[实用新型]浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种储能系统和发电系统，尤其涉及利用波浪能的储能系统和发电系统。

背景技术

波浪能是指海水起伏形成的水的动能，是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。波浪起伏，分分秒秒永不平静，潮水每日涨落，周而复始，无穷无尽，所产生的能量取之不尽，用之不竭。波浪能是海洋能源中最丰富、最普遍、较难利用的资源之一，也是最清洁的可再生资源。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94％，是各种海洋能中的“首户”。椐有关资料估算。全世界沿海岸线可利用的波浪能潜力为106MW。我国陆地海岸线长达一万八千多公里、大小岛屿6960多个。根据海洋观测资料统计，沿海海域年平均波高在2.0M左右，波浪周期平均6s左右，波浪能的密度可达5～8kW/m。波浪能资源十分丰富，总量约有5亿千瓦，可开发利用的约1亿千瓦，具有广阔的开发利用前景。

目前已经研究开发比较成熟的波浪发电装置基本上有三种类形：

（1）振荡水拄型：

用一个容积固定的、与海水相通的容器装置，通过波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；

（2）机械型：

利用波浪的运动推动装置的活动部分——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。

（3）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。

（4）固定平台浮力－重力转化型

前三种类型各有优缺点，但有一个共同的问题是波浪能转换成电能的中间环节多，效率低，电力输出波动性大，这也是影响波浪发电大规模开发利用的主要原因之一。把分散的、低密度的、不稳定的波浪能吸收起来，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，是当今波浪能开发的难题和方向。

第四种方法的局限性在于必须建设海上固定平台，是一种永久性的建筑设施，投资大、周期长，不适应海上移动电站和中小型电站的建设和应用。

综观采用该第四种原理的各种实用新型和设计，基本有以下几种方式：

（1）浮体直接驱动气缸活塞把空气压入压力罐，从而将潮汐能量转变为压缩空气储存起来发电。由于大行程、大直径气缸受现有制造技术和制造成本的限制，该设计尚未见产业化应用（潮汐差为2～15米不等，通常为4～5米，而气缸行程大于2米、缸径大于0.4米的制造就非常困难，且价格高昂，不能适应产业化应用）；

（2）浮体直接驱动液压缸活塞把海水压至高位水库，从而将潮汐能量转变为高位水的势能储存起来发电。由于大行程、大直径液压缸受现有制造技术和制造成本的限制，且须进行高位水库施工，该设计也未见产业化应用。

（3）浮体驱动齿条、齿轮等机械机构运动，将潮汐能量实时转变为传动主轴的扭力，驱动增速箱发电。由于大行程齿轮齿条机械结构受现有制造技术和制造成本的限制，且该方案未设计能量储存机制，故该设计也未见产业化应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统，适合移动式波浪发电站建设，并可根据无人岛规模建设中小型波浪发电站，为开发无人岛、建设海岛哨所提供必要的电力和淡水资源。

本实用新型的基本构思为：利用浮体的浮力提升储能组件（重物），将波浪起伏的动能以重力势能的形式贮存于储能组件之中；通过控制重物的有序下降，达到不间断、连续释放能量发电的目的，以简洁的装置和高的效率实现波浪能量利用。实用新型提供的柔性导向机构，使横向浪涌和平台晃动对储能组件产生的水平冲击力转化为导向索的纵向张力，缓解了对导向系统的冲击载荷，使浮体储能组件在浮动平台上作垂直方向运动和正常运行成为可能。

一种浮动平台波浪能储能系统，其特征在于，包括浮动海面平台；在浮动海面平台上可转动地安装的主轴；以及系统单元。系统单元包括安装在主轴上的棘轮，与主轴之间能单向传递扭矩；绕在棘轮上的挠性件，可驱动棘轮；连接从棘轮第一侧延伸出来的挠性件并悬置的浮体储能组件；连接从棘轮第二侧延伸出来的挠性件并悬置的平衡组件，该第一侧和该第二侧为相对侧；以及柔性导向机构，包括柔性导索，在浮动海面平台上沿竖直方向延伸布置，能横向弹性弯曲，与浮体储能组件关联，以使浮体储能组件能沿该柔性导向机构的延伸方向滑动。