[发明专利]一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统

说明书

技术领域

本发明属于海浪发电领域，特别涉及一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统。

背景技术

在海洋能源中，海浪波动的巨大能源是其中重要的一部分。据估算，全世界沿海岸线连续耗散的波浪能功率达10⁶MW级别，但这些能量的应用比例却非常小。波浪能是最清洁的可再生资源，它的开发利用，将大大缓解由于矿物能源逐渐枯竭的危机，改善由于燃烧矿物能源对环境造成的破坏。海浪发电作为新能源发电的主要趋势之一，越来越被人们重视。

目前比较常用的海浪能转换装置一般包括空气型，液压型、齿轮增速型等，其原理都是利用旋转发电机将机械能转换成电能，但将机械能转换成电能必须需要二级能量转换环节，不仅提高了系统的整体成本和复杂性，还增加了能量损耗。

超导旋转电机通过超导线圈强大的载流能力，可产生较强的励磁磁场，可省去定子和动子的铁芯，使自身的体积和重量大幅较低，而且超导线圈作为感应线圈，其产生的感应电势的能力也远大于常规线圈，可大幅提高能量的转换效率。

但是，由于超导线圈必须需要制冷系统，在超导旋转电机上设计和维护制冷系统十分困难，很大程度地限制了超导旋转电机在海洋发电领域的应用和发展。

因此，需要一种应用超导线圈且制冷系统方便维护、能量转换效率高的海浪发电系统。

发明内容

为解决上述的技术问题，本发明提供一种应用超导线圈且制冷系统方便维护、能量转换效率高的直驱式海浪发电系统。

本发明采用的技术方案是：一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统，其包括一浮漂支架、一中轴结构、两海浪浮漂、励磁部和感应部，所述中轴结构通过复位装置与所述浮漂支架连接并设置在所述浮漂支架内，所述海浪浮漂分别设置在所述浮漂支架的两边；其中，

所述浮漂支架设置励磁部，所述中轴结构设置感应部；或者浮漂支架设置感应部，所述中轴结构设置励磁部；并且，在所述励磁部和所述感应部中至少一个设置有若干超导线圈以及相应的制冷系统；

所述海浪浮漂通过海浪作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述励磁部与所述感应部相对运动；并通过电磁感应产生电能。

根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置所述感应部，所述中轴结构设置励磁部，并且所述感应部和所述励磁部均设置有若干所述超导线圈，所述感应部和所述励磁部分别设置有相应的所述制冷系统；其中，

所述励磁部的所述超导线圈分别呈首尾闭合的状态；

所述感应部和所述励磁部所述制冷系统分别致冷其所述超导线圈，并使所述超导线圈达到超导工作温度；

所述感应部的所述超导线圈通过二元制电流引线接入外部电流使所述励磁部的所述超导线圈产生感应磁场；并在所述励磁部的超导线圈获得一定的磁场后切断所述感应部的所述超导线圈上的所述外部电流，所述励磁部的超导线圈的磁场在其超导工作温度下保持不变；

所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述感应部的所述超导线圈相对于所述励磁部的所述超导线圈运动，并通过电磁感应产生电能。

根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置励磁部，所述中轴结构设置感应部，并且所述感应部设置有若干所述超导线圈以及所述超导线圈的所述制冷系统，所述励磁部设置有若干永磁体；其中，

所述励磁部设置的若干永磁体按N/S极性交替排列；

所述制冷系统致冷所述超导线圈并使所述超导线圈达到超导工作温度；

所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述励磁部的所述永磁体相对于所述感应部的所述超导线圈运动，并通过电磁感应产生电能。

根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置感应部，所述中轴结构设置励磁部，并且所述感应部设置有若干铜线圈，所述励磁部设置有若干所述超导线圈以及所述超导线圈的所述制冷系统；其中，

所述制冷系统致冷所述超导线圈，并使所述超导线圈达到超导工作温度；

所述励磁部的所述超导线圈通过二元制电流引线接入外部电流而产生磁场；

所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述感应部的所述铜线圈相对于所述励磁部的所述超导线圈运动，并通过电磁感应产生电能。

根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置励磁部，所述中轴结构设置感应部，并且所述感应部设置有若干所述超导线圈以及所述超导线圈的所述制冷系统，所述励磁部设置有若干超导块材磁体以及所述超导块材磁体的制冷系统；其中，