[发明专利]一种波浪能量转换系统以及由波浪能量产生电力的方法

说明书

一种波浪能量转换系统。该系统具有浮子(101)和具有通过轴附接件旋转地附接到浮子(101)的鼓壳体的发电鼓(102)。轴附接件允许鼓壳体和浮子(101)相对于彼此至少部分地旋转运动。鼓壳体保持带有缆线(104)的缆线卷筒，该缆线具有第二端部和连接到缆线卷筒的第一端部，其中缆线卷筒是与鼓壳体成一体的部分或被连接到鼓壳体，以与鼓壳体一起旋转。发电鼓(102)可以包括发电机，该发电机被设置在鼓壳体内，用于响应于鼓壳体的旋转运动而旋转或转动。通过使缆线的第二端部附接到浸没结构(106)或附接到海床，浮子(101)可以定位在海中。当浮子(101)定位在海中时，浮子可以通过波浪移动，该移动可以引起鼓壳体的旋转运动，其中电力由发电机产生。

技术领域

本公开涉及一种波浪能量转换系统和用于从波浪作用产生电力的方法。

背景技术

US 7,444,810公开了一种呈杆操作的枢转浮子形式的波浪能量转换系统，该波浪能量转换系统将波浪的上升和下降转变成不同形式的能量。该系统包括可枢转地附接到杆臂的第一端的浮子，其中浮子位于海上的第一水平位置且杆臂处于第一位置，其中杆臂的第二端向上定向成向上超出海洋面，并且其中，浮子和杆臂两者都可以变换到竖向位置以及被浸没在海洋中。该系统包括弹簧部件，该弹簧部件使杆臂返回到其第一位置。浮子具有允许杆臂的第二端通过的中心开口，并且杆臂的第二端被用固定长度的缆线附接到海床，其中枢转的浮子和杆臂可以改变定向至浸没的稳定目标。该系统还包括在浮子中的发电机，该发电机由杆臂的使旋转轴转动的枢转运动供能，由此通过波浪的上升和下降产生电力。

US 2008/0272600公开了在US 7,444,810中公开的系统的进一步改进。对于在US2008/0272600中公开的系统，杆臂由杆臂舱或壳体代替，其中发电机与杆臂舱设置在一起，并且其中在杆臂舱中还设置有扭转弹簧系统，用于在浮子的由于波浪的上升和下降而引起的运动期间使杆臂舱返回到其开始位置。

对于在US 7,444,810和US 2008/0272600中公开的系统，杆臂的第二端部被用固定长度的缆线附接到海床，并且浮子在海中的位置将随着变化的潮汐而改变，由此浮子将或多或少地浸没在海中，降低了浮子的整体能量转换效率。

US 2011/0018275公开了一种包括浮标和传输单元的波浪能转换器。浮标在其底部侧具有突出支柱，该支柱构成框架，并且驱动轴在其两端处轴颈支承在支柱上。缠绕锚鼓安装成绕驱动轴旋转，并且锚线缠绕在缠绕锚鼓周围，其中锚线的外部端附接到海床上的地基。在波浪的移动期间，浮标与底部地基之间的距离改变。由于锚鼓与锚线的耦接，当水表面上升时，锚鼓在第一方向上转动，并且然后被锁定到驱动轴，该驱动轴由此通过锚鼓旋转。当在浮标处的水表面下降时，该驱动轴被锁定，通过轴支柱中的反向机构沿相反方向向后旋转该驱动轴。驱动轴又连接到发电机。在一个实施方式中，驱动轴和发电机之间的耦接可以包括机械齿轮，该机械齿轮例如具有固定的齿关系或固定的齿轮比，并且该机械齿轮使发电机的转速加快。为了能够在第二相反方向上向后转动锚鼓，并且当在浮标处的水位下降时保持锚线处于张紧状态，需要某种类型的返回进给机构，并且在一个实施方式中，该返回进给机构是螺旋弹簧。螺旋弹簧的内端固定地安装在其中一个支柱上，螺旋弹簧的外端安装到齿轮的壳体，齿轮与驱动轴一起旋转，驱动轴又与锚鼓一起旋转。

US 2007/0089409公开了一种使用海浪的能量产生系统。该系统包括具有移动壳体的单元，该移动壳体相对于水平静态轴以旋转方式安装，其中水平轴安装到一结构。连接缆线围绕移动壳体缠绕，其中缆线的外部端连接到中间浮标，中间浮标通过压载链而连接到海床。该系统具有以螺旋弹簧形式的能量回收装置，其中弹簧的内部端连接到静态轴并且其中弹簧的外部端附接到移动壳体的内部。螺旋弹簧配备有一定的预张力，以确保压载链和连接缆线的张力，并且当单元作为整体随着海浪的移动而下降时，螺旋弹簧具有将缆线重新缠绕在壳体上的任务。