[发明专利]一种波浪能收集装置

说明书

本发明公开了一种波浪能收集装置，包括可调频套摆系统、传动系统、壳体和与传动系统连接的电磁发电系统；可调频套摆系统包括转动设置的主轴，沿主轴的周向固定安装有至少两个质量摆，且所有质量摆均与主轴可拆卸连接；质量摆与传动系统连接，主轴连接于壳体上。可以通过调整质量摆的数量以及质量摆的安装位置来改变可调频套摆系统的质量、偏心距或转动惯量，从而对可调频套摆系统的固有频率进行调整，直至可调频套摆系统的固有频率与目标海域的海浪频率相同，从而可以对不同海域的波浪能进行高效的收集，避免了波浪能收集装置的个性化定制，减少了生产成本。

技术领域

本发明涉及海洋能源开发技术领域，更具体地说，涉及一种波浪能收集装置。

背景技术

波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪能收集目前主要有两种类型：一种是能量收集装置直接与海水接触，通过运动的海水直接驱动能量收集装置将海水的动能和势能转换为电能；另一种是能量收集装置集成在搭载平台内部，通过搭载平台受到波浪作用产生的振动能量，间接地收集波浪能。

现有技术中对于通过运动的海水直接驱动与海水接触的能量收集装置，进而收集能源的研究和应用已经有较多的技术类型，如直接机械传动、低压水力传动、高压液压传动和气动传动等，但是大多都分布于沿海或近海地区，且装置体积巨大。

间接收集波浪能的装置发展较晚，现有技术中一般采用电磁发电和摩擦发电两种类型。电磁发电一般采用弹簧振子结构，搭载平台受海浪作用随海洋波浪运动而振动，从而带动固定在弹簧活动端的磁体产生某个方向的振动，与此同时固定在能量收集器上的感应线圈切割磁感线产生电能输出。由于海洋波浪振动具有频率低、空间中振动波形复杂的特点，这种电磁发电能量收集装置的磁体振动频率低，且只能单一方向运动，使得磁通量的变化率较小，影响了发电输出。

摩擦式发电类型是通过两种材料的表面相互接触和分离，根据摩擦生电和静电感应的耦合来实现电能输出。一般是在波浪振动产生的外力作用下，通过某种方式，如利用在平面上自由滚动小球相互撞击摩擦等，使两种不同的材料表面产生接触和分离，产生电能并输出。同样由于海洋中波浪振动的频率较低、空间中振动波形复杂的原因，使得摩擦材料表面的接触和分离的频率较低，且刚体相互间撞击会损失大量能量，摩擦使结构的寿命缩短，所以输出的电能较低且使用寿命不长。

由于海洋中海浪振动具有频率极低的特点，一般小于5Hz，甚至在1Hz以下，且不同海域的差别极大。现有的电磁发电、摩擦发电等类型的能量收集装置输出功率很大程度上取决于振动频率的高低，超低频振动环境下很难实现高功率密度输出和较高的能量转换效率，且因其振动频率单一，频带较窄，响应激励程度有限，其余部分的海洋波浪能只能白白浪费，所以只能针对特定海域做专门化设计，并不能保证响应大多数海域的激励。

综上所述，如何提供一种可适应不同海域且波浪能转换效率高的波浪能收集装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种波浪能收集装置，可以针对不同海域的不同海浪频率对自身的固定频率进行调节。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种波浪能收集装置，包括可调频套摆系统、传动系统、壳体和与所述传动系统连接的电磁发电系统；所述可调频套摆系统包括转动设置的主轴，沿所述主轴的周向固定安装有至少两个质量摆，且所有所述质量摆均与所述主轴可拆卸连接；所述质量摆与所述传动系统连接，所述主轴连接于所述壳体上。

优选的，所述可调频套摆系统还包括可拆卸的安装于所述质量摆上的质量块。

优选的，所述质量块包括质量、尺寸均不相同的第一质量块和第二质量块。

优选的，所述质量摆上设置有用于安装所述质量块的第三凹槽。