一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构的制作方法

本实用新型实施例涉及海浪发电储能领域，具体涉及一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构。

背景技术：

随着科学技术和现代化进程的加快，人类对能源的需求与日俱增，造成一次性能源消耗急剧增加并在不久的将来被用尽。况且传统的一次性能源如：煤炭，石油的开发和使用对环境造成极大的伤害。人们把目光转向地球上最大的能源基地-海洋。海浪有着蕴藏量巨大，清洁，无污染，可再生的巨大优点。20世纪70年代以来许多海洋国家积极开展了波浪能开发和利用的研究，并取得了巨大的进展。

传统的海浪发电技术都是利用海浪的作用驱动齿轮或者活塞，再把机械能通过发电机转换成电能输入外电网或者直接使用。现有的海浪储能技术主要分为以下几种：1.利用海水高度的波动落差，驱动浮箱和活塞，活塞将压缩空气压缩的岸基的压缩空气存储罐中，再利用压缩空气驱动汽轮机发电，输送到外网。2.利用海水高度的波动落差，驱动浮箱和齿轮齿条结构，以机械的形式传递能量到发电机，再将电力输送到外网。因为海浪的大小和时间的不确定性，此两种结构都无法稳定的输出电力和外部电网同步。

本实用新型所述的利用海浪提升海水的机构，可以通过利用海水面上升和下降对浮力箱和重力箱的作用力，循环往复提升海水至指定高度的上游水库，再利用上游水库和海平面的巨大高度落差驱动水轮机发电。极易做到和外部电网的同步，向外部电网供电。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，用以解决现有因为海浪的大小和时间的不确定性，此两种结构都无法稳定的输出电力和外部电网同步的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例主要提供如下技术方案：一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，包括：定滑轮、浮力箱、第一导向柱、导向架、第二导向柱和重力箱，所述定滑轮、第一导向柱、导向架和第二导向柱固定在海底，所述第一导向柱上限位滑动安装有浮力箱，所述导向架共设有两个，且两个导向架上分别固定有第一滑轮组和第二滑轮组，所述第二导向柱上限位滑动安装有重力箱，所述浮力箱的顶部设有第一卷扬机，所述浮力箱通过钢丝绳、第一卷扬机与水箱传动连接，所述重力箱的顶端设有第二卷扬机，所述重力箱通过钢丝绳、第二卷扬机与水箱传动连接，所述水箱的底部设有进出水口。

作为本实用新型进一步的方案：所述浮力箱与水箱之间的钢丝绳通过定滑轮和第一滑轮组进行导向。

作为本实用新型进一步的方案：所述重力箱与水箱之间的钢丝绳通过第二滑轮组进行导向。

作为本实用新型进一步的方案：所述浮力箱底面积为6*6平方米，高度2米，内部填充轻质泡沫，总重量控制在2吨。

作为本实用新型进一步的方案：所述水箱底面积4*4平方米，高度2米，内部填充海水，总重量控制在30吨，内部海水的高度可以根据即时海浪的高度调整，假设海浪高度2米，水箱内的水高度也是2米。

作为本实用新型进一步的方案：所述重力箱底面积6*6平方米，高度2米，内部冲海水，总重力控制在50吨。

作为本实用新型进一步的方案：所述水箱可单独用浮力箱或者单独用重力箱作为提升结构提升水箱。

作为本实用新型进一步的方案：所述浮力箱、重力箱和水箱可采用链条连接的方式。

本实用新型实施例提供的技术方案至少具有如下优点：本实用新型实施例提供的一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，利用海浪的上下波动，利用浮力箱和重力箱的循环作用，逐步提高水箱到上游水库水面的指定高度，再利用上游水库和海平面的巨大落差驱动水轮机，可以做到稳定发电，和外部电网同步。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的第一状态示意图。

图2为本实用新型实施例提供的第二状态示意图。

图3为本实用新型实施例提供的第三状态示意图。

图4为本实用新型实施例提供的第四状态示意图。

图5为本实用新型实施例提供的第五状态示意图。

图中：1、定滑轮；2、浮力箱；3、第一卷扬机；4、第一导向柱；5、第一滑轮组；6、导向架；7、第二滑轮组；8、第二导向柱；9、第二卷扬机；10、重力箱；11、水箱；12、进出水口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中可实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

请参阅图1，本实用新型提供的一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构的技术方案：一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，水面处于浪底最低位置，水箱11底部进出水口12打开，海水进入水箱11内部，水箱11注满水后，进出水口12关闭。浮力箱2，水箱11，重力箱10在自身重力和海水浮力的共同作用下处于图1所示的状态，第一卷扬机3和第二卷扬机9的钢丝绳处于拉紧状态；此时海水面开始上升，第一卷扬机3处于锁死状态，浮力箱2由于海水面上升，水箱11受到的浮力增大，进而通过钢丝绳拉动水箱11上升；重力箱10由于海水面上升而升高，连接重力箱10和水箱11的钢丝绳逐渐松弛，第二卷扬机9探测到钢丝绳受力减小开始工作，将钢丝绳收紧；当水面上升到最高处时，浮力箱2，水箱11，重力箱10处于图2所示状态。

请参阅图2，本实用新型提供的一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构的技术方案：一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，此时海水面开始下降，水箱11和重力箱10受到水的浮力同时减小，由于重力箱10的底面积大于水箱11的底面积，且总重量大于水箱11，重力箱10会继续下降，且利用自身重力把水箱11再度拉高；浮力箱2随水平面下降，连接浮力箱2和水箱11的钢丝绳松弛，第一卷扬机3探测到钢丝绳受力减小，开始工作，将钢丝绳收紧；当水面下降到最低处时，浮力箱2，水箱11，重力箱10处于图3所示状态。

请参阅图3，本实用新型提供的一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构的技术方案：一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，浮力箱2依靠自身重力和海水浮力漂浮在水面。水箱11由于重力箱10的拉力处于图示位置；重力箱10在水箱11拉力，自身重力和海水浮力三个力的共同作用下处于图示位置；此时水面开始上升，浮力箱2的浮力逐渐增大，而重力箱10的重力逐渐减小。对水箱11的拉力有重力箱10转换到浮力箱2，水箱11的位置保持不变；当水位继续上升到一定位置，对水箱11的拉力由重力箱10完全转换到浮力箱2；水面继续上升，浮力箱2拉动水箱11上升，重力箱10所受到的浮力大于其本身重量也随水面上升，重力箱10和水箱11之间的钢丝绳开始处于松弛状态，第二卷扬机9探测到钢丝绳受力减小，开始收紧钢丝绳；当水面上升到最高点时，浮力箱2，水箱11，重力箱10处于图4所示状态。

请参阅图4，本实用新型提供的一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构的技术方案：一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，在此点最高水位时的受力状况：浮力箱2受到自身重量，海水浮力，水箱11拉力三个力的作用箱处于图示位置；水箱11受到浮力箱2的拉力和自身重量的作用处于图示位置；重力箱10受到自身重力和海水浮力漂浮于水面；此时水面开始下降，浮力箱2和重力箱10所受到的浮力逐步减小，浮力箱2对水箱11的拉力逐步减小，重力箱10对水箱11的拉力逐步加大；水面到一定位置，对水箱11的拉力逐步有浮力箱2转换到重力箱10；水面继续下降，重力箱10拉动水箱11上升。浮力箱2同时随水面下降，浮力箱2和水箱11的钢丝绳处于松弛状态，第一卷扬机3探测到钢丝绳拉力减小，开始工作，收紧钢丝绳；当水面下降到最低水面时，浮力箱2，水箱11，重力箱10处于图5所示状态。

请参阅图5，本实用新型提供的一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构的技术方案：一种利用海浪波动和潮汐提升海水的储能发电机构，在此状态下：浮力箱2依靠自身重量和海水浮力漂浮于图示位置；水箱11受到重力箱10的拉力和自身重量的作用处于图示位置；重力箱10受到水箱11拉力，自身重量，海水浮力，三个力的共同作用处于图示位置；此时水面开始上升：对水箱11的拉力再次由重力箱10转换到浮力箱2进行下一次提升；进入下一个提升循环直至指定高度；水箱11到达指定高度后，水箱11进出水口12打开，放出海水，海水沿引水管道平流至上游水库；排出海水后，第一卷扬机3和第二卷扬机9同时同步放松钢丝绳，水箱11在自身重力作用下下降至水面以下，海水沿进出水口12进入水箱11；海水进入水箱11到一定高度后，进出水口12关闭；浮力箱2和重力箱10在海水波浪的作用下再次循环提升水箱11，进入下一个循环；此机构可以在海水波浪的作用下，逐步将海水提升到上游水库，再利用上游水库水面和海水水面的巨大高度差驱动水轮机发电；此机构可以解决常规的海水波浪发电易受海浪大小不确定因素的影响，积聚能量，实现稳定发电，输出到外部电网。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。