一种带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统及其浮子保护方法与流程

本发明属于波浪能发电装置领域，特别涉及该领域中的一种带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统及其浮子保护方法。

背景技术：

当今世界，煤炭、石油、天然气等传统化石能源日益减少，引发了能源价格不断上涨，能源危机不断临近。同时，由于化石能源的燃烧引起的环境污染严重威胁着地球上包括人类在内的所有生物。海洋能作为一种储量丰富且清洁环保的可再生能源，引起了人们的极大关注。而海洋中波浪能分布最为广泛、储量极为丰富，且与其他种类的海洋能资源相比，波浪能资源能流密度高，在近岸及离岸地区均可获取，波浪能发电装置出力保证率高。

作为第三代波浪能发电装置，采用漂浮式的振荡浮子作为能量捕获结构，开发优势明显：该类发电装置能量转换效率高，体量小，机构灵活，随波性好，可有效利用各方向入射波，且工作特点更为符合我国波浪周期短、波高小、多向性的资源条件。同时，基于前期开发研制基础，我国在振荡浮子波浪发电装置的发电转换效率、结构可靠性、工作稳定性、监测维护等关键技术上已取得了一定突破，研发了具有我国自主知识产权的、适用于我国波浪能资源条件的装置。

海浪具有巨大的能量，据测量，海浪对海岸的冲击力可达到每平方米30—50t，极端海况时可达每平方米60t，这对海洋工程、海上设施的破坏是毁灭性的。在极端海况下，振荡浮子发电装置由于浮子直径较大，需要承受非常大的海浪冲击力，一方面可能损坏浮子及固定浮子的导杆，另一方面有可能使整个发电装置倾覆。这就使如何在极端海况下对振荡浮子发电装置的浮子进行保护显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统及其浮子保护方法。

本发明采用如下技术方案：

一种带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统，其改进之处在于：所述的发电系统包括潜浮体底座和顶部工作平台，在潜浮体底座和顶部工作平台之间沿周向等间隔分布有四根导杆，浮子的四角分别穿在上述的一根导杆上并且可以沿导杆上下移动，在上下移动过程中浮子通过传动机构驱动液压马达实现发电；在顶部工作平台上安装有浮子升降控制箱，浮子升降控制箱内设置可与远程控制中心通信的控制感应系统，受控制感应系统控制的动力系统，由动力系统驱动的传动系统，传动系统的输出轴与浮子升降控制箱外的卷筒相连接并可带动其旋转，在卷筒上缠绕绳索，所述绳索的头部穿过顶部工作平台安装在浮子顶部的预埋钢孔中。

进一步的，所述的浮子升降控制箱有四个，各浮子升降控制箱沿周向等间隔分布在顶部工作平台上；浮子顶部的预埋钢孔也有四个，各浮子升降控制箱绳索的头部分别穿过顶部工作平台安装在浮子顶部的一个预埋钢孔中。

进一步的，浮子顶部的四个预埋钢孔沿周向等间隔分布在临近导杆的位置。

进一步的，所述的远程控制中心为陆上控制中心。

进一步的，所述的传动系统为液压传动系统。

进一步的，所述的绳索为超高分子量聚乙烯绳索。

一种振荡浮子发电系统的浮子保护方法，其改进之处在于：在极端海况发生时，陆上控制中心向四个浮子升降控制箱内的控制感应系统分别发出启动指令，各控制感应系统收到启动指令后控制动力系统启动，动力系统驱动传动系统带动卷筒旋转以收起绳索，四根绳索同时拉动浮子将其平稳的升离海面；在极端海况结束后，陆上控制中心向四个浮子升降控制箱内的控制感应系统分别发出关闭指令，各控制感应系统收到关闭指令后控制动力系统启动，动力系统驱动传动系统带动卷筒旋转以放下绳索，四根绳索同时放下使浮子平稳降回海面。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统，建造成本低，在极端海况下可以通过浮子升降控制箱把浮子升离海面以躲避海浪冲击，起到保护浮子的作用。四个浮子升降控制箱各自独立地被远程控制工作，即使其中某个浮子升降控制箱发生故障，其余正常工作的浮子升降控制箱仍可将浮子升离海面，工作可靠性高。

本发明所公开的带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统，浮子升降控制箱采用液压传动系统，与机械传动、电气传动相比，液压传动具有重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快、各种元件可以根据需要方便灵活地布置、操纵控制方便、可自动实现过载保护、使用寿命长、可以实现遥控等优点。

本发明所公开的带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统，绳索采用超高分子量聚乙烯，具有高抗张、高拉力、抗切割、热稳定性能良好、抗辐射性能优异、无惧uv紫外线、低比重（纤维密度仅为0.96，比水密度更低）、耐腐蚀性强、弯曲疲劳性好、以及强度极高（比凯芙拉高出40％，是碳纤维的两倍，优质钢丝的5-6倍，涤纶材质的10倍）等优点。能够满足长期海上工作的强度及可靠性要求。

本发明所公开振荡浮子发电系统的浮子保护方法，在极端海况时将浮子升离海面，在非极端海况时将浮子降回海面，操作简单。

附图说明

图1是本发明实施例1所公开振荡浮子发电系统的结构示意图；

图2是本发明实施例1所公开振荡浮子发电系统的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例1所公开振荡浮子发电系统中浮子部分的局部放大示意图；

图4是本发明实施例1所公开振荡浮子发电系统中浮子升降控制箱的部件连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1-3所示，本实施例公开了一种带有浮子保护机构的振荡浮子发电系统，所述的发电系统包括潜浮体底座2和顶部工作平台1，在潜浮体底座和顶部工作平台之间沿周向等间隔分布有四根导杆3，浮子4的四角分别穿在上述的一根导杆上并且可以沿导杆上下移动，在上下移动过程中浮子通过传动机构驱动液压马达实现发电；在顶部工作平台上安装有浮子升降控制箱5，如图4所示，浮子升降控制箱内设置可与远程控制中心通信的控制感应系统51，受控制感应系统控制的动力系统52，由动力系统驱动的液压传动系统53，液压传动系统的输出轴与浮子升降控制箱外的卷筒6相连接并可带动其旋转，在卷筒上缠绕绳索8，所述绳索的头部穿过顶部工作平台安装在浮子顶部的预埋钢孔7中。

在本实施例中，所述的浮子升降控制箱有四个，各浮子升降控制箱沿周向等间隔分布在顶部工作平台上；浮子顶部的预埋钢孔也有四个，各浮子升降控制箱绳索的头部分别穿过顶部工作平台安装在浮子顶部的一个预埋钢孔中。浮子顶部的四个预埋钢孔沿周向等间隔分布在临近导杆的位置。所述的远程控制中心为陆上控制中心。所述的绳索为超高分子量聚乙烯绳索。

本实施例还公开了一种振荡浮子发电系统的浮子保护方法，在极端海况发生时，陆上控制中心向四个浮子升降控制箱内的控制感应系统分别发出启动指令，各控制感应系统收到启动指令后控制动力系统启动，动力系统驱动传动系统带动卷筒旋转以收起绳索，四根绳索同时拉动浮子将其平稳的升离海面；在极端海况结束后，陆上控制中心向四个浮子升降控制箱内的控制感应系统分别发出关闭指令，各控制感应系统收到关闭指令后控制动力系统启动，动力系统驱动传动系统带动卷筒旋转以放下绳索，四根绳索同时放下使浮子平稳降回海面。