[发明专利]一种自锚式波浪能发电装置

说明书

本发明公开了一种自锚式波浪能发电装置，它包括模块、能量转化模块、收放机构、自动锚定模块；吸能模块包括浮漂I、浮漂II、浮漂III、充气泵、缆绳II、挡块，能量转化模块包括双面齿条、棘轮、小齿轮、大齿轮、发电机；升沉补偿模块包括卷轴、电动机、缆绳I、O形密封圈、联轴器；自动锚定模块由膨胀固定模块、上部锚定模块、下部锚定模块、排屑模块和钻进模块组成；本发明实现了深海波浪横向与纵向运动的综合利用,有效提高了波浪能发电效率；实现了深水打桩锚定功能,可将装置自动固定于海底,保持持续稳定工作；设置了收放机构,可下沉海底应对深海恶劣天气及复杂海况；且该放电装置可集群式安装，形成深海波浪能发电机群，提高发电量和功率。

技术领域

本发明属于深海海洋能源技术领域,具体涉及为一种自锚式波浪能发电装置。

背景技术

随着世界经济的发展、人口的激增、社会的进步，人们对能源的需求日益增长。占地球表面积70％的广阔海洋，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能等。其中，波浪能作为一种清洁可再生能源,其储量巨大，利用其发电成了世界各海洋大国研究趋势。波浪发电是波浪能利用的主要方式，远海区域比起近海岸基区域蕴藏着更多更丰富的波浪能资源，可选取的区域广，适合建大规模波浪发电场。同时装机容量一般也比岸基装置高很多，这一优点使其更适用于远距离输电以及一些岛屿的用电。因此,对深海波浪能进行开发和利用将具有广泛的应用潜力和经济价值。

目前波浪能发电装置的种类繁多，关于波浪能发电装置的发明专利超过千项，也已经有很多成熟的波浪发电装置，但是这些都是岸基装置或者近岸的浅海装置，只能适用于近海发电，无法在深海使用，在中国发明专利说明书CN110671258B中公开了一种深海波浪能发电装置，这种装置提供了一种锚定机构，该锚定机构依靠钻杆钻入实现锚定，但是能够钻进深度受钻杆长度限制，而钻杆长度有限，无法钻入很深的地方，导致锚定不够牢靠，不能承受太大的拉力作用，无法将发电装置很牢靠的锚定在海上。目前实现波浪能发电主要面临以下问题：

1.现有波浪能发电装置通常通过人工在海底打锚定桩的方式或者直接修建混凝土平台实现锚定，但是在深海海底无法人工下潜安装锚定桩，也无法修建平台作为发电装置的固定支点，而且打锚定桩或者直接修建混凝土平台实现锚定的方式成本高，需要人工施工，危险性高，因此需要一种能够自动在海底锚定的发电装置。

2.传统的波浪能发电方式按能量转化分有机械式、液压式以及气动式，其中气动式需要有稳定的平台作为安装支撑，所以不适合在深海使用，而液压式发电过程为波浪能-机械能-液压能-机械能-电能，机械式发电过程为波浪能-机械能-电能，因此机械式发电能量中间损耗更低，并且液压式发电容易发生泄漏，但是传统的机械式发电会直接与海水接触导致装置腐蚀速度快，因此需要一种将核心部件与海水隔离的发电装置，解决机械式发电装置寿命周期短的问题。

3.目前的波浪能发电装置大多只能收集纵向方向的波浪能，能量收集效率低，横向波浪能往往没有被利用起来，因此需要一种简单的结构实现收集横向和纵向的波浪能。

4.目前的波浪能发电装置通常都设置在海面，而海上天气恶劣，在极端天气状况下装置极易损坏。

5.目前的波浪能发电装置都是单独的个体，在海上覆盖的区域有限，没有建立大规模的发电机群，导致发电功率偏低。

针对目前现有的波浪能发电装置所存在的问题及深海波浪能发电的需求,亟需发明一种自锚式波浪能发电装置,使得装置可在深海中海床上自主锚定；同时核心部件能够避免受到海水腐蚀，延长装置寿命周期；可实现同时收集横向和纵向的波浪能,以提高发电效率；还可应对深海中恶劣的工况；能够建立大规模发电机群，实现波浪能发电的商业化应用。

发明内容

(一)解决的技术问题