[发明专利]能量站及能量站的部件

说明书

本发明涉及利用由于如波浪、潮汐或水流等引起的水运动的水下能量站。本发明还涉及到这种能量站的部件，即用于捕获波浪能量的水下翼(9、10、11)、用于将机械能转换为电能的设备(12)，以及用于传输电能的连接器(46)。在本发明的某些实施例中，由于水流导致翼(9、10、11)产生绕铰接轴线的力矩，并且具有独立的发电机或链接的铰链式发电机以及基于能量感应传输的能够水下附接的高功率电连接器(46)。

本申请是申请日为2013年1月16日、申请号为201380005578.X、名称为“能量站及能量站的部件”的中国发明专利申请(该申请对应的PCT国际申请的申请号是PCT/FI2013/050046)的分案申请。

技术领域

本发明涉及利用如波浪、潮汐或水流的水运动的水下能量站(energyplant，能量站)。本发明还涉及这种能量站的部件，即用于捕获水运动能量的水下翼、用于将机械能转换为电能的设备，以及用于传输电能的连接器。

背景技术

在文献WO2004/097212中披露了用于提供波浪能量站的现有技术解决方案。所述波浪能量站具有两个或多个生产单元并且水域(water basin)的水体适于致动生产单元或致动淹没在水域底部的生产单元部件。生产单元用于将水体的动能转化成其它形式的能量，如电能、机械能或中间介质的压力。

某些问题涉及现有技术的波浪能量站。由于流面侧面上增大的压力以及在另一侧上减小的压力(抽吸)，流面的任何轮廓产生力。抽吸更为重要，通常引起高达压力的2/3。在WO2004/097212A1中的水下襟翼利用抵靠着板状体的停滞压力。它生成对板的前侧/流侧的过压，但因为没有沿相对的表面的增大的流速，在相对侧上更重要的抽吸不能有效地形成。此外，在侧边缘周围的流(参见附图2中的4)引起扰动，并且更进一步地降低了小的背面抽吸。当板从竖直位置向下转动时，流动方向远离表面的法线，从而更进一步地减少了压力差形成。同样当流的迎角在板的轴线上不直的情况下，前缘周围的流进一步降低了效率。

当水运动的能量被捕获到诸如平面或翼的移动表面，或像浮标的漂浮体积时，存在速度非常缓慢但力却很大的问题。因此由于需要磁饱和以及增加速度，直接驱动发电机将是极其大的机器。这通常设置有单独的液压传动装置。在水的底部或中间的当前液压传动系统具有带有柔性管和多个连接器及阀门的长管道线。这将引起以下的问题：

-流动阻力加热液压流体，该液压流体需要在单独的冷却器或冷却管线中冷却，所述冷却管线反过来又对系统添加更多的流动阻力。

-增加的流动阻力削减了系统反作用于瞬时能量峰值并捕获瞬时能量峰值的能力。根据这些峰值的测量将使系统对于平均使用来说尺寸太大并且其中平均工作测量压力需要用限压阀释放从而损失所提供的能量。

-所有部件和管线同样增加了空间需求和尺寸，从而增加了成本。

-长管线使得液压蓄能器的有效使用很困难。

-发电机系统随着波浪定期地停止和重新启动导致对主干网络的有害峰值，降低了整个能量站的可用性。

用来自干燥环境已知的技术进行水下电连接，因此这些电连接在水下环境中是不切实际的。这些电连接在发电机运行同时也无法连接/断开连接。在潮湿环境中由潜水员进行高功率的连接，远程操作的水下交通工具或其它远程设备也风险太大，因为可能漏电和短路。因此替代非功能性单元非常昂贵，并且需要关闭整个能量站。

因此，系统很难如优选的在现场维护。

发明内容

本发明的目的是为提供一种利用水运动的能量站和能量站的部件提供新的解决方案，使用该解决方案能够避免或减少现有技术能量站的问题。

根据本发明的一个方面，通过用来将来自水运动的能量捕获到水下翼的往复运动的能量站来实现本发明的目的，其中，所述翼具有非平面的轮廓。所述翼轮廓优选地具有这种形状，该形状实现了低摩擦的高提升。