[发明专利]漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用太阳能和波浪复合式发电，尤其是一种利用波浪和装置产生共振激励钟摆摆动的漂浮式太阳能波浪复合发电装置。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，能源需求及能源紧缺已成为共同关注的课题，由于被人们广泛使用的煤炭、石油、天然气、水能、木材等常规传统能源随着消耗而日益减少，人们急需新的能源来替代这些常规能源。而海洋中蕴藏着十分丰富的能源，这些能源主要包括波浪能、潮汐能、盐浓度、温度差等。其中波浪能是海洋中取之不尽、用之不竭的一种可再生能源，而且波浪能具有可再生、储量大、分布广等特点，因此波浪发电一直倍受人们重视和关注。一般的波浪发电装置都是固定式的。现有的波浪发电装置存在以下缺陷：第一，在远海的地方，固定机架需要较高的成本并且机架的稳定性会随着时间的推移而降低；第二，现有的波浪发电装置大多是利用波浪能直接推动与发电主轴连接的部件，由于波浪长时间无间歇的冲击，该部件在波浪中容易腐蚀；第三，在推动的过程中，波浪和该部件的直接接触使得该部件的运动“拖泥带水”，能量损失较大。第四，没有对波浪发电装置放置区域的太阳能进行利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有波浪发电装置存在的上述缺陷，提出了一种漂浮式太阳能钟摆波浪复合发电装置，其结构简单，使用方便，使用寿命长，波浪和装置在接近共振时钟摆摆动加强，获能发电效率高，同时利用安装在装置内的太阳能光伏板将照射在浮体上的太阳能转换为电能，提高了发电效率。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种漂浮式太阳能共振钟摆复合式波浪发电装置，包括外壳、获能装置、太阳能光伏板以及发电机，其中，所述外壳包括上壳体和下壳体，太阳能光伏板设置在在上壳体的内表面，获能装置装置包括摆动转动转换机构、支撑板和摆子，上壳体固定于支撑板的上表面，下壳体固定于支撑板的下表面，摆动转动转换机构和发电机设置在上壳体与支撑板的上表面形成的封闭空间内，发电机固定在支撑板上，摆子和配重块设置在下壳体与支撑板的下表面形成的封闭空间内，配重块设置在下壳体的底部；

摆动转动转换机构包括齿轮传动机构、转动轴和转动块，齿轮传动机构包括齿轮、惰轮和齿圈，齿圈的内圈与惰轮相啮合，惰轮和齿轮相啮合，齿轮套在转动轴上，同时齿轮与转动轴之间设有单向轴承II，转动块与齿圈固定连接，转动块套在转动轴上，转动块和转动轴之间设有单向轴承I，转动块的底端通过连接板与摆子固定连接，转动轴与发电机连接。

本发明中，所述发电机及太阳能光伏板皆是直流发电机。

所述摆子是具有一定重量的质量块，且摆子质量可变，可以通过改变摆子的质量实现获能装置的固有频率和波浪的频率的接近，从而在波浪的激振下实现摆子的大幅度摆动，提高获能效率。

配重块是质量可改变的质量块组合，改变的标准是当摆子摆动和受到波浪作用时该装置能顺利复位。

该装置还包括降压稳压模块和蓄电池。降压稳压模块的输入端与发电机和太阳能发电的输出端连接，降压稳压模块的输出端与蓄电池连接。

所述摆子产生的往复摆动在摆动转动转换机构的作用下实现向单向转动的转变：在波浪冲击整体装置的时候，壳体发生摆动，内部的摆子不与波浪直接接触，而与壳体发生相对运动，当摆子顺时针摆动时，单向轴承I不旋转，从而带动转动轴顺时针旋转，此时转动轴和齿轮之间的单向轴承II处于转动状态，齿轮空挂在转动轴上，当摆子逆时针摆动时，单向轴承I旋转，摆子空挂在转动轴上，单向轴承II不旋转，摆子的摆动通过内齿圈和惰轮将运动传递到转动轴上，使得转动轴顺时针旋转，转动轴与发电机连接，实现单方向的转动，从而实现发电。

本发明的有益效果是：当该装置整体随着波浪的起伏摆动时，内部的摆子与整体产生相对运动，在摆动转动转换机构的作用下，实现往复摆动向单向运动的转换，最终带动发电机旋转，产生电能，与现有的波浪发电装置相比，

(1)该装置内部的摆子、摆动转动转换机构、发电机等部分不直接与波浪接触，通过上壳体和下壳体密封，始终处于干态环境中，延长了装置的工作寿命；

(2)下壳体的设置使该装置可以自动识别主波浪的方向，从而使装置可以自动转到工作位置，波浪和装置在接近共振时钟摆摆动加强，获能发电效率高，摆子摆动效率，从而提高了该装置的发电效率；

(3)该装置结构简单，无需安装其他辅助设备，放入指定海域即可发电，安装成本低；

(4)通过上壳体内表面的光伏板，实现太阳能和波浪的复合发电。

附图说明

图1是本发明的主视图；