[发明专利]环保长寿命可矩阵组合式波浪发电机组

说明书

 

技术领域

本发明具体涉及一种环保长寿命可矩阵组合式波浪发电机组。

背景技术

    能源是经济和社会发展的主要物质基础，而化石能源消耗会带来温室效应，波浪作为清洁能源应受到开发和利用。现有的波浪发电装置包括如下：

⑴ 筏式波力发电装置：是由英国人 Cockerell 在 1971 年研制,将浮在水面上三节筏用铰联结,浮筏随着波浪起伏一起运动,筏块间的夹角不断改变,推动筏上的双向油压活塞和发电机进行发电。后来他的设计改为二节筏形式,前面一节分为二部分,筏的宽度 25 米，后一部分的筏的宽度为 50 米，他们之间相互绞接,发电装置利用双向作用的振动叶轮来控制活阀,把海水抽到后筏的水池，通过轴流泵压至筏下面海水中，由涡轮带动发电机发电。据计算，波动笩式波力发电装子的效率可达 50%。

⑵点头鸭式波力发电装置：点头鸭式波力发电装置因外形而得名，当波浪从左边冲过来时，右边没有波浪冲击力，鸭体会失去平衡，产生摆动。前面已经介绍过，波浪是表层海水指点的圆周运动，表面的海水分子的运动直径和波高相同，但随着水深增加，水质点运动直径迅速减小。当波浪冲击鸭体时，表层海水给予鸭体的冲击力大，深层海水给予鸭体的冲击力小，这就是鸭体抬头。波峰过去后，鸭体点头。如此循环不已。

⑶ 振荡水柱式波力发电装置：振荡水柱式波力发电装置1965年首先由日本的Masuda发明，1974年进行大比尺试验，用于航标灯。1976年英国工业部国家工程实验室(NEL)也研究了这种装置。其结构是将底部开口的容器罩于海面上，上有四个阀门，容器半潜水、半封闭，当波峰来临时，此时左下角的阀门开启，气室内形成压差（左边高于右边），推动涡轮发电机工作，同时推开右上角阀门；当波谷来临的时候，此时容器内空气膨胀，气体压力减小，左下角和右上角的阀门关闭，右下角和左上角的阀门开启，气室内又形成相同方向的压差(左边高于右边)，推动涡轮发电机工作。

⑷ 整流器式波力发电装置:结构为闸式，利用透空沉箱随波动所形成的水头，带动水轮机发电，在沉箱隔仓内装单向振动阀，在波峰时将水压进沉箱，在波谷时将水通过水轮机排出，据称沉箱宽必须大于1/4波长，水深以30米为宜，为防泥沙侵入沉箱，用1:3斜坡通向入口，采用球状涡轮。

 

⑸ 振荡圆柱式波力发电装置：由英国西部Bristol大学的Evans在1978年发明，这种装置是利用浮动在上层水体的水平圆柱随波运动，然后绕着主轴旋转，并由缆绳绕过水底的定滑轮，再转向水面，带动叶片弹簧与阻尼器，连续的以波浪频率来产生共振运动，将流体推动涡轮发电机来进行发电的。麦考盘父子有限公司曾对这个海浪装置进行过研究，采用活塞体功率输出装置(高压液压装置)，将海水泵入水塔用水轮机发电,装置的限制冲程为4米。但是这种装置的缺点是在小波高时效率高，而淹没的深度大时，装置的效率就会变低；并且活塞吸能器在海底固定方面的技术比较困难。

⑹ 气袋式波力发电装置：由英国Lancater大学研制，在预应力钢筋混凝土框架内置气袋，由波动引起的气袋内气压变化，带动单向滑阀启闭，将气流送至涡轮发电机发电。

(7) 蚌式波力发电装置：利用与海底铰接的带有蚌壳式叶板的结构来实现发电功能的。发电过程中由海浪推动蚌壳式叶板后的柔性气袋内的空气，被压缩的气体使气室内的涡轮旋转来带动发电机进行发电。在海浪的波谷时，气室内空气可返回到蚌壳式叶板后的柔性气袋。气袋可漂浮在海面上，并锚系在海底上，当遇到风暴时可以放气沉到海底或着拖走。蚌式波力发电装置采用Wells汽轮机，转子的转速可达4000~ 1 000 0 r/ min。这种波力发电装置曾在苏格兰尼斯湖试验成功过。多个这种装置可以排成圆环形，比直线形排列的结构更为合理。当海浪的波高为15厘米时也可发电20瓦。这种装置的电缆是由中间浮子提起的，与浮体连接较好。

（8）推摆式波力发电装置推摆式波力发电装置的工作原理为:摆动缸在一沉箱内做摆动运动。入射波从开口处进入开口腔，与反射波相遇，形成驻波。在节点处,波在水平方向上振动，全部表现为动能。潮汐能量转换器下部有一平板，悬挂在节点处，由波动力激励平板作摆动运动，带动活塞泵压缩油液,高压油液经过液压马达，带动液压马达旋转，液压马达的旋转运动带动发电机进行发电。在这个发电过程中波能首先转化为油液油压能，及油液的内能，然后转换液压马达的动能，最终在发电机的作用下由动能转化为电能。这种系统就是推摆式波力发电装置。