一种优化结构的防波堤波浪发电装置的制作方法

本发明涉及海洋波浪能开发领域，特别是一种优化结构的防波堤波浪发电装置。

背景技术：

随着能源需求不断增加，非可再生能源贮量减少，人们逐渐开发清洁可再生能源。波浪能具有无污染、可再生、储量大、分布广等特点而倍受青睐，然而海洋波浪具有周期性，能量转化不稳定，如何提高波浪能的转化率成为国内外研究的重点。申请号为CN201110117283.4的专利，将波浪发电与近海防波堤相结合，同时实现了防波固堤和波浪能量转化，具有一定的经济效益和社会效益。申请号为CN201520042935.6的专利，提出了一种将泄流通道入口段改为喇叭口的形式，来提高波浪发电效率。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种优化结构的防波堤波浪发电装置，通过优化储水腔和泄流通道结构，来提升泄流通道内水流流速，最终提高波浪能量转化率。

本发明的技术方案：

一种优化结构的防波堤波浪发电装置，由多台水力发电单元组成，每个水力发电单元由防波堤斜坡、储水腔、防波堤堤身、泄流通道和水力发电机组成，防波堤斜坡位于装置的最前端，斜坡与水平地面的夹角为20°-40°,波浪通过防波堤斜坡跃入到储水腔内；储水腔设置于防波堤堤身的前面，防波堤堤身高度为5-50m，储水腔上下墙体棱角设计成圆弧状，圆弧半径为20-50m；防波堤堤身内设方锥筒形泄水通道，泄水通道设计成前端截面大后端截面小的形式，每个泄水通道末端分别安装一台水力发电机组，利用文丘里管原理提高出口处水流流速。

本发明的工作机理：

波浪通过防波堤斜坡跃入储水腔，提高储水腔内水头，将水力发电机布置在泄流通道出口处，储水腔内外水头差使水从泄流通道流出，带动水力发电机发电。将储水腔上下墙体棱角设计成圆弧状，波浪跃入储水腔后沿圆弧状坡道进入泄水通道，水体变得稳定，能降低水波动引起的能量损失。将泄水通道设计成前端截面大后端截面小的形式，利用文丘里管原理提高出口处水流流速，利于水力发电机运行，提高波浪能量转化率。

本发明的有益效果是：

该发电装置的储水腔内上下墙体的棱角设计成圆弧状，减少腔内水体的能量损失；变截面的的泄流通道，提升了水流流速，提高了能量转化率。

附图说明

图1为本发电装置的立体结构示意图。

图2为本发电装置的截面结构示意图。

其中：1、防波堤斜坡；2、储水腔；3、防波堤堤身；4、泄水通道；5、水力发电机。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明的具体实施做进一步描述。

实施例：

一种优化结构的防波堤波浪发电装置，由多台水力发电单元组成，每个水力发电单元由防波堤斜坡1、储水腔2、防波堤堤身3、泄流通道4和水力发电机5组成，防波堤斜坡1位于装置的最前端，斜坡与水平地面的夹角为30°,波浪通过防波堤斜坡1跃入到储水腔2内；储水腔2设置于防波堤堤身3的前面，防波堤堤身3高度为5-50m，储水腔2上下墙体棱角设计成圆弧状；防波堤堤身3内设方锥筒形泄水通道4，泄水通道设计成前端截面大后端截面小的形式，每个泄水通道4末端分别安装一台水力发电机组5，利用文丘里管原理提高出口处水流流速。

该实施例中，防波堤堤身高50m；由于波浪具有不稳定性，波浪跃入到储水腔2后，容易引起内部水流波动，造成能量损失，因此本发明将储水腔2与防波堤堤身3结合的上下棱角处设计成圆弧状，上圆弧半径为22m，下圆弧半径48m，当波浪跃入到储水腔2后，沿圆弧壁进入泄流通道4，使水流趋于稳定，降低了能量损失。

水流驱动水力发电机5旋转做功，将波浪能转化为电能，水流流速越大，水力发电机5获能越大。根据文丘里管原理，流量相同时截面积越小，流速越大，将泄流通道4设计成入口截面大、出口截面小的形式，增大了出口处的水流流速，泄水通道4入口尺寸为45mX25m，出口直径为15m，水利发电机5直径为14m，将水力发电机5安装在出口处，有利于水力发电机5启动，同时提升发电功率。