一种多维度的振荡浮子式波浪能转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及波能转换装置领域，尤其涉及一种多维度的振荡浮子式波浪能转换装置。
【背景技术】
[0002]波浪能是一种极具前途的清洁可再生能源，具有能量品质好、储藏量大、分布广泛的优点，它的开发利用对于推进可持续发展、海洋资源开发等具有重要意义，已引起世界诸多沿海国家和国际组织的关注和研究。在中国，对波浪能的开发利用技术的跟踪和研发已经列入了国家能源发展战略。
[0003]振荡浮子式通常是一种点吸收式波浪能转换装置，是目前研究最广泛、发展前景最好的波浪能转换技术之一，按照安装位置的不同可以分为岸基装置、近岸装置和离岸装置三大类。岸基装置一般依托海岸或者直接在海岸上安装布置，因为地理位置特殊性的要求，所以很少能够批量设计安装。近岸装置和离岸装置对安装区域要求限制较少，适于批量布置，尤其离岸装置，能够捕获更多的深水区能量。
[0004]振荡浮子式装置一般由两大部分组成:动浮体和静浮体，动浮体由一个或者多个浮体组成，漂浮于波面，作为波浪能聚集和吸收的载体，静浮体通常由一个浮体构成作为整个系统的稳定装置，有些应用于浅海水域的装置没有静浮体，动浮体通过连接构件与海底相连起到稳定作用。波浪的起伏运动给动浮体一定的作用力，使得动浮体随着波浪运动，动浮体将波浪能聚集捕获并转化为自身的动能和势能。装置一般采用机械式或液压式ΡΤ0系统(Power Take-off System，能量提取系统)，其作用是将浮体运动的机械能提取出来，再经过蓄能器等能量储存、传输单元，最终驱动发电机进行发电，或者通过其他设备制造淡水或冰等。
[0005]同其他类型的波浪能转换装置相比，振荡浮子式波浪能装置几乎没有水下结构，建造难度和成本较低;结构简单，抗浪性能较好，可靠性高;装置布置区域受限制较小，易于通过适当的分布形成波浪场，提高发电容量。目前开发的小型装置已经有部分试验应用于沿海小型航标灯器，大中型装置则主要应用于海上波浪能发电场。
[0006]传统结构的振荡浮子式波浪能转换装置一般仅吸收浮体上下方向的垂荡运动的能量，即单自由度振荡浮子式波浪能转换装置。传统结构的单自由度式装置具有上述诸多优势，但是也存在以下难以克服的缺点:
[0007](1)单自由度的浮体和ΡΤ0系统设计限制了装置波浪能转换效率的进一步提升。浮体在波浪中一般是三维、六自由度运动(纵荡、横荡、垂荡、横摇、俯仰和艏艉摇)，而单自由度装置仅仅吸收浮体在波浪中垂荡运动的能量，其他自由度运动的能量被忽略。
[0008](2)单自由度振荡浮子式波浪能转换装置一般采用有利于垂荡运动的水平截面为圆形的浮体。这种浮体在极端海况下透浪性较差，容易造成装置的损坏。
[0009](3)单自由度振荡浮子式波浪能转换装置浮体一般认为是一个单纯垂荡的浮体，只能有效利用一个垂荡固有频率，即在浮体垂荡固有频率与波浪频率接近或达到共振状态时，装置才具有较高的转换效率，这限制了装置对波浪周期的适应范围。
【发明内容】
[0010]本发明实施例提供一种多维度的振荡浮子式波浪能转换装置，以克服上述技术问题。
[0011]本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置，包括:
[0012]水面浮体、水下阻尼体、回复弹簧、若干液压缸、液压发电单元以及锚定单元；
[0013]所述水面浮体漂浮于波面，所述水下阻尼体位于水面之下，所述回复弹簧、所述若干液压缸设置于所述水面浮体与所述水下阻尼体之间，所述锚定单元设置于所述水下阻尼体下部；
[0014]所述水面浮体内设置有用于发电的液压发电单元。
[0015]进一步地，所述水面浮体为长方体或者圆柱体。
[0016]进一步地，所述回复弹簧两端分别位于所述水面浮体、所述水下阻尼体的中心点。
[0017]进一步地，所述若干液压缸对称布置于所述水面浮体的两端。
[0018]进一步地，所述水面浮体的长等于或者小于波长的二分之一。
[0019]本发明采用的水面浮体为具有一定纵向尺寸的浮体，且其下部两端对称布置若干液压缸，可以获取包括垂荡和俯仰等多自由度运动能量，可以大大提高波浪能发电效率。同时，本发明采用回复弹簧，也大大提高了装置对于不同海况的适应性。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0021]图1为本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置结构示意图；
[0022]图2为本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置垂荡运动幅频响应特征对比曲线图；
[0023]图3为本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置平均转换功率对比曲线图；
[0024]图4为本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置转换功率时域对比曲线图；
[0025]图5为本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置发电单元工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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付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。
[0027]图1为本发明多维度的振荡浮子式波浪能转换装置结构示意图，如图1所示，本实施例的装置可以包括:
[0028]水面浮体101、液压发电单元102、水下阻尼体103、回复弹簧104、若干液压缸105以及销定单元106;
[0029]所述水面浮体漂浮于波面，所述水下阻尼体位于水面之下，所述回复弹簧、所述若干液压缸设置于所述水面浮体与所述水下阻尼体之间，所述锚定单元设置于所述水下阻尼体下部；
[0030]所述水面浮体内设置有用于发电的液压发电单元。
[0031]进一步地，所述水面浮体为长方体或圆柱体。
[0032]进一步地，所述水面浮体的长等于或者小于波长的二分之一。
[0033]具体来说，水面浮体即动浮体，是一具有一定长度的浮筒。水下阻尼体作为静浮体，是一具有较大水平截面积的平板状浮体，具有较大的垂荡运动附加质量，在海水中基本不受波浪作用，为装置提供一个相对于海底近似静止的平台。在波浪的作用下，水面浮体以与回复弹簧的连接点为中心做垂荡、俯仰等多自由度耦合运动。水面浮体与水下