一种提高浮子式波能装置生存能力的结构的制作方法

本实用新型涉及新能源利用领域，提供了一种提高浮子式波能装置生存能力的结构。

背景技术：

在当今世界，随着一次性能源逐渐枯竭和环境污染的加剧，人们把目光越来越多的投向了清洁的可再生能源的开发与利用。波浪能是海洋可再生能源的重要组成部分，是一种清洁的可再生能源。

波浪能发电装置多种多样，但是并没有太多的波浪能发电工程投入到商业化运行。波浪能装置在常规海况下的服役年限及其在波浪荷载下引起的结构的疲劳问题成为了阻碍波浪能开发利用的一大瓶颈；另外，波能装置在恶劣海况下的生存能力又阻碍其商业化运行的又一大障碍。这将很大程度地决定着波浪能发电工程的成本投入。因此，降低波能装置的非必要波浪荷载和提高其恶劣海况下的生存能力，是波能利用研究的关键。透空结构是海洋工程中常见的一种结构物，其广泛应用于防波堤、码头桩柱等结构中。如果能通过有效利用透空结构物合理的改造传统波能装置，以减小装置的非必要波浪力和运动响应幅值，即可提高波能装置生存能力。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中的不足，提出了一种提高浮子式波能装置生存能力的装置。

本实用新型的技术方案：

一种提高浮子式波能装置生存能力的结构，该结构包括圆柱形浮子1、传动机构7和能量输出系统8；所述的圆柱形浮子1上部外壁为透空外壁2，透空外壁2内带有内柱3，内柱3与圆柱形浮子1下部为一体凸型结构，内柱3与透空外壁2之前有间隙；圆柱形浮子1下部外壁上设有压载水泵4，自主加载或卸载压载水；所述的能量输出系统8为液压发电系统，固定于海底6，通过圆柱形浮子1的上下运动驱动液压发电系统发电；所述的传动机构7为钢质锚链，适用于较深水区域。

圆柱形浮子1的吃水可自主控制，当恶劣海况时，可通过压载水泵4加压载水的方式实现较深的吃水，进而降低浮体在恶劣海况下的水平波浪力和运动响应，以实现恶劣海况下波能装置的自我保护功能。

本实用新型的有益效果：采用带有透空外壁2的圆柱形浮体作为圆柱形浮子1，该型结构物形状简单，便于制造。在常规海况下，圆柱形浮子1的吃水较浅，透空外壁2的吃水h与整个装置的吃水h₁之比h/h₁也较小。在传动机构7的限制下，圆柱形浮子1随波浪主要做上下往复运动，进而驱动能量输出系统8进行发电。在较为恶劣海况下，通过压载水泵4加压载水的方式，使得参数h/h₁增加，这样可导致浮子1所受的水平波浪力和垂荡运动响应均明显较小，这有利于提高装置在较为恶劣海况下的生存能力。

附图说明

图1为本实用新型的浮体结构剖面图。

图2为本实用新型的装置形式。

图中：1圆柱形浮子；2透空外壁；3内柱；4压载水泵；5自由水面；6海底；7传动机构；8能量输出系统。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

兼具防波堤功能波能电站的结构形式，主要包括圆柱形浮子(1)、传动机构7、能量输出系统8；圆柱形浮子1可在波浪的作用下做上下运动，通过传动结构7将圆柱形浮子1的动能传递给能量输出系统8进行发电；圆柱形浮子1为上部带透空外壁2的圆柱；圆柱形浮子1上设有压载水泵4；通过压载水泵4向圆柱形浮子1内加入压载水来调节圆柱形浮子1的吃水。

能量输出系统8位于海底，由液压发电系统组成。传动机构7为钢质锚链。圆柱形浮子1通过传动机构7与能量输出系统8相连，圆柱形浮子1在传动机构7的限制作用下主要做垂向运动。

实施例的具体参数如下：

浮体的半径为4米，高度为6米，吃水3米，b/a为0.5。常规海况下，参数h/h₁为0.25。

上述装置适宜水深15-50米、波浪周期为5-6秒的海况。

作为优选，浮体采用钢材加工制造。通过合理的设计，使得吃水4米，在常规海况下可以实现共振，以实现获能效率的最大化。这符合我国近海波浪周期较短的实际情况。

作为优选，锚链采用钢质缆索。

作为优选，发电系统采用液压发电系统，可以实现电能的平稳输出。

作为优选，当波周期大于7-8秒时，通过压载水泵浮体向加入压载水，浮体下沉1.0米。

按照本实用新型的技术方案，采用能量输出系统直接获取浮体动能进而转化为电能；当装置处于恶劣海况时，通过压载水泵实现浮子吃水的增加，进而减小浮体所受波浪荷载及运动响应，进而增加装置在恶劣海况下的生存能力。