专利名称：具有灾难应对功能的波浪能发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及新能源利用技术，尤其涉及具有灾难应对功能的波浪能发电系 统。
背景技术：
当前全球能源危机逐年加重，海洋可再生能源的开发受到越来越多的关注。波浪 能是海洋可再生能源的重要组成部分，是一种清洁的可再生能源。占地球表面积71%的海 洋蕴藏着巨大的波浪能，目前，人们已开发出数以千计的型式各异的波浪能发电装置。有一种底铰摇板式波浪能发电系统在英国处于实海况试验阶段，该装置将密度小 于海水的摇板铰接于海底的基础上，摇板在波浪作用下前后摆动带动活塞泵压缩海水，在 岸上形成高压水流，推动佩尔顿水轮机发电。该装置具有可靠性好、能量转换效率高、受地 形影响小、造价较低、易于安装维护等优点。但是，我国海况与英国海况相差很大，波浪以风浪为主，总体波能密度约为英国的 1/4，波周期约为英国的1/3，近岸海域一般海水含沙量较高，很多海域受台风影响显著，使 得上述底铰式波浪能发电装置无法直接引入我国。
发明内容本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种适合我国海况的具有灾难应对功 能的波浪能发电系统。为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决具有灾难应对功能的波浪能发电系统，包括波浪能俘获装置和发电设备，发电设 备为磁流体发电机，磁流体发电机包括流体泵、导流管和发电机，流体泵的输入端与波浪能 俘获装置相连，流体泵的输出端通过导流管与发电机相连，发电机通过电缆与海岸上的用 电设备相连。采用小型高效的新型磁流体发电机代替水轮机。因为我国沿海日常平均波能 密度较小，波浪能俘获装置无法俘获足够的能量，将大量的高压水流压缩到岸上驱动水轮 机发电。与传统转动发电机不同，磁流体发电机利用导电流体在磁场中切割磁力线来发电， 转换效率高，结构紧凑，可靠性好，特别适合我国波浪能密度小的实际情况。作为优选，波浪能俘获装置包括撑臂和浮筒，撑臂下端铰接于海底，撑臂上端连接 有浮筒，浮筒上端露出海平面。一般浮筒上端1/5至1/3部分露出海平面。即将原有波浪 能俘获装置由板式结构改为透空结构。这一改变适应短周期波浪作用力集中于在水表面的 特性，减小波浪能俘获装置运动过程中的附加质量，同时避免传统技术波浪能俘获装置底 部的泥沙冲淤，并节约建造材料。作为优选，波浪能俘获装置的宽度为3-10米，高度为3-10米。通过合理的设计，使 装置的固有周期接近日常海况的波浪周期，装置在日常工况下接近共振运行，装置振幅大， 转换效率高。当波浪周期为2-3秒时，装置的宽度可为5米左右，高度可为5米左右；当波 浪周期为4-5秒时，装置的宽度可为8米左右，高度可为8米左右。[0010]作为优选，浮筒与撑臂通过螺杆连接，实现灾害应对方案。螺杆连接强度根据日常 工况设计，螺杆在极端工况下超载破坏。我国南部沿海经常受到台风侵袭，台风会掀起巨 浪，是造成波浪能俘获装置毁坏的主要原因。装置运行过程中，浮筒受到的波浪力最大，由 于浮筒与撑臂的螺杆连接会在巨浪中破坏，使浮筒与系统分离，从而避免液压缸和基础的 破坏，将发电系统的灾害损失降低至仅有螺杆连接的破坏，解决了波浪能俘获装置必然面 对的灾害应对问题。作为优选，浮筒上设有充水孔，充水孔上设有塞子，塞子通过锁链与撑臂相连。与 撑臂分离后，浮筒自动充水。浮筒预留充水孔，正常工作时，冲水孔被橡胶塞塞住，橡胶塞通 过锁链与撑臂连接，低强度连接破坏后，塞在充水孔中的橡胶塞被锁链拉出，浮筒自动充水 并沉没，不会在台风中漂离很远。台风后可打捞浮筒，并重新安装。作为优选，浮筒上设有定位装置。通过定位装置更利于浮筒的打捞。作为优选，磁流体发电机与波浪能俘获装置的距离为0. 5-5米。作为优选，浮筒上端的1/5至1/3露出海平面。此高度，波浪能俘获效果更好。作为优选，波浪能俘获装置包括两个撑臂，两个撑臂与浮筒之间形成空腔。将原有 波浪能俘获装置由板式结构改为透空结构。这一改变适应短周期波浪作用力集中于在水表 面的特性，减小波浪能俘获装置运动过程中的附加质量，同时避免传统技术波浪能俘获装 置底部的泥沙冲淤，并节约建造材料。按照本实用新型的技术方案，磁流体发电机利用导电流体在磁场中切割磁力线来 发电，转换效率高，结构紧凑，可靠性好，特别适合我国波浪能密度小的实际情况。撑臂和浮 筒的设计，适应短周期波浪作用力集中于在水表面的特性，减小波浪能俘获装置运动过程 中的附加质量，同时避免传统装置波浪能俘获装置底部的泥沙冲淤，并节约建造材料。撑 臂和浮筒的连接及充水孔和橡胶塞的设计，解决了波浪能俘获装置必然面对的灾害应对问 题。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。图2为波浪能俘获装置的结构示意图。图3为图2中I部的放大示意图。图4为浮筒与撑臂的连接被灾难破环后的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述实施例1具有灾难应对功能的波浪能发电系统，包括波浪能俘获装置4和发电设备，发电 设备为磁流体发电机，磁流体发电机包括流体泵1、导流管2和发电机3，流体泵1的输入端 与波浪能俘获装置4相连，流体泵1的输出端通过导流管2与发电机3相连，发电机3通过 电缆7与海岸8上的用电设备9相连。波浪能俘获装置4包括撑臂41和浮筒42，撑臂41 下端铰接于海底5，撑臂41上端连接有浮筒42，浮筒42上端露出海平面6。波浪能俘获装 置4包括两个撑臂41，两个撑臂41与浮筒42之间形成空腔46。浮筒42上端的1/4露出海平面6。波浪能俘获装置4的宽度为5米，高度为5米。撑臂41与浮筒42通过螺杆连 接，并且为低强度连接。浮筒42上设有充水孔43，充水孔43上设有塞子44，塞子44为橡 胶塞，塞子44通过锁链45与撑臂41相连。浮筒42上设有定位装置。磁流体发电机与波 浪能俘获装置4的距离为1. 5米。上述装置适宜波浪周期为2-3秒的海况。实施例2具有灾难应对功能的波浪能发电系统，包括波浪能俘获装置4和发电设备，发电 设备为磁流体发电机，磁流体发电机包括流体泵1、导流管2和发电机3，流体泵1的输入端 与波浪能俘获装置4相连，流体泵1的输出端通过导流管2与发电机3相连，发电机3通过 电缆7与海岸8上的用电设备9相连。波浪能俘获装置4包括撑臂41和浮筒42，撑臂41 下端铰接于海底5，撑臂41上端连接有浮筒42，浮筒42上端露出海平面6。波浪能俘获装 置4包括两个撑臂41，两个撑臂41与浮筒42之间形成空腔46。浮筒42上端的1/4露出 海平面6。波浪能俘获装置4的宽度为8米，高度为8米。撑臂41与浮筒42通过螺杆连 接，并且为低强度连接。浮筒42上设有充水孔43，充水孔43上设有塞子44，塞子44为橡 胶塞，塞子44通过锁链45与撑臂41相连。浮筒42上设有定位装置。磁流体发电机与波 浪能俘获装置4的距离为1米。上述装置适宜波浪周期为4-5秒的海况。总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所 作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
权利要求1.具有灾难应对功能的波浪能发电系统，包括波浪能俘获装置(4)和发电设备，其 特征在于发电设备为磁流体发电机，磁流体发电机包括流体泵(1)、导流管(2)和发电机 (3)，流体泵(1)的输入端与波浪能俘获装置(4)相连，流体泵(1)的输出端通过导流管(2) 与发电机(3)相连，发电机(3)通过电缆(7)与海岸(8)上的用电设备(9)相连。
2.根据权利要求1所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于波浪能俘 获装置(4 )包括撑臂(41)和浮筒(42 )，撑臂(41)下端铰接于海底(5 )，撑臂(41)上端连接 有浮筒(42)，浮筒(42)上端露出海平面(6)。
3.根据权利要求2所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于波浪能俘 获装置(4)的宽度为3-10米，高度为3-10米。
4.根据权利要求3所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于撑臂(41) 与浮筒(42)通过螺杆连接。
5.根据权利要求4所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于浮筒(42) 上设有充水孔(43 )，充水孔(43 )上设有塞子(44 )，塞子(44 )通过锁链(45 )与撑臂(41)相 连。
6.根据权利要求5所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于浮筒(42) 上设有定位装置。
7.根据权利要求1所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于磁流体发 电机与波浪能俘获装置(4)的距离为0. 5-5米。
8.根据权利要求2所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于浮筒(42) 上端的1/5至1/3露出海平面(6)。
9.根据权利要求2所述具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其特征在于波浪能俘 获装置(4 )包括两个撑臂(41)，两个撑臂(41)与浮筒(42 )之间形成空腔(46 )。
专利摘要本实用新型涉及新能源利用技术，公开了具有灾难应对功能的波浪能发电系统，其包括波浪能俘获装置和发电设备，发电设备为磁流体发电机，磁流体发电机包括流体泵(1)、导流管(2)和发电机(3)，流体泵(1)的输入端与波浪能俘获装置相连，流体泵(1)的输出端通过导流管(2)与发电机(3)相连，发电机(3)通过电缆(7)与海岸(8)上的用电设备(9)相连。本实用新型转换效率高，结构紧凑，可靠性好，解决了波浪能俘获装置灾害应对问题，适合于我国波浪能密度小、海水含沙量高、经常受到台风影响的海况条件。
文档编号F03B13/18GK201925079SQ201020668148
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者勾莹, 宁德志, 张亦飞, 沈家法, 赵海涛, 郝春玲 申请人:国家海洋局杭州海洋工程勘测设计研究中心