[发明专利]一种混合型波浪能发电装置

说明书

技术领域

本发明属于波浪能发电领域，涉及一种混合型波浪能发电装置，具体地说是一种能够吸收浮子多个自由度运动能量的混合型波浪能转换装置，同时包含其液压式能量输出系统。

背景技术

波浪能作为一种可再生绿色能源，具有广阔的应用前景。波浪能也是各种海洋能资源中储量最大、可开发量最大的能源之一。目前为止，波浪能的规模化、商业化利用还尚未成熟，大多还处于基础理论研究、实验室试验和样机试运行阶段，只有少数的波浪能装置投入实用并进行了并网试运行。对于波浪能发电来说，除了装置本身技术、可靠性和效率的问题，电能的海上输送成本也是最大的问题之一。在化石资源投资成本仍在可接受范围之内时，利用波浪能发电并大量并网几乎是不可能的。因此，目前阶段波浪能发电的应用多是在一些特殊的应用环境，如孤岛、海上生产生活平台、海上水面观测浮标、航标灯、海洋水下观测节点等。

为了实现对海洋水面和水下环境的长期、连续观测，浮标、海底观测网、水下传感器网络等都是常用的方法。而对于这些海洋观测手段，供电都是不得不考虑的问题。尤其对于深远海水下传感网络节点的供电，铺设长距离电缆成本昂贵，而蓄电池的工作时间有限，太阳能受天气海况影响，因此寻找一种可就地选取的可持续能源供给方案至关重要，如波浪能、温差能、盐差能等。针对这样的一种需求，本发明提出了一种松弛系泊的混合型波浪能转换装置，并提出了其液压式能量输出系统。本波浪能发电装置旨在为海上观测浮标、水下无线传感网络节点提供电能，以实现长期、连续的海洋物理、生化数据获取。

在波浪作用下浮子或水体会发生多个自由度的运动，根据对不同自由度运动能量的俘获，波浪能转换装置通常可以被分为升沉型(垂荡型)、摇摆型、纵荡型等三种，有的波浪能转换装置可以兼具以上三种中的两种或三种的特点，我们常称之为组合型或者混合型波浪能装换装置。混合型波浪能转换装置由于能够吸收多给自由度的能量，因此具有较高的俘获宽度比。波浪能转换装置将俘获的波浪能转化为机械能后往往并不能直接被发电机所利用，因为波浪的能量具有较大的脉动性，通常需要在发电机和波浪能转换装置之间设置能量输出系统来削峰填谷，稳定发电机的输入功率。通常的能量输出系统包括机械式、气动式、液压式和直驱式等，液压式抗冲击性好、低频性优良，被广泛使用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种混合型波浪能发电装置，该装置是一种采用液压式能量输出系统的混合型波浪能转换装置，用于为海上观测浮标、水下无线传感网络节点提供电能。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明的混合型波浪能发电装置，由波浪能转换装置和布置于波浪能转换装置内部的液压式能量输出系统组成；

所述的波浪能转换装置为松弛系泊的半潜式浮体，主要由锚、阻尼板、张力缆、浮子和鸭头摆组成；所述的液压式能量输出系统主要由升沉液压缸、摆动液压缸、整流阀组、高压蓄能器、液压马达、低压蓄能器、补油回路组成；所述的浮子上设有滑道滑块结构，滑块可在滑道内移动，摆动液压缸与滑块铰接，鸭头摆与摆动液压缸连接；通过滑道调节摆动液压缸与浮子的铰接点的位置，以实现鸭头摆水线面面积的改变；所述的张力缆通过由动滑轮及两个定滑轮构成的滑轮组系固于浮子本体，张力缆下端连接阻尼板，滑轮组中的动滑轮与升沉液压缸固定连接，阻尼板通过松弛系泊的方式由锚缆被锚固定在海域；所述的整流阀组是由四个单向阀组成的整流桥，整流阀组的两个输入输出接口分别与摆动液压缸无杆腔、升沉液压缸有杆腔连通，整流阀组输出端口接高压蓄能器后再连接液压马达入口，并联有安全阀，整流阀组输入端口接低压蓄能器后再连接液压马达出口，并联有补油回路用于给低压回路补油，液压马达与发电机相连。

上述技术方案中，所述的波浪能转换装置的阻尼板受负浮力，张力缆始终处于张紧状态，阻尼板依靠自重与附加惯性力为浮子的升沉运动提供参考面。

所述的滑道滑块结构包括滑道、嵌入滑道内的滑块、丝杆及电机，由电机驱动丝杆带动滑块在滑道内移动。