[发明专利]一种海浪发电装置及其方法

说明书

本发明公开了一种海浪发电装置及其方法，旨在高效的完成波浪能的转化和利用。所述装置包括防波堤、浮体、滑动轴、垂向导浪板、底部导浪板、HALBACH磁体阵列、线圈阵列和电路控制系统，垂向导浪板和底部导浪板安装在防波堤的向海侧，浮体安装在防波堤和垂向导浪板之间，HALBACH磁体阵列安装在浮体上，线圈阵列安装在防波堤上；所述方法利用导浪板聚集波浪，利用浮体带动HALBACH磁体阵列，通过HALBACH磁体阵列和线圈阵列相互运动进行发电。本发明能够实现波浪能的转化和利用，还能够使浮体运动速度与波浪激振力二者相位匹配，提高能量转换效率。

技术领域

本发明涉及一种海浪发电装置及其方法，属于港口海岸与近海工程技术领域。

背景技术

自工业革命以来，煤炭、石油、天然气等化石能源迅速消耗，全球能源短缺和环境恶化的现象愈发严重。随着化石能源的消耗，人类对海洋中可再生能源利用的需求日益增长。巨量的海洋能资源并不是都可以开发利用的，在目前的调查中，全球各类海洋能实际可开发量的数量级以波浪能最大，因此如何高效的完成波浪能的转化和利用称为海洋能资源开发的重点研究方向。

发明内容

为了能够高效的完成波浪能的转化和利用，本发明提出了一种海浪发电装置及其方法，利用HALBACH磁体阵列和线圈阵列相互运动进行发电，实现波浪能的转化和利用，还能够使浮体运动速度与波浪激振力二者相位匹配，提高能量转换效率。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

第一方面，本发明提出了一种海浪发电装置，包括防波堤、浮体、滑动轴、垂向导浪板、底部导浪板、HALBACH磁体阵列、线圈阵列和电路控制系统，所述防波堤固定在海面上，所述垂向导浪板和底部导浪板安装在防波堤的向海侧，且底部导浪板位于垂向导浪板的底部，所述浮体安装在防波堤和垂向导浪板之间，浮体与滑动轴活动连接；所述HALBACH磁体阵列安装在浮体靠近防波堤的一侧，所述线圈阵列安装在防波堤靠近浮体的一侧；线圈阵列通过集成电缆与电路控制系统电连接。

结合第一方面，进一步的，所述垂向导浪板的内部安装有水位计，所述水位计通过集成电缆与电路控制系统电连接。

结合第一方面，进一步的，所述滑动轴的上方分别安装有连接杆和止挡板，所述连接杆用于连接垂向导浪板，所述止挡板用于限制浮体在滑动轴上的位置。

结合第一方面，进一步的，所述底部导浪板向海侧的厚度低于靠近防波堤一侧的厚度；所述浮体为半圆柱状结构。

结合第一方面，进一步的，所述电路控制系统包括三相整流器、三相逆变器、发电侧电压/电流采集器、发电侧控制器、发电侧脉宽调节器、电网侧电压/电流采集器、电网侧控制器、电网侧脉宽调节器；三相整流器的输入端连接线圈阵列，三相整流器的输出端连接三相逆变器的输入端，三相逆变器的输出端连接电网接入端，发电侧电压/电流采集器并联在三相整流器的输入端，发电侧控制器的输入端分别与发电侧电压/电流采集器和水位计连接，发电侧控制器的输出端通过发电侧脉宽调节器连接三相整流器的输入端，电网侧电压/电流采集器并联在三相逆变器的输出端，电网侧控制器的输入端连接电网侧电压/电流采集器，电网侧控制器的输出端通过电网侧脉宽调节器连接三相逆变器的输入端。

结合第一方面，进一步的，所述HALBACH磁体阵列采用厚度充磁磁体和宽度充磁磁体间隔排列布置。

第二方面，本发明提出了一种海浪发电方法，包括如下步骤：

利用垂向导浪板和底部导浪板将波浪聚集到海浪发电装置内，并在海浪发电装置内与防波堤的反射波叠加；

通过波浪的浮力使浮体沿着滑动轴上下运动，并带动HALBACH磁体阵列上下运动；

通过浮体上HALBACH磁体阵列与防波堤上线圈阵列的相对位移，在线圈阵列中产生初始交流电信号；