[发明专利]一种磁场调制灯浮标波浪能发电装置

说明书

本发明提供一种新型磁场调制灯浮标波浪能发电装置，通过灯浮标连接机构连接灯浮标；包括：液压行程放大单元、频率放大单元和发电单元；液压行程放大单元包括设置在灯浮标外壁的浮体、主动活塞和直线输出活塞以及液压缸；频率放大单元包括由低速输入转轴、高速输出转轴以及磁齿轮磁场调制环组成的磁齿轮结构、低速输入摇杆、高速输出摇杆、低速输入连杆以及高速输出连杆；低速输入转轴与直线输出轴通过低速输入摇杆连接；发电单元包括定子线圈、定子磁轭、定子磁场调制环以及动子磁铁，动子磁铁与高速输出转轴通过高速输出摇杆连接。本发明的技术方案解决了传统灯浮标波浪能发电技术无法有效利用低频，低幅值波浪能等问题。

技术领域

本发明涉及波浪能发电技术领域，具体而言，尤其涉及一种磁场调制灯浮标波浪能发电装置。

背景技术

随着现代工业的发展，对能源的需求也日益增加。为此，人们不断探索和开发各种安全、清洁、且可再生的新能源。地球海洋面积约占总地球面积的70%，并且储存着大量如潮汐、波浪海水温差等未被人类充分开发的能源，其中，波浪能密度最高，约为20亿千瓦，开发潜力很大。

波浪能发电是利用海面波浪的竖直、水平方向上的运动产生的能量进行发电，波浪能发电装置通常将波浪能转化为液压能、机械能等形式后，再将这些能量转化为电能。常见的波浪能发电装置主要有：

一、振荡水柱式

柱式波浪能发电装置内部的水柱会在波浪的冲击与起伏的作用下做活塞式的上下往返运动，使水柱上方空间内的空气柱也在进行上下往复运动，空气穿过气室上方的气孔流经一个往复透平，进而将空气运动产生的动能转变为电能。振荡水柱式波浪能发电装置相对于其他波浪能装置的最大差异之处在与其具有气室。所谓气室，就是指置于海面以下的装置内部的设计与构造。

振荡水柱式的优点是传递方便，通过气室将低速运动波浪的能量转化成高速运动的气液，可靠性好，缺点是建造费用高，转化效率低，发电成本高，装置一般只能安装在海岸边，装置使用条件较苛刻。

二、振荡浮子式

振荡浮子式波浪能发电装置是在振荡水柱式装置的基础与理论上发展并完善起来的，二者间有一定的相似性与共同性。通常的振荡浮子式装置是用一个或多个置于海中的浮子作为载体，用来吸收波浪运动产生的机械能，浮子吸收的波浪势能和动能传递出去，用以驱动电机进行发电。振荡浮子式波浪发电装置通常是由浮子、操纵连杆、液压传动部件、电机以及发电保护装置等多个部分构成。振荡浮子式发电装置的优点不仅在于其能量间的转换效率高，而且其建造与实施难度相对较低，减少了水下工作量，有利于节省成本，具有较高的商业经济与实际应用价值。缺点是浮子受过多的冲击，易损坏，并且受到海况条件限制，难以吸收低频低幅值的波浪能。

目前常见的波浪能发电装置不管使用的是旋转发电机还是直线发电机，在低频波浪时都很难进行发电，无法保证为灯浮标进行长时间稳定的供电。使用机械齿轮对发电机动子部分进行加速，会产生噪音、磨损、响应时间过长等问题。为了解决吸收低频低幅值的波浪能的问题，现有的装置通常使用机械齿轮提高发电装置的运动频率，但机械齿轮存在摩擦力大、噪音大以及发热严重的问题。为解决机械齿轮存在的问题，磁齿轮被提出并且应用于波浪能驱动发电机构。但现有的磁齿轮发电装置通常是直线磁齿轮结构，该结构仅能提高发电机动子单向直线运动的速度，并不能够提高发电动子往复运动的频率，因此很难收集低频波浪能，而我国大部分的海域波浪能都是低频的，因此很难获得推广应用。

发明内容

为了提高低频波浪能的利用效率、波浪能发电装置波浪收集范围以及波浪能发电装置的运动频率，本发明提供了一种波浪能发电装置，并将其与灯浮标固定安装。

本发明采用的技术手段如下：

一种磁场调制灯浮标波浪能发电装置，所述新型磁场调制灯浮标波浪能发电装置通过灯浮标连接机构连接灯浮标；所述新型磁场调制灯浮标波浪能发电装置包括：液压行程放大单元、频率放大机构和发电单元；