波浪能发电设备及供电系统的制作方法

本发明涉及可再生能源发电设备技术领域，具体地，涉及一种波浪能发电设备及供电系统。

背景技术：

能源是人类生存和发展不可或缺的物质基础，人类生存在这个世界上无时无刻不在利用能源，包括可再生能源和不可再生能源。现有的发电方式主要还是通过火力、水力等不可再生能源消耗发电，可持续性差、环境污染严重，为了解决不可再生能源资源的枯竭与环境的日益恶化，寻找可替代、可再生、清洁的新型能源已成为全球各个国家的共识。

海洋作为占地球面积70％的主体，不仅拥有丰富的水产、石油等资源，更蕴藏着巨大的能源，海洋能源主要以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在。其中海洋波浪能在海洋中无处不在，而且受时间限制相对较小，同时波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源(主要以电能为主)。因此，波浪能发电一直倍受人们的重视和关注。

波浪能发电是通过波浪能转换装置将波浪能进行转换，通过波浪能转换装置捕获波浪所具有的动能和势能，并将波浪能转换装置与海面相交的水线面内的一部分波浪能转换为机械能，再将机械能转换为电能，实现波浪能到电能的转换。在各式各样的波浪能发电装置中，鸭式波浪能装置是一种较为高效的波浪能装置。

技术实现要素：

为了改善现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种波浪能发电设备及供电系统，以提供一种新的结构的波浪能发电设备。

在本发明的实施例中提供了一种波浪能发电设备，波浪能发电设备包括能量收集装置、能量传递装置和发电装置；所述能量收集装置包括浮子、连杆、活塞和放置活塞的缸体，所述连杆的一端连接所述浮子，所述连杆的另一端与活塞相连接，并且活塞上设置有止回阀；所述能量传递装置包括输水管道，所述输水管道用于连接所述缸体和发电装置，并且所述输水管道上设置有止回阀；所述发电装置包括发电机舱以及放置于所述发电机舱中的水轮发电机。

优选地，所述浮子的数量为多个，多个所述浮子的尺寸不同，并且多个所述浮子呈密集阵列式分布设置以便能更充分收集波浪的能量。

优选地，所述浮子为由亲水性材料制成。

优选地，所述浮子的形状为浮萍形。

优选地，所述能量收集装置还包括有水箱，所述水箱与多个所述缸体相连接，用于收集多个所述缸体内的水。

优选地，所述水轮发电机为冲击式水轮发电机。

优选地，所述缸体底部设置有固定件，所述固定件用于将所述缸体固定在海床上或漂浮于海洋里。

优选地，所述缸体侧边设置有出水口，所述出水口靠近缸体底部设置。

优选地，所述输水管道的一端连接所述缸体的出水口，所述输水管道的另一端连接所述水轮发电机的入水口。

在本发明的实施例中还提供了一种供电系统，所述供电系统包括如上所述的波浪能发电设备。

本发明提供的波浪能发电设备，其包括能量收集装置、能量传递装置和发电装置；所述能量收集装置包括浮子、连杆、活塞和放置活塞的缸体，所述连杆的一端连接所述浮子，所述连杆的另一端与活塞相连接，并且活塞上设置有止回阀；所述能量传递装置包括输水管道，所述输水管道用于连接所述缸体和发电装置，并且所述输水管道上设置有止回阀；所述发电装置包括发电机舱以及放置于所述发电机舱中的水轮发电机。在使用本发明提供的波浪能发电设备时，先将其放到海中，浮子随着波浪上下浮动，通过连杆带动活塞上下运动；当活塞向上运动时，活塞上的止回阀开启，管道上的止回阀关闭，让海水流入缸体内，收集能量；当活塞下行时，活塞上的止回阀关闭，管道上的止回阀开启，利用波浪下行的能量将海水经由输水管道送入发电机舱，冲击水轮发电机发电，转化后的水重新排入大海。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备，本发明提供的波浪能发电设备具有结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海岸的发电，能广泛应用于近海或远海的发电。

本发明提供的供电系统，所述供电系统包括如上所述的波浪能发电设备。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备，本发明提供的波浪能发电设备具有收集波浪能量充分、结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海或远海的发电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的波浪能发电设备的第一种结构示意图；

图2为本发明提供的波浪能发电设备的第二种结构示意图；

图3为本发明提供的波浪能发电设备的第三种结构示意图；

图4为本发明提供的波浪能发电设备的第四种结构示意图。

图标：1－波浪能发电设备；10－能量收集装置；100－浮子；110－连杆；111－重力锤；120－缸体；121－第一横杆；122－第二横杆；123－弹簧；124－压力感应装置；20－止回阀；30－输水管道；300－排水阀；40－发电装置；50－水箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语如出现“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种波浪能发电设备1及供电系统，下面给出多个实施例对本发明提供的波浪能发电设备1及供电系统进行详细描述。

实施例1

本发明提供的波浪能发电设备1，其包括能量收集装置10、能量传递装置和发电装置40；能量收集装置10包括浮子100、连杆110、活塞和放置活塞的缸体120，连杆110的一端连接浮子100，连杆110的另一端与活塞相连接，并且活塞上设置有止回阀20；能量传递装置包括输水管道30，输水管道30用于连接缸体120和发电装置40，并且输水管道30上设置有止回阀20；发电装置40包括发电机舱以及放置于发电机舱中的水轮发电机。在使用本发明提供的波浪能发电设备1时，先将其放到海中，浮子100随着波浪上下浮动，通过连杆110带动活塞上下运动；当活塞向上运动时，活塞上的止回阀20开启，管道上的止回阀20关闭，让海水流入缸体120内，收集能量；当活塞下行时，活塞上的止回阀20关闭，管道上的止回阀20开启，利用波浪下行的能量将海水经由输水管道30送入发电机舱，冲击水轮发电机发电，转化后的水重新排入大海。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备1，本发明提供的波浪能发电设备1具有收集波浪能量充分、结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海或远海的发电。

连杆110可以为刚性连杆；并且可以将连杆110与活塞之间的连接设置为可拆卸地连接，连杆110与浮子100之间连接设置为可拆卸地连接。这样的目的在于，当连杆110、活塞与浮子100之间任意一个部件产生了损坏时，都可以对产生损坏的部件进行更换，而不需要对整体进行更换，降低了维修成本，也客观上延长了本发明提供的波浪能发电设备1的使用寿命。

具体地，如图1所示，缸体120内设置有横杆，横杆包括第一横杆121和第二横杆122，第一横杆121与第二横杆122通过弹簧123连接；连杆110下方设置有重力锤111，重力锤111位于第二横杆122上方，在重力锤111因为浮子100的作用沿上下方向运动时，带动第二横杆122相对于第一横杆121运动。

缸体120内还设置有压力感应装置124，用于感应此时缸体120内的液体的压力；并且在输水管道30与缸体120连通的一端设置有排水阀300。缸体120通过支撑杆固定在海底或采用浮式设计漂浮在海洋一定深度处。

如图2所示，浮子100的数量为多个，多个浮子100的尺寸不同，并且多个浮子100呈密集阵列式分布设置以便能更充分收集波浪的能量。本发明通过设置多个浮子100，且多个浮子100之间采用密集阵列式排布的方式设置以充分获取波浪能量，目的在于将本发明提供的波浪能发电设备1放入海洋后，密集阵列式排列的浮子100能够适应各个不同方向的来波，因此能够更充分的利用波浪能。

进一步地，浮子100可以为由亲水性材料制成。亲水性材料是指被水湿润，并能通过毛细管作用将水吸入材料内部的材料。

如图3所示，浮子100的形状可以设置为浮萍形。浮子100的形状可以为多种形状，将其设置为浮萍型有三个好处，其一是美观，其二是使得浮子100在受到波浪的冲击时更容易发生摇摆，从而带动活塞进行上下运动，其三是可根据海域典型波浪的振幅和波长大小来优化设计浮萍的大小，以便更充分地获取该海域波浪的能量。

水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出，是水电站生产电能的主要动力设备。

优选地，水轮发电机可以采用冲击式水轮发电机。冲击式水轮机是借助于特殊导水机构引出具有动能的自由射流，冲向转轮水斗，使转轮旋转做功，从而完成将水能转换成机械能的一种水力原动机。在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置和做工次数的不同，可分为切击式水轮机、斜击式水轮机和双击式水轮机。理论分析证明，当水斗节圆处的圆周速度约为射流速度的一半时，效率最高。冲击式水轮机在负荷发生变化时，转轮的进水速度方向不变，水头变化相对较小，速度变化不大，因而效率受负荷变化的影响较小，效率曲线比较平缓，最高效率超过91％。

缸体120底部设置有固定件，固定件用于将缸体120固定在海床上或将缸体120漂浮于海洋里。在投入使用时，可以利用缸体120底部的固定件将缸体120固定在海床上或将缸体120漂浮于海洋里。可替代地，也可以将缸体120底部直接锚固在海床上，使得整个缸体120均位于水面下或将缸体120漂浮于海洋里。将波浪能发电设备1固定于海面之下，使得其安全性高，并且固定件的设置也使得波浪能发电设备1更加便于安装。

缸体120侧边设置有出水口，出水口靠近缸体120底部设置。本发明提供的波浪能发电设备1采用浮萍形密集阵列式排布的浮子100获得能量，活塞压水形成动能，再经过缸体120将动能转化成压能，达到一定能量后再出水带动水轮机发电，将出水口设置于缸体120底部是为了在重力作用下水的动能可以直接转化为压能。

输水管道30的一端连接缸体120的出水口，输水管道30的另一端连接水轮发电机的入水口。输水管道30的作用是将缸体120内的水送入水轮发电机中，使得缸体120内的水对水轮发电机进行冲击，从而完成发电。

具体地，发电机舱被锚泊在海面上。锚泊是指用锚及锚链、锚缆将船或浮式结构物系留于海上，限制外力引起的漂移，使其保持在预定位置上的定位方式。

本发明提供的供电系统，供电系统包括如上所述的波浪能发电设备1。供电系统还可以包括有储电设备，储电设备用于将本发明提供的波浪能发电设备1制造的电能储备起来。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备1，本发明提供的波浪能发电设备1具有收集波浪能量充分、结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海或远海的发电。

实施例2

本发明提供的波浪能发电设备1，其包括能量收集装置10、能量传递装置和发电装置40；能量收集装置10包括浮子100、连杆110、活塞和放置活塞的缸体120，连杆110的一端连接浮子100，连杆110的另一端与活塞相连接，并且活塞上设置有止回阀20；能量传递装置包括输水管道30，输水管道30用于连接缸体120和发电装置40，并且输水管道30上设置有止回阀20；发电装置40包括发电机舱以及放置于发电机舱中的水轮发电机。在使用本发明提供的波浪能发电设备1时，先将其放到海中，浮子100随着波浪上下浮动，通过连杆110带动活塞上下运动；当活塞向上运动时，活塞上的止回阀20开启，管道上的止回阀20关闭，让海水流入缸体120内，收集能量；当活塞下行时，活塞上的止回阀20关闭，管道上的止回阀20开启，利用波浪下行的能量将海水经由输水管道30送入发电机舱，冲击水轮发电机发电，转化后的水重新排入大海。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备1，本发明提供的波浪能发电设备1具有收集波浪能量充分、结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海或远海的发电。

本发明提供的波浪能发电设备1的实施例2和实施例1的区别在于，如图4所示，能量收集装置10还包括有水箱50，水箱50与多个缸体120相连接，用于收集多个缸体120内的水。设置水箱50的目的在于，将多个缸体120内的水集中收集起来，再送入水轮发电机中进行发电，从而可以将不同浮子100收集到的不同方向的海洋波浪汇总到一个方向上去，从而实现了水流的定向运动。

综上所述，本发明提供的波浪能发电设备1，其包括能量收集装置10、能量传递装置和发电装置40；能量收集装置10包括浮子100、连杆110、活塞和放置活塞的缸体120，连杆110的一端连接浮子100，连杆110的另一端与活塞相连接，并且活塞上设置有止回阀20；能量传递装置包括输水管道30，输水管道30用于连接缸体120和发电装置40，并且输水管道30上设置有止回阀20；发电装置40包括发电机舱以及放置于发电机舱中的水轮发电机。在使用本发明提供的波浪能发电设备1时，先将其放到海中，浮子100随着波浪上下浮动，通过连杆110带动活塞上下运动；当活塞向上运动时，活塞上的止回阀20开启，管道上的止回阀20关闭，让海水流入缸体120内，收集能量；当活塞下行时，活塞上的止回阀20关闭，管道上的止回阀20开启，利用波浪下行的能量将海水经由输水管道30送入发电机舱，冲击水轮发电机发电，转化后的水重新排入大海。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备1，本发明提供的波浪能发电设备1具有收集波浪能量充分、结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海或远海的发电。

本发明提供的供电系统，供电系统包括如上所述的波浪能发电设备1。本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种新的结构的波浪能发电设备1，本发明提供的波浪能发电设备1具有收集波浪能量充分、结构简单，实施方便，维护成本低的特点，同时其具有较强的抗风浪能力，能广泛应用于近海或远海的发电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。