专利名称：适应小波浪发电的波浪能发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及海洋能源利用技木，尤其涉及适应小波浪发电的波浪能发电系统。
背景技术：
全球能源危机的逐年加重，使得世界各国加大了对海洋可再生能源利用的重视与投入。波浪能是绿色、清洁、零污染排放的可再生能源，其开发利用具有广阔的发展前景。目前，波浪能装置多为漂浮式结构，即波浪能装置漂浮在水面，在波浪作用下上下运动，以带动液压系统和发电机发电。但是，漂浮式结构的波浪能装置仅能利用水面部分的波浪能，从而降低了装置可吸收的能量和发电系统的发电效率。而且，我国近海的波浪较小，采用漂浮式结构的波浪能 发电装置的推广应用受到限制。
发明内容
针对现有技术的漂浮式结构的波浪能装置发电系统所存在的问题，本发明推出一种适应小波浪发电的波浪能发电系统，其目的在于将随波浪前后运动的摆板装置与水下液压系统和岸上发电设备结合起来，吸收海底到水面所有的波浪能，提高波浪能发电系统的发电效率。本发明所涉及的适应小波浪发电的波浪能发电系统，包括摆板装置、水下液压系统、海底基础和岸上发电设备。摆板装置采用矩形板结构，海底基础采用重力式沉箱结构，摆板装置与固定在海底基础上的摆轴铰接，水下液压系统固定在海底基础上，水下液压系统与摆板装置和岸上发电设备连接。
所述的摆板装置为矩形板，垂直设置在沉箱海底基础上，下端与固接在海底基础上的摆轴铰接，上端高出水面，摆板装置可绕下端铰接的摆轴转动。所述的水下液压系统包括液压缸、油管、蓄能器组、输油管。液压缸缸筒内设置活塞，活塞杆与摆板装置相连，液压缸通过连接油管和单向阀分别与蓄能器组连接。蓄能器组通过输油管与岸上发电设备连接，输油管包括出油管和补油管。液压缸连接的油管包括活塞前侧油管和活塞后侧油管。蓄能器组包括两个皮囊式结构的蓄能器，分别为蓄能器a和蓄能器b。蓄能器a和蓄能器b分别设置压カ控制阀，压カ控制阀与外部的油管连通。单向阀包括出油单向阀A、出油单向阀B和补油单向阀A、补油单向阀B。液压缸活塞前侧油管通过出油单向阀B和补油单向阀B分别与蓄能器a和蓄能器b连接，液压缸活塞后侧油管通过出油単向阀A和补油单向阀A分别与蓄能器a和蓄能器b连接。蓄能器a通过其压力控制阀与出油管连接，蓄能器b通过其压力控制阀与补油管连接。当液压缸排出油的油压不足时，无法通过输油管传输至岸上发电设备时，液压油进入蓄能器a中蓄能；当油压增加到一定程度，与蓄能器a相连的压カ控制阀打开，高压油从蓄能器a中输出，进入岸上发电设备。当补油管路中油压不足时，液压油先进入蓄能器b中蓄能；当油压增加到一定程度，与蓄能器b相连的压カ控制阀打开，油从蓄能器b中输出，进入液压缸进行补油。所述岸上发电设备包括增压单元、补油箱、液压马达和发电机。水下液压系统的蓄能器a通过出油管连接岸上发电设备的增压单元，蓄能器b通过补油管连接岸上发电设备的补油箱。增压单元连接液压马达，液压马达的转动轴连接发电机电枢。液压马达通过补油管连接补油箱。增压单元为变截面增压缸体结构，连接蓄能器a出油管的增压单元一端的缸体横截面积大，液压油通过横截面积由大到小变化的缸体增加油压。岸上发电设备配备有相互独立的3套液压马达和发电机。本发明所涉及的适应小波浪发电的波浪能发电系统应用时，摆板装置在海水中随 波浪运动前后摆动，与摆轴相连的活塞杆推动活塞在液压缸中前后移动。液压油在活塞的推动下从油管中输出，当油压不足以传输至岸上时，液压油进入蓄能器，油压增加后的液压油经油管进入岸上的增压单元，液压油经增压单元再次增压后，进入液压马达，液压马达带动发电机发电，实现利用波浪能发电。本发明涉及的适应小波浪发电的波浪能发电系统利用随波浪前后运动的摆板装置吸收海底到水面的波浪能，采用蓄能器和增压单元两级增压实现小波浪条件下发电，采用3套相互独立的发电机组适应不同波况，具有能量转换效率高、机构简单、可靠性高的特点，为海洋波浪能发电装置的推广应用开辟新的前景。
图I、本发明的适应小波浪发电的波浪能发电系统结构示意图；图2、本发明的适应小波浪发电的波浪能发电系统的水下液压系统结构示意图；图3、本发明的适应小波浪发电的波浪能发电系统的岸上发电设备结构示意图；图中标记说明I、摆板装置2、液压缸3、活塞后侧油管 4、活塞前侧油管5、蓄能器组6、海底基础7、海床8、海水水面9、摆轴10、岸上发电设备11、岸基12、出油管13、补油管14、出油单向阀A15、出油单向阀B 16、蓄能器a17、蓄能器b18、补油单向阀A19、补油单向阀B 20、增压单元21、补油箱22、液压马达a23、发电机a24、液压马达b25、发电机b26、液压马达c27、发电机 c
具体实施例方式结合附图对本发明的技术方案作进ー步描述。如图I至图3所示，本发明所涉及的适应小波浪发电的波浪能发电系统，包括摆板装置I、水下液压系统、海底基础6和岸上发电设备10。摆板装置I采用矩形板结构，海底基础6采用重力式沉箱结构，海底基础6安装在海床7上。摆板装置I与固定在海底基础6上的摆轴9铰接，水下液压系统固定在海底基础6上，水下液压系统与摆板装置I和岸上发电设备10连接，岸上发电设备10安装在岸基11上。水下液压系统包括液压缸2、活塞前侧油管4、活塞后侧油管3、出油单向阀A14、出油单向阀B15、补油单向阀A18、补油单向阀B19、蓄能器al6、蓄能器bl7、出油管12、补油管13。液压缸2缸筒内设置活塞，活塞杆与摆板装置I 相连。液压缸2活塞后侧油管3通过出油单向阀A14与蓄能器al6连接，通过补油单向阀A18与蓄能器bl7连接。液压缸2活塞前侧油管4通过出油单向阀B15与蓄能器al6连接，通过补油单向阀B19与蓄能器bl7连接。蓄能器组5通过出油管12和补油管13连接至岸上发电设备10。岸上发电设备10包括增压单元20、补油箱21、液压马达a22、发电机a23、液压马达b24、发电机b25、液压马达c26、发电机c27。增压单元20通过出油管12分别连接液压马达a22、液压马达b24、液压马达c26，补油箱21通过补油管13分别连接液压马达a22、液压马达b24、液压马达c26，液压马达a22的转动轴连接发电机a23电枢，液压马达b24的转动轴连接发电机b25电枢，液压马达c26的转动轴连接发电机c27电枢。发电机a23为采用双速控制的O. 2-2. 5KW发电机组，发电机b25为采用比例调速控制的I. 5-10KW发电机组，发电机c27为采用双速控制的10-30KW发电机组。本发明所涉及的适应小波浪发电的波浪能发电系统工作时，通过海水中随波浪前后摆动的摆板装置，推动液压缸中活塞前后移动输出液压油带动液压马达，进而实现发电机发电。当液压缸2内活塞向前移动时，缸前侧腔室通过液压缸活塞前侧油管4排出液压油，此时出油单向阀B15导通，液压油通过出油管12传输至岸上，当油压不足，无法传输至岸上时，液压油进入蓄能器al6，增压到一定程度，与蓄能器al6相连的压カ控制阀打开，高压油通过出油管12输出，通过出油管12输出的高压油进入岸上增压单元20增压，增压后通过出油管12连接3套相互独立的液压马达a22、液压马达b24、液压马达c26，液压马达a22、液压马达b24、液压马达c26的转动轴连接发电机a23、发电机b25、发电机c27电枢进行发电。同时缸后侧腔室补油，此时补油单向阀A18导通，通过补油管13补油；当液压缸2内活塞向后移动时，缸后侧腔室通过液压缸活塞后侧油管3排出液压油，此时出油单向阀A14导通，液压油通过出油管12传输至岸上，当油压不足，无法传输至岸上吋，液压油进入蓄能器al6，增压到一定程度，与蓄能器相连的压カ控制阀打开，高压油通过出油管12输出，同时缸前侧腔室补油，此时补油单向阀B19导通，通过补油管13补油。当补油管路中油压不足吋，液压油先进入蓄能器bl7中蓄能，当油压增加到一定程度，与蓄能器bl7相连的压カ控制阀打开，油从蓄能器bl7中输出，进入液压缸2进行补油。高压油经液压马达a22、液压马达b24、液压马达c26后经补油管13回输至补油箱21。
权利要求
1.一种适应小波浪发电的波浪能发电系统，其特征在于，包括摆板装置、水下液压系统、海底基础和岸上发电设备，摆板装置采用矩形板结构，摆板装置与固定在海底基础上的摆轴铰接，水下液压系统固定在海底基础上，水下液压系统与摆板装置和岸上发电设备连接；水下液压系统包括液压缸、油管、蓄能器组、输油管，液压缸缸筒内设置活塞，活塞杆与摆板装置相连，液压缸通过连接油管和单向阀分别与蓄能器组连接，蓄能器组通过输油管与岸上发电设备连接；岸上发电设备包括增压单元、补油箱、液压马达和发电机，水下液压系统的蓄能器组通过输油管连接岸上发电设备的增压单元，增压单元连接液压马达，液压马达连接发电机。
2.根据权利要求I所述的适应小波浪发电的波浪能发电系统，其特征在于，液压缸的连接油管包括活塞前侧油管和活塞后侧油管，蓄能器组包括蓄能器a和蓄能器b，单向阀包括出油单向阀A、出油单向阀B和补油单向阀A、补油单向阀B ;液压缸的活塞前侧油管通过出油单向阀B和补油单向阀B分别与蓄能器a和蓄能器b连接，液压缸的活塞后侧油管通过出油单向阀A和补油单向阀A分别与蓄能器a和蓄能器b连接。
3.根据权利要求2所述的适应小波浪发电的波浪能发电系统，其特征在于，所述蓄能器组的蓄能器a和蓄能器b为两个皮囊式结构的蓄能器，分别设置压カ控制阀。
4.根据权利要求I所述的适应小波浪发电的波浪能发电系统，其特征在于，所述连接水下液压系统蓄能器组和岸上发电设备的输油管包括出油管和补油管，蓄能器组包括蓄能器a和蓄能器b，蓄能器a通过出油管连接增压单元，蓄能器b通过补油管连接补油箱。
5.根据权利要求4所述的适应小波浪发电的波浪能发电系统，其特征在于，所述增压単元为变截面增压缸体结构，连接蓄能器a出油管的增压单元一端的缸体横截面积大。
6.根据权利要求I所述的适应小波浪发电的波浪能发电系统，其特征在于，岸上发电设备配备有相互独立的3套液压马达和发电机，发电机a为采用双速控制的O. 2-2. 5KW发电机组，发电机b为采用比例调速控制的I. 5-10KW发电机组，发电机c为采用双速控制的10-30KW发电机组。
全文摘要
本发明公开了一种适应小波浪发电的波浪能发电系统，包括摆板装置、水下液压系统、海底基础和岸上发电设备。摆板装置采用矩形板结构，海底基础采用重力式沉箱结构，摆板装置与固定在海底基础上的摆轴铰接，水下液压系统固定在海底基础上，水下液压系统与摆板装置和岸上发电设备连接。本发明涉及的适应小波浪发电的波浪能发电系统利用随波浪前后运动的摆板装置吸收海底到水面的波浪能，采用蓄能器和增压单元两级增压实现小波浪条件下发电，采用3套相互独立的发电机组适应不同波况，具有能量转换效率高、机构简单、可靠性高的特点，为海洋波浪能发电装置的推广应用开辟新的前景。
文档编号F15B1/02GK102705145SQ201210178708
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者夏增艳, 张中华, 李蒙, 王兵振, 王海峰, 郭毅, 黄勇 申请人:国家海洋技术中心