[发明专利]一种集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置

说明书

本发明公开了一种集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置，包括方形环柱体、方形盖板、涡轮发电系统、气流管道、气室和透空板；气室为由方形环柱体和方形盖板组成的空腔；方形环柱体是顶端和底端开口的中空的方形柱体；方形环柱体的背面固定在防波堤或岸堤上，方形环柱体朝向波浪的正面设置透空板，方形盖板设置于方形环柱体的顶部，方形盖板上设置有气流管道，气流管道内安装涡轮发电系统，涡轮发电系统由空气透平和发电机组成，空气透平连接发电机；本发明中的集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置，能够有效降低短周期波浪作用产生的波浪荷载，而对发电效率高且稳定的长周期的波浪的影响很小。

技术领域

本发明涉及波浪能发电装置技术领域，特别是涉及一种集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置。

背景技术

当今世界，能源需求持续增加，而化石能源储量有限，全球面临着能源短缺的危机，且化石能源的使用会导致严重的环境和气候问题。发展可再生能源是解决上述问题的最佳选择。波浪能作为海洋可再生能源的一种，具有取之不尽、用之不竭的特点。振荡水柱式波浪能发电装置具有性能可靠、结构简单的优点，是目前应用最为广泛的波浪能发电技术。

振荡水柱式波浪能发电装置的主体结构为一个水下开口的半淹没气室，在气室上部有气流管道连接着涡轮发电系统。在波浪作用下，气室内的水柱上下振动，迫使气室内气体在气流管道中产生往复气流，气流带动安装在气流管道内的空气透平转动，空气透平再进一步驱动发电机工作，从而实现从波能到电能的转换。

在实际海洋环境下，由于短周期波浪的透射能力差，与波浪能发电装置发生作用时会发生较大的反射，产生较大的波浪荷载，而气室内水柱会产生晃荡运动，一方面导致装置的能量转换效率低，另一方面威胁装置的结构安全。此前，在实际工程和海试中，不同国家、不同类型的波能装置均出现过安全事故，损失巨大。透空结构具有较好的消浪效果，被广泛应用于需要消浪的海洋工程结构中。

因此，为了保护波浪能发电装置，提供一种集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效降低短周期波浪作用产生的波浪荷载，而对发电效率高且稳定的长周期的波浪的影响很小。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置，包括方形环柱体、方形盖板、涡轮发电系统、气流管道、气室和透空板；

所述气室为由方形环柱体和方形盖板组成的空腔；所述方形环柱体是顶端和底端开口的中空的方形柱体；所述方形环柱体的背面固定在防波堤或岸堤上，所述方形环柱体朝向波浪的正面设置所述透空板，所述方形盖板设置于所述方形环柱体的顶部，所述方形盖板上设置有气流管道，所述气流管道内安装所述涡轮发电系统，所述涡轮发电系统由空气透平和发电机组成，空气透平连接发电机。

优选地，所述气流管道设置于所述方形盖板的中心位置。

优选地，所述透空板上分布有若干方形透孔，所述透空板通过高强度螺栓固定于所述方形环柱体上。

优选地，所述方形环柱体、方形盖板和气流管道为高强度轻质材料，连接处由高强度不锈钢螺栓锚固。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的集成透空消浪结构的岸基式振荡水柱波浪能发电装置，将振荡水柱式波浪能发电装置与防波堤或岸堤相结合，利用波浪能进行发电，减小了防波堤的建设成本；利用透空板吸收周期较小的波浪，可以有效减少装置受到的波浪荷载，提高装置的生存能力，从而减小了波浪能发电装置的维修成本；固定式的结构可以保证装置的稳定性，提高发电效率；该波浪能发电装置可以在防波堤或岸堤沿线进行布置，在提高波浪能利用率的同时，兼顾海洋工程防护设施的功能。