[发明专利]一种波浪发电系统及其工作方法

说明书

本发明提供一种波浪发电系统及其工作方法，包括构建于水底的龙门基坝，龙门基坝中部为通水龙门，上方为横梁；通水龙门内设有上下两根基础转轴；所述的两根基础转轴通过双向传动机构耦合至弹性蓄能机构，弹性蓄能机构再通过单向传动机构输出至发电机驱动轴；各基础转轴上分别绕卷有缆绳，各缆绳共同横向牵引一个没入水中的竖直框架；竖直框架的上方具有浮筏，浮筏与竖直框架形成T形结构；竖直框架内具有可在框架平面内上下升降的升降帆板，升降帆板受帆板驱动机构驱动，使升降帆板可下降到完全覆盖框架所在平面，或完全上升到框架上方，使框架正面完全敞通。该波浪发电系统可以高效地将连续波浪的动能转换为电能，并且建造成本较低。

技术领域

本发明涉及水力发电领域，特别地，是一种波浪发电系统及其工作方法。

背景技术

由于波浪能源是一种用之不尽的天然能源，因此受到人们的广泛关注，并且已建成了较多种类的成熟发电系统；然而，目前的波浪发电系统主要包括两大类，第一类采用面向波浪的水轮机系统，对波浪能量进行正面收集；第二类采用水面浮台系统，获取波浪的上升动能；该两类发电系统存在的不足之处在于：对于第一类水轮机系统，要获得大面积的波浪动能，必须大面积制造水轮机，其工程规模和成本十分巨大，并且，对于单部水轮机，其叶片的实际面积亦十分有限，能量利用率并不高；对于第二类浮台系统，仅仅利用了波浪的上升动能，对于波浪的横向推进动能，几乎利用不到，这导致能量利用率亦十分低下；因此，尽可能地提高波浪发电的能量利用率，是该领域内需要不懈努力的方向。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种波浪发电系统，该波浪发电系统可以高效地将连续波浪的动能转换为电能，并且建造成本较低。

本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该波浪发电系统包括构建于水底的龙门基坝，所述龙门基坝中部为可让水体顺利流过的通水龙门，所述通水龙门上方为横梁；所述通水龙门内设有上下两根相互平行的基础转轴，且该两根转轴水平设置，并正交于通水龙门的法向；所述的两根基础转轴通过双向传动机构耦合至弹性蓄能机构，所述弹性蓄能机构再通过单向传动机构输出至发电机驱动轴；各所述基础转轴上分别绕卷有缆绳，各所述缆绳共同横向牵引一个没入水中的竖直框架；所述竖直框架的上方具有一个漂浮于水面的浮筏，所述浮筏与竖直框架形成T形结构；所述竖直框架内具有可在框架平面内上下升降的升降帆板，所述升降帆板受帆板驱动机构驱动，使所述升降帆板可下降到完全覆盖所述框架所在平面，或完全上升到所述框架上方，使框架正面完全敞通。

作为优选，所述基础转轴或双向传动机构上具有刹车机构；所述刹车机构在所述升降帆板连续上升的过程中，锁定所述基础转轴；并在其余时间保持松开。

作为优选，所述龙门基坝构建于近滩水域内，所述浮筏和框架处于龙门基坝和岸滩之间；以利于降低龙门基坝的构建难度，并节约建造成本。

作为优选，所述的两根基础转轴上分别设有一个基础齿轮，所述的两根基础转轴上的基础齿轮完全相同，并相互啮合；所述两根基础转轴上的缆绳的绕卷时针方向相反；其中一根基础转轴通过所述双向传动机构耦合至所述弹性蓄能机构；这不仅使所述双向传动机构与所述的两根基础转轴之间只需要一个耦合部分，使结构精简；更使得所述的两根基础转轴可以完全同步旋转，从而使牵引所述竖直框架的各缆绳的受力和位移状况完全一致，使整体结构稳定可靠。

作为优选，所述缆绳共有4根，各所述基础转轴上各绕置有两根；该4根缆绳连接在所述竖直框架上的4个固定点上，该4个固定点的连线形成一个与所述竖直框架具有相同中心的矩形；从而使波浪在冲击竖直框架的过程中，缆绳可以对框架形成稳定地牵拉，使竖直框架总是保持稳定的竖直状态。

作为优选，所述双向传动机构为齿轮传动机构、链传动机构、带传动机构中的一种或多种的组合；所述单向传动机构具有如下特点：所述弹性蓄能机构带动该单向传动机构正转时，该单向传动机构驱动所述发电机驱动轴转动，而所述弹性蓄能机构带动该单向传动机构反转时，该单向传动机构与所述发电机驱动轴之间无力矩传递；该单向传动机构可由棘轮棘爪机构或自行车飞轮机构形成。