[发明专利]波浪能发电装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋波浪能发电领域，具体涉及一种波浪能发电装置及其方法。

背景技术

海洋能的种类包括：潮汐能、波浪能、温差能和海流能，较其他形式的海洋能，波浪能有很多优点，波浪能的功率密度大，分布广泛，作用时间连续；现阶段，波浪能发电系统主要包括浪能俘获装置、能量发电装置和波浪能发电装置，波浪首先经过波浪能俘获装置，然后经过能量发电装置，将波浪的低速、大作用力、往复与随机性的运动转化为与普通发电机相匹配的高速、连续性转动，再经过普通的发电机，最后输出电能。

现有波浪能发电系统中存在的主要问题是：由于传统发电机与波浪特性不匹配，波浪能发电系统中要有中间能量转化系统来增速，但是中间转换系统的能量转换效率低，运行稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波浪能发电装置及其方法，该波浪能发电装置及其方法没有中间转换环节，系统简单，安全可靠，维护成本低，克服传统发电机与波浪特性的不匹配以及中间转换系统效率低、运行稳定性差的问题，提高了整个波浪能发电装置的效率。

其技术方案如下：

波浪能发电装置，包括摆动装置、传动装置和发电装置，摆动装置通过传动装置与发电装置连接，传动装置包括传动杆和活塞，传动杆通过活塞与发电装置连接；发电装置包括发电通道、磁体和电极板，活塞在发电通道的内壁活动，并与发电通道的内壁配合，发电通道与活塞之间形成密封腔，密封腔内置有金属流体，该金属流体具有磁性，磁体置于发电通道中部的外侧，并与金属流体形成磁性配合；电极板分为第一电极板和第二电极板，第一电极板与第二电极板相对置于发电通道的侧壁，且位于磁体之间，与磁体垂直。

摆动装置具有冲击面、缓冲面、后置面、第一端面和第二端面；冲击面位于缓冲面的下方，冲击面的前端往缓冲面的前端逐渐靠近，在冲击面与缓冲面连接处形成尖端，该尖端为冲击部；后置面呈圆弧形并以摆动装置的主轴为轴心，后置面分别与缓冲面和冲击面连接，形成第一端面和第二端面。

冲击面呈弧形面，该冲击面的曲率由缓冲面至后置面的方向逐渐减小。

第一端面和第二端面分别具有第一摇摆杆和第二摇摆杆，第一摇摆杆和第二摇摆杆靠近端面与后置面连接的边缘，并沿主轴相对设置；摇摆杆与传动杆之间通过铰链连接。

发电通道呈直角U型，两端具有大小相等的端口，端口呈矩形，端口的内径与活塞的外径配合，两个端口之间通过颈部连接。

发电通道具有第一电极板和第二电极板的区域为发电区，发电通道两个端口的截面积比发电区的截面积大，发电通道两个端口的截面积为发电区截面积的3至4倍。

传动装置和发电装置的外部具有保护外壳，保护外壳具有通气管，通气管的顶部具有气孔，保护外壳内部的气腔通过气孔与外部空气相通；气孔高于缓冲面，通气管呈圆筒形，位于发电通道颈部的上方并靠近后置面。

保护外壳具有传动孔，传动杆通过传动孔与活塞连接，传动杆与传动孔之间具有密封圈，传动杆与密封圈形成弹性配合；传动杆的尾端具有扣孔，活塞顶部具有环扣，环扣穿过扣孔并固定在活塞顶部。

波浪能发电装置还包括冷却设备，冷却设备位于发电通道的颈部。

波浪能发电方法，通过摆动装置俘获波浪能，传动装置将摆动装置的摆动转换成机械能，通过传动杆和活塞将机械能传至发电装置，活塞在发电通道的内壁运动，使密封腔内的金属流体进行往复运动，当金属流体经过磁体产生的磁场时产生感应电流。

下面对本发明的优点或原理进行说明：

1、该波浪能发电装置及其方法直接从摆动装置获取波浪能，利用传动杆和活塞将波浪能转换成机械能，机械能驱动装换装置中金属流体的运动，金属流体通过设有磁体的区域时，会产生感应电流，该感应电流通过电极板输出，该波浪能发电装置的运动特性与波浪的运动特性相吻合，提高了整个波浪能发电装置的效率，不需要中间转换环节来增速，系统简单，安全可靠，维护成本低，克服传统发电机与波浪特性的不匹配以及中间转换系统效率低、运行稳定性差的问题。

2、当波浪经过冲击部时，尖端形状的冲击部不会大量分散波浪的冲击力，使摆动装置可迅速将波浪能传递至主轴，摆动装置的后置面呈圆弧形，避免冲击部吸收的波浪能在传递给后方，因此该波浪能发电装置的一级转换效率高。

3、在冲击部上的冲击面比较弯曲，曲率比较大，受到波浪冲击的时候，能迅速将波浪能传递至主轴；与后置面连接的冲击面曲率较小较为平缓，使冲击面与圆弧形后置面连接的更好。