述托辊是由四个凹面托辊构成，该四个凹面托辊的托辊面围成一个圆形孔，拉绳穿过该圆孔。

所述拉盘反转驱动装置包括拉盘反转驱动电机、拉绳传感器和控制器，与每一个拉盘对应设有该拉盘反转驱动电机和拉绳传感器，拉盘反转驱动电机设于浮体上，拉盘反转驱动电机输出轴通过离合器和传动装置与其对应的拉盘相连接，该拉盘反转驱动电机和离合器的控制端以及拉绳传感器与控制器信号输出端相连接。

所述拉绳传感器是压力传感器，该压力传感器设于每一个凹面托辊的托辊轴上。

该传动装置是一对相啮合的齿轮副，该齿轮副的一个齿轮与离合器输出轴相连接，另一个齿轮与拉盘同轴固定连接。

成对的两个棘轮外侧套设的拉盘上的拉绳的引出端分别位于传动轴的两侧。

所述传动轴上还固定设有一个储能飞轮。

所述储能飞轮两侧的传动轴上各设有一对棘轮、拉盘，并在拉盘上卷绕有拉绳，储能飞轮两侧的棘轮的棘齿倾斜方向相同。