[实用新型]分层越浪式波能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及波浪能发电技术领域，特别涉及一种能自主适应潮差的变化、提高发电效率的分层越浪式波能发电装置。

背景技术

目前大功率靠岸式波能电站仍以振荡水柱式为主，振荡水柱波能发电装置的水下活动部件少，装置可靠性高，但其能量转换效率过低，只能达到10%～15%，因此岸式装置的输出功率难以达到较高水平。而且岸式装置由于固定位置的限制，与深水区相比其波能利用率较低，同时还会受到岸线地形、潮差及海岸保护等多方面因素的制约。

以往研发的越浪型波能发电装置，对潮位变化适应性很差，这将严重影响对水位变化极为敏感的工作水头，导致装置有效工作时间短，整体工作效率与时均发电出力水平都处于比较低的水平。大多越浪型波能装置的发电水头保持主要依靠入射波越浪量超过装置额定出流量，该类蓄水方式对入射波条件要求较高。由于入射波的随机性与不规则性，导致上述水头保持模式仅在大浪条件下工作性能较好，因此在欧洲波浪能流密度较高的区域应用较多，但在我国波浪能周期短、波高小的情况下整体利用率较低。

申请号201010575362.5发明专利公开了一种越浪式波浪发电装置，其采用单层结构设计，对潮位变化适应性很差，对入射波条件要求较高，发电效率较低。而且其属于漂浮式波浪发电装置，一般安置于深水区，生存环境极端恶劣，极易发生破坏，环境适应性较低，安装布放与回收均较困难。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种对潮位变化适应性强，波能转换率高的分层越浪式波能发电装置。

本实用新型的技术方案是：一种分层越浪式波能发电装置，包括蓄能机构、自启闭机构、水力发电机构和工作平台；其中：

所述蓄能机构为分层式结构，包括上下两层半圆台型中空蓄水池，分别为上蓄水池和下蓄水池；上蓄水池顶部设有入水口A，上下蓄水池之间设有半环形空隙，为下蓄水池的入水口B，下蓄水池的底部设有出水口B；

所述自启闭机构，包括驱动电机、螺旋升降器、盖板、管道A和控制器；管道A两端分别固接盖板A和用于闭合出水口B的盖板B，盖板A上设有与管道A连通的出水口A，出水口A上设有盖板C，管道A位于上下蓄水池之间。所述螺旋升降器包括螺旋升降器A和螺旋升降器B,驱动电机通过联轴器分别与螺旋升降器A和螺旋升降器B连接，螺旋升降器A的升降杆A与盖板C连接，螺旋升降器B的升降杆B与盖板A连接，控制器与驱动电机电连接；

所述水力发电机构包括管道B、水轮机和发电机，管道B的上端连通出水口B，下端引入所述波能发电装置底部，管道B上端设有“Z”形弯道，下端设有“L”形弯道，“L”形弯道引入所述波能发电装置后侧，发电机安装于所述工作平台上，水轮机设于“L”形弯道的拐弯处，水轮机的轮轴与发电机的输入轴连接；

所述工作平台安装于所述蓄能机构的入水口A上方。

所述蓄能机构的上、下蓄水池外侧面坡道上设有由导浪板均匀分割成的多个楔形坡道。

所述楔形坡道坡度为2:3，适于波浪爬升与攀越。

所述导浪板为不规则四边形，优选不规则梯形。

所述上、下蓄水池内分别设有内验潮井，所述波能发电装置外侧设有外验潮井，内、外验潮井内均设有水位感应器，水位感应器与所述自启闭机构的控制器电连接。

所述自启闭机构的驱动电机、螺旋升降器A和螺旋升降器B的机头均安装于所述工作平台上，螺旋升降器A的升降杆A穿过工作平台与盖板C连接，螺旋升降器B的升降杆B穿过工作平台与盖板A连接。

所述螺旋升降器B207数量为2个，对称设置于联轴器的左右两侧。

所述水力发电机构还包括与所述发电机电连接的蓄电池组，所述蓄电池组位于所述工作平台上。

所述水轮机为轴流式水轮机。

本实用新型所述分层越浪式波能发电装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括底座和桩柱，底座固定于基岩上，桩柱均布在底座上，一端连接底座，另一端连接蓄能机构的下蓄水池底部。

所述工作平台通过支撑件与上蓄水池固定连接。工作平台外部设有用于保护工作平台上部件的保护罩。

所述蓄能机构，因其外侧为斜坡设计，可与防波堤及护岸工程相结合。可以设置于防坡堤的堤头灯塔处，一方面可以变防波堤的被动消能为越浪型装置的主动吸能，对防波堤而言可减轻海工建筑的波浪荷载，增加可靠性。此外，波能装置可直接为堤头处灯塔提供电力支持，实现真正的全天候绿色供电。