专利名称：适应潮位变化的波浪能发电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种海洋能源利用的波浪能发电系统，特别是涉及一种采用液压自升降系统，无需人为操作的适应潮位变化的波浪能发电系统。
背景技术：
随着经济和社会的发展，人类对能源的需求越来越大，而全球的能源储备量却是有限的，特别是近年来常规能源过度消耗所引起的环境污染问题日益突出，使得世界各国加大了对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。据世界能源委员会的调查显示，全球可利用的波浪能达到20亿千瓦，相当于世界电产量的2倍。离岸坐底式波浪能发电系统采用浮力摆形式，将摆板连接在海底基础上，摆板在波浪的作用下绕摆轴前后摆动，从而推动液压缸输出高压油，高压油驱动液压马达，液压马达带动发电机发电。该技术具有能量转换效率高、机构简单、可靠性高等优点。但是，由于该发电系统受潮位影响显著，从而降低了系统的工作时间和能量转换效率，使其丧失了实用价值。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有能量转换效率高、机构简单、可靠性高的适应潮位变化的波浪能发电系统。本实用新型所采用的技术方案是一种适应潮位变化的波浪能发电系统，包括设置在海床上面的海底基础，分别固定在海底基础上面的2个以上的导向桩腿和液压升降系统，连接在所述液压升降系统顶端的支撑框架，所述的支撑框架还与2个以上的导向桩腿活动连接，并在所述的液压升降系统的驱动下沿设置在该导向桩腿上的滑道升降，所述的支撑框架上设置有随波浪而摆动的摆板装置和与该摆板装置相连的发电装置，在所述的摆板装置上安装有与液压升降系统通过导线相连接的潮位传感器。所述的液压升降系统包括有多个柱塞缸、对应连接在所述多个柱塞缸上的多个柱塞、以及供油箱，其中，所述的多个柱塞缸固定在海底基础上，所述的多个柱塞的顶端固定连接在支撑框架的底面，所述的供油箱的供油口分别通过多条供油管和设置在各供油管上的单向阀对应的与多个柱塞缸的进油口相连，所述供油箱的回油口通过回油管和设置在回油管上的液位控制开关阀分别连接各柱塞缸的出油口，所述的液位控制开关阀的信号输入端连接所述的潮位传感器。所述的摆板装置包括有摆板和摆轴，所述的摆板通过固定在支撑框架上的摆轴铰接的连接在支撑框架上，并且所述的摆板随着潮位的变化始终保持与海水水面相对位置不变，所述的摆板在垂直状态下，摆板的2/5 O. 5/5的部分高出海水水面。所述的摆板最佳水深位置为摆板在垂直状态下，摆板的1/5高出海水水面。所述的发电装置包括有液压缸、与液压缸的输出端连接的蓄能器、与蓄能器的输出端连接的液压马达，以及与液压马达的输出端连接的发电机，所述的液压缸的输入端连接摆板装置中的摆板。本实用新型的适应潮位变化的波浪能发电系统，具有如下有益效果I、本实用新型中采用液压自升降系统，无需人为操作，可随潮位变化调整摆板装置的位置；2、该技术具有能量转换效率高、机构简单、可靠性高等优点；3、本实用新型中各个部件均为常规产品，方便生产，降低成本。
图I是本实用新型的结构示意图； 图2是本实用新型中摆板装置侧视图；图3是本实用新型中波浪能发电系统发电原理图；图4是本实用新型中液压自升降系统结构示意图；图5是本实用新型中液压自升降系统的原理图。图中I :摆板装置2 :液压缸3:导向桩腿4:支撑框架5 :液压升降系统 6 :海底基础7 :海床8 :潮位传感器9 :海水水面10 :蓄能器11 :液压马达12 :发电机13 :滑道14 :供油箱15 :柱塞16 :柱塞缸17 :液位控制开关阀18 :单向阀19 :摆板20 :摆轴
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的适应潮位变化的波浪能发电系统做出详细说明。如图I 5所示，本实用新型的适应潮位变化的波浪能发电系统，包括设置在海床7上面的海底基础6，分别固定在海底基础6上面的2个以上的导向桩腿3和液压升降系统5，连接在所述液压升降系统5顶端的支撑框架4，所述的支撑框架4还与2个以上的导向桩腿3活动连接，并在所述的液压升降系统5的驱动下沿设置在该导向桩腿3上的滑道13升降，所述的支撑框架4上设置有随波浪而摆动的摆板装置I和与该摆板装置I相连的发电装置，在所述的摆板装置I上安装有与液压升降系统5通过导线相连接的潮位传感器8。如图4、图5所示，所述的液压升降系统5包括有多个柱塞缸16、对应连接在所述多个柱塞缸16上的多个柱塞15、以及供油箱14，其中，所述的多个柱塞缸16固定在海底基础6上，所述的多个柱塞15的顶端固定连接在支撑框架4的底面，所述的供油箱14的供油口分别通过多条供油管和设置在各供油管上的单向阀18对应的与多个柱塞缸16的进油口相连，所述供油箱14的回油口通过回油管和设置在回油管上的液位控制开关阀17分别连接各柱塞缸16的出油口，所述的液位控制开关阀17的信号输入端连接所述的潮位传感器8。如图2所示，所述的摆板装置I包括有摆板19和摆轴20，所述的摆板19通过固定在支撑框架4上的摆轴20铰接的连接在支撑框架4上，上端高出水面，摆板19可绕下端铰接的摆轴20转动，并且所述的摆板19随着潮位的变化始终保持与海水水面9相对位置不变，所述的摆板19在垂直状态下，该摆板19的2/5 O. 5/5的部分高出海水水面9，摆板19的最佳水深位置为摆板19在垂直状态下，摆板19的1/5高出海水水面9。如图I、图3所示，所述的发电装置包括有液压缸2、与液压缸2的输出端连接的蓄能器10、与蓄能器10的输出端连接的液压马达11，以及与液压马达11的输出端连接的发电机12，所述的液压缸2的输入端连接摆板装置I中的摆板19。 本实用新型的适应潮位变化的波浪能发电系统，通过液压升降系统、潮位传感器和滑道等部件实现了波浪能发电系统自适应潮位变化，使发电装置始终在最佳工作水深下运转，提高了系统的能量转换效率。其工作原理是当潮位上升时，本实用新型的适应潮位变化的波浪能发电系统在自身浮力作用下向上运动，带动与其连接的支撑框架4 一起沿桩腿4滑道13向上运动，由于支撑框架4与柱塞15连接在一起，所以在柱塞缸16中形成负压，此时液位控制开关阀17为常闭状态，供油箱14油压高于柱塞缸16，单向阀18打开，供油箱14通过单向阀18向柱塞缸16供油使其达到平衡状态。当潮位下降时，柱塞15受到摆板装置I的压力，使柱塞缸16内压力高于供油箱14压力，此时单向阀18处于反向关闭状态，液位控制开关阀17也处于关闭状态，但随着潮位的降低达到设定值时，潮位传感器8启动并传递信号到液位控制开关阀17从而打开液位控制开关阀17，液压油由柱塞缸16经液位控制开关阀17流向供油箱14，从而降低柱塞缸16内油压，柱塞15带动波浪能发电装置下降，直到海水水面9与摆板装置I上沿的距离恢复到初始值时，潮位传感器8控制液位控制开关阀17断电切断油路，波浪能发电装置停止下降，如此反复波浪能发电装置就可以随着潮位的变化始终保持与海水水面9相对位置不变。在上述过程中，摆板19始终终保持与海水水面9相对位置不变，摆板19在波浪的作用下绕摆轴20前后摆动，从而推动液压缸2输出液压油，液压油经油管进入蓄能器10，蓄能器为皮囊式结构，蓄能器设置压力控制阀，经蓄能器10增压后的液压油进入液压马达11，液压马达11带动发电机12发电。总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、均等变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种适应潮位变化的波浪能发电系统，其特征在于，包括设置在海床(7)上面的海底基础(6 )，分别固定在海底基础(6 )上面的2个以上的导向桩腿(3 )和液压升降系统(5 )，连接在所述液压升降系统(5)顶端的支撑框架(4)，所述的支撑框架(4)还与2个以上的导向桩腿(3)活动连接，并在所述的液压升降系统(5)的驱动下沿设置在该导向桩腿(3)上的滑道(13)升降，所述的支撑框架(4)上设置有随波浪而摆动的摆板装置(I)和与该摆板装置(I)相连的发电装置，在所述的摆板装置(I)上安装有与液压升降系统(5)通过导线相连接的潮位传感器(8)。
2.根据权利要求I所述的适应潮位变化的波浪能发电系统，其特征在于，所述的液压升降系统(5)包括有多个柱塞缸(16)、对应连接在所述多个柱塞缸(16)上的多个柱塞(15)、以及供油箱(14)，其中，所述的多个柱塞缸(16)固定在海底基础(6)上，所述的多个柱塞(15)的顶端固定连接在支撑框架(4)的底面，所述的供油箱(14)的供油口分别通过多条供油管和设置在各供油管上的单向阀(18)对应的与多个柱塞缸(16)的进油口相连，所述供油箱(14)的回油口通过回油管和设置在回油管上的液位控制开关阀(17)分别连接各柱塞缸(16)的出油口，所述的液位控制开关阀(17)的信号输入端连接所述的潮位传感器(8)。
3.根据权利要求I所述的适应潮位变化的波浪能发电系统，其特征在于，所述的摆板装置(I)包括有摆板(19)和摆轴(20)，所述的摆板(19)通过固定在支撑框架(4)上的摆轴(20)铰接的连接在支撑框架(4)上，并且所述的摆板(19)随着潮位的变化始终保持与海水水面(9)相对位置不变，所述的摆板(19)在垂直状态下，摆板(19)的2/5 O. 5/5的部分高出海水水面(9)。
4.根据权利要求3所述的适应潮位变化的波浪能发电系统，其特征在于，所述的摆板(19)最佳水深位置为摆板(19)在垂直状态下，摆板(19)的1/5高出海水水面(9)。
5.根据权利要求I所述的适应潮位变化的波浪能发电系统，其特征在于，所述的发电装置包括有液压缸(2)、与液压缸(2)的输出端连接的蓄能器(10)、与蓄能器(10)的输出端连接的液压马达(11)，以及与液压马达(11)的输出端连接的发电机(12)，所述的液压缸(2)的输入端连接摆板装置(I)中的摆板(19)。
专利摘要一种适应潮位变化的波浪能发电系统，包括设置在海床上面的海底基础，分别固定在海底基础上面的个以上的导向桩腿和液压升降系统，连接在所述液压升降系统顶端的支撑框架，所述的支撑框架还与个以上的导向桩腿活动连接，并在所述的液压升降系统的驱动下沿设置在该导向桩腿上的滑道升降，所述的支撑框架上设置有随海水的波浪而摆动的摆板装置和与该摆板装置相连的发电装置，在所述的摆板装置高出海水水面的部分上安装有与液压升降系统通过导线相连接的潮位传感器。本实用新型采用液压自升降系统，无需人为操作，可随潮位变化调整摆板装置的位置；具有能量转换效率高、机构简单、可靠性高等优点，生产成本低。
文档编号F03B15/00GK202673552SQ20122030485
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者张中华, 夏增艳, 黄勇, 王海峰, 郭毅, 李蒙, 段云棋 申请人:国家海洋技术中心