[发明专利]一种导柱式配重收绳浮体绳轮波浪发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种波浪能发电系统，具体是一种导柱式配重收绳浮体绳轮波浪发电系统。

背景技术

随着世界经济的高速发展，各国对能源的需求日趋增加。然而，常规化石能源不断减少，所引起的环境污染问题越发严重，这使得开发可再生清洁新能源迫在眉睫。波浪能是以动能形态出现的海洋能之一，利用海洋波浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染。由此，开发波浪能发电技术，能够缓解世界范围内能源紧张形势、改善地球环境、减少能源污染。

中国专利200810083910.5公布了一种浮体绳轮波浪能发电系统，该系统利用柔性绳索拉动绳轮转动，然后经棘轮、液压系统实现能量的汇集和传递，最后经发电机实现发电，在波浪回落阶段，发电系统利用蜗簧带动绳轮反转，以此将绳索收回。该系统抗风浪能力强，能量转换效率高，造价低，不依赖任何岸基设备。在中国专利200910160518.0涉及的浮体基绳轮海浪发电系统中，提供了如收绳装置收绳、泵自主收绳、传感器收绳等多种类型的收绳方式来将拉伸开的绳索重新收卷到绳轮上。上述收绳方式存在的问题是对绳索的拉力较小，当海流横向冲击浸在水中的绳索时，上述收绳方式无法保证绳索被拉直，在发电过程中，必须首先依靠浮体上升来拉直绳索再进行发电，这使得在小波浪海况下，系统发电效率严重降低。此外，在波浪回落阶段，上述收绳方式无法带动发电机轴反向转动进行发电。中国专利201310363311.X提出了一种水平竖直综合利用浮体绳轮波浪发电系统，该系统能够充分利用波浪在横向和纵向的能量，具有较高的能量捕获效率，但依然没有解决小波浪海况下发电效率低、无法双程发电的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述浮体绳轮型波浪能发电系统发电效率有待提高、仅能单程发电的问题，提供一种结构紧凑，能量捕获效率高，平均发电功率大，成本低，可双程发电的导柱式配重收绳浮体绳轮波浪能发电系统。

本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种导柱式配重收绳浮体绳轮波浪发电系统，其包括有浮体、发电机、绳轮、导绳器、绳索、潜标、导柱、配重，所述发电机和绳轮安装在浮体内上部，所述发电机为两台可双程发电的低速永磁交流发电机，所述绳轮包括主绳轮和位于主绳轮两侧的副绳轮；所述绳索包括主绳索、副绳索，所述主绳索上端缠绕在主绳轮上，下端经导绳器后与潜标固连；所述副绳索为两根，对称设置在主绳索两侧，副绳索一端缠绕在副绳轮上，另一端绕过浮体上部的滑轮后向下依次穿过导绳器、潜标通孔后与配重固连；所述潜标位于导柱上部，所述导柱从配重中间方孔内穿过后，下端与海底的基石固连，所述配重可沿导柱轴向运动。

本发明所述发电机的转轴直接与绳轮轴固连，所述主绳索和副绳索在主绳轮、副绳轮上的缠绕方向相反。这样，在绳轮正、反转过程中，均能带动发电机发电。

本发明所述主绳轮和副绳轮的外径比例为3：1。这样，配重行程为浮体升降高度的4/3倍。为防止主绳索携带的海水腐蚀发电机，本发明将主绳轮安置于密封腔内。

本发明所述导绳器由方筒状支撑体和四套支撑轴、尼龙转筒构成，支撑轴穿过尼龙转筒的通孔，其中两套平行固定在方筒状支撑体上部，另外两套固定在方筒状支撑体下部，并与上部的两套成90度角。当绳索从四套支撑轴、尼龙转筒间穿过后，尼龙转筒可随绳索移动而转动，从而起到导向、防止绳索磨损的作用。

本发明所述配重由上端盖、中间体、下端盖、拉环、转轴、尼龙块和固定块构成，上端盖和下端盖分别固定在中间体两端，上端盖、中间体、下端盖中设有供方形导柱穿过的方孔，且上端盖、下端盖的方孔的各壁面与中间体的方孔壁面对齐；两个用于连接副绳索的拉环安装在上端盖上；上端盖和下端盖内部均布有四套转轴和尼龙块，转轴穿过尼龙块中心孔后放置于端盖面部的凹槽内，并用固定块夹固。这样，当导柱穿过配重的方形孔后，尼龙块可与导柱的各壁面接触，并随配重移动而转动，从而避免了导柱与配重碰撞。在配重沿导柱轴向运动时，为了减小海水阻力，上下端盖外形设计为锥状。