[发明专利]一种可结网规模化应用的浮台式波浪发电装置

说明书

本发明公开了一种可结网规模化应用的浮台式波浪发电装置，其特征是基于稳态和动态两种形态能悬浮于水中的浮动平台的组合，利用波浪的流动和浮动的不同力量作用对二者不同影响的差异，使之产生互动并运用杠杆原理转化为机械振动，驱动机构做功发电的装置。它以二种形态为最低起点的分工，并以此为基础最低四边形结网的组合，同时具有多种自动调节机制，注重波浪能的综合利用，注重全天候全海洋自然环境适应性，尤其注重集群大规模化应用，是一种全新的海洋波浪能开发方案。

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，具体涉及一种可结网规模化应用的浮台式波浪发电装置。

背景技术

波浪能发电并不是一个新鲜的话题，自从能源需求愈来愈旺盛而人们的环保意识愈来愈强的矛盾出现以来，开发各种新能源的尝试不断，然而风能和太阳能开发水平发展到如此高度的今天，却鲜见大规模利用海洋波浪能发电的实例。当笔者产生这个疑问时，通过对现有技术检索发现，不是我们没有这个技术基础或想象力，只是我们这些已有的方案总有这样或那样的局限性 。比如大多只能单个或小制作应用于保障某些海洋监测或航标等装置，规模作用有限；要么构造过于精巧复杂，制造成本高昂或者可靠性不高；要么不注重海洋环境对设备和材料提出的防水防腐等严苛要求，脱离现实臆造；要么必须具备特殊的地形海域条件或者需要牢固的桩脚基础，依赖近岸浅海适应范围不广；有些更是无视海洋气候变化的恶劣狂暴，所做方案结构往往防风抗浪性能极其不堪，如此等等不胜枚举！总之他们存在一个共同的问题是，他们都只在谈论一种理想状态下自己的设备是如何产生电能的，没有想过这种非常关键的“理想状态”要如何才能产生或维持！海洋既是一个有广度深度又是一个变化莫测的神秘地带，要利用波浪能发电，当然首先要选用一种在某个理想化条件下，能够可靠运行并表现出色的发电装置，这是其一；海浪的能量表现其实就是一种水体的振动能，它不均匀不稳定而且方向多变，既有水体水平方向的直线或回旋流动，也有垂直方向的起起落落的浮动。如果一种技术方案只关注水体的流动，或只关注水体的浮动，或者只关注某个固定方向上的二者结合，即使高效也只是片面性的。如何最有效地利用波浪能，应考虑如何实现对波浪的水体流动和浮动的能量，进行全方位综合性采集和转化，这是其二；但一个真正可行的技术方案不能只考虑到这个理想层面就停止，虽然波浪发电实施时可选择一个相对适合的海域环境，但环境变化不可能尽如人意，应有预案考虑如何人为去干涉或创造那个“理想状态”能够具备的条件，如何采用技术手段制造一些可调可控机制，使发电装置能够不挑剔海域地形，适用于常态恶劣环境，应对突发的海况及气候变化等；即使如此仍然难免会出问题，当然还有必不可少的便利的维修保障措施，这是其三；运行可靠、综合高效、适应环境，笔者认为这就是一种波浪能发电装置能否最终进入大规模实用，必须遵循的三个原则方向。

发明内容

鉴于已有技术实例中存在的问题，也基于笔者所总结出的三条原则方向，本发明就此提出如下解决方案：建造一种全部结构能悬浮于水中的，可以结网规模化应用的浮台式波浪发电装置。这种装置利用两种不同形态不同功能分工的浮动平台组合构成，一种是出于求稳态理念来设计的，水中悬浮状态较为稳定的浮动平台（以下简称稳态浮台），其平台上方安装有向外伸出的摇臂，内部密封腔体内安装有发电机组等等主要设备；一种是出于求动态理念来设计的，水中状态较为不稳定的浮动平台（以下简称动态浮台），它连接在稳态浮台上伸出的摇臂一端并带动此摇臂运动。它们不依赖海底桩基固定或某些岸基附着机制，巧妙地利用波浪的浮动和流动冲击力对二者的影响不同，将由此产生的动态差异转变为机械性互动，使水体的不规则振动能转化为强有力的机械能，并由此驱动发电装置做功发电。

这两种平台组合多种多样，可以将它们按照一稳多动或一动多稳的组合配置成为一个功能单元，尤其以一个稳态浮台十字对称配置四个动态浮台，组成一个完整功能单元的结构最为典型。这种结构功能分工明确而且相互配合支持，简单高效，运行可靠，根据需要既可以一个单元自成系统独立运行，也易于结网组合，纵向或横向相互连接形成规模。几十或几百个这样的功能单元共享构件组成阵列，既具有大集群规模化优势，又有相当的经济实用性。