定支架2、金属面板4、波浪能发电装置定子5、金属连杆6、波浪能发电装置浮子3，所述固定支架2设置在立波区域中，所述金属面板4焊接在固定支架2上，所述波浪能发电装置定子5通过穿口 8在金属面板4上移动，至波浪能发电装置浮子3中心正好位于立波波腹处，通过螺孔7与螺丝的配合将波浪能发电装置定子5固定住，所述金属连杆6设置在波浪能发电装置定子5中心处，所述波浪能发电装置浮子3连接在金属连杆6下端，还设置有录波仪9，所述录波仪9连接在波浪能发电装置定子5上，用于测量发电机的实际发电数据。
[0024]本发明基于布拉格共振的提高波浪能发电效率的水槽实验装置所用仪器及结构尺寸如下: 1.水槽长X 宽 X 高=60mX ImX 1.5m ；
2.波能聚集装置10由5个波长X波高=0.75mX0.24m的混凝土半正弦波峰柱体组成，每两个波峰柱体的间距为0.375m，波峰柱体的长度L为0.6m ;
3.波浪能发电装置定子5选用东南大学研发的直线永磁发电机，详见专利CN200920037744.5 ；
4.波浪能发电装置浮子3为上大下小的圆台体，顶面直径0.6m，高0.45m，底面直径0.4m ；
5.波浪能发电装置定子5四个边角处设置有螺孔用于固定；
6.金属面板4长X宽=ImX0.65m，金属面板4板中心切割出尺寸为长X宽=0.9mX0.15m的长方形穿口 8用于调节波浪能发电装置位置，水平方向上每隔0.03m布置I个螺孔7用于波浪能发电装置定子5固定，每边共有31个孔，如图3所示；固定支架2为四根直径X长=0.012mX 1.4m的螺纹钢，焊接在金属面板四个边角处，焊接点距金属面板侧边均为0.02m ；
7.金属连杆6直径X长=0.08m X 0.6m ；
8.平台布置在连续正弦地形前方1.5m处，即波能收集转换装置11布置在波能聚集装置10前方1.5m处；
9.录波仪9选用型号为中元华电ZH-103发电机监测及特性测试仪。
[0025]上述水槽实验装置的工作过程如下:
1.取水槽水深0.6m、规则入射水波波高0.08m，调整入射波的周期，使波峰柱体的波长恰好为规则入射水波波长的一半。在实施例1的条件下入射波的周期选用1.05秒。波浪经过波能聚集装置后，大部分能量将被反射，并在波能聚集装置迎浪方向产生立波区；
2.调节金属面板上波浪能发电装置的位置，使波浪能发电装置浮子恰好在立波区的波腹处，此处波高差最大，发电功率也最大；
3.波浪能发电装置浮子与波浪能发电装置定子组成的振荡浮子式波浪能发电装置收集到波浪能后转换为机械能发电；
4.使用录波仪测量振荡浮子式波浪能发电装置的瞬时电压；
5.仅放置振荡浮子式波浪能发电机，在相同的波浪要素与电阻下测量其瞬时电压，与本发明装置的瞬时电压进行对比；
6.将水槽水深加至0.7m，规则入射水波波高设置为0.08m，周期为1.05s，重复上述过程2_5进彳丁试验；
7.对所测得的试验数据进行分析，结果如图4和图5:从图4可以看出，在水深为0.6m且电路中电阻相同的情况下，运行本装置时波浪能发电装置的瞬时电压较正常发电时明显增大，增幅接近100%，发电效率也相应提升；从图5可以看出，当水深为0.7m且电路中电阻相同的情况下，运行本装置时波浪能发电装置的瞬时电压较正常发电亦有增大，增幅约50%，发电效率也有提升，因此可知，本发明提供的装置能有效提高波浪能发电效率。此外，对比图4图5可知，在波峰柱体尺寸不变，波浪要素仅改变水深的情况下，水深为0.6m时发电效率明显比水深为0.7m时高，所以波峰柱体的波高D与水深h比值不宜太小，否则会影响发电效率的提高。
[0026]如需研究不同波浪要素对本装置发电效率的影响，则只需在上述过程I中改变波浪要素初始条件，然后再根据上述过程2?5进行试验即可。
[0027]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，包括波能聚集装置(10)和波能收集转换装置(11)，所述波能聚集装置(10)包括有若干个按周期性排列的波峰柱体(1)，入射波浪经过波能聚集装置(10)在其迎浪侧形成立波区，所述波能收集转换装置(11)包括固定支架(2)、金属面板(4)以及波浪能发电装置，所述固定支架(2)设置在立波区中，所述金属面板(4)焊接在固定支架(2)上，所述波浪能发电装置可移动的设置在金属面板(4)上。2.根据权利要求1所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波浪能发电装置包括由波浪能发电装置定子(5)、金属连杆(6)和波浪能发电装置浮子(3)，所述波浪能发电装置定子(5)可移动的设置在金属面板(4)上，所述金属连杆(6)垂直贯穿于波浪能发电装置定子(5)并与其下方的波浪能发电装置浮子(3)相连接。3.根据权利要求2所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述金属连杆(6)设置在波浪能发电装置定子(5)中心处。4.根据权利要求2所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波浪能发电装置浮子(3)为上大下小的圆台体。5.根据权利要求2所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述金属面板(4)上沿着波浪传播方向设有一穿口(8)，所述穿口⑶的两侧沿着穿口⑶侧边设有等距离分布的螺孔(7)，所述螺孔(7)上设有相适配的螺丝。6.根据权利要求1所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波能聚集装置(10)由至少2块波峰柱体(I)按周期性排列组成，所述波峰柱体(I)的波长为入射波浪波长一半的整数倍，所述波能聚集装置(10)的周期性起伏延展方向与入射波浪方向一致。7.根据权利要求6所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波峰柱体(I)由混凝土制成。8.根据权利要求7所述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波峰柱体(I)设为5块。9.基于权利要求1-8任一项所述的一种提高波浪发电效率的装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(I)，收集所选海域的基础波浪资料； 步骤(2)，根据步骤(I)中所获得的基础波浪资料确定波峰柱体的尺寸:所述波峰柱体(I)的波长为入射波浪波长一半的整数倍，每个波峰柱体的长度与波浪发电装置浮子最大直径相等； 步骤(3)，在所选海域设置波能聚集装置:将步骤(2)中制得的至少2块波峰柱体按周期性排列，其周期性起伏延展方向与入射波浪方向一致； 步骤(4)，在所选海域设置波能收集转换装置:将固定支架固定在立波区中，并将金属面板焊接在固定支架上，沿入射波浪传播方向调整金属面板上波浪能发电装置定子的位置，使其下方通过金属连杆连接的波浪能发电装置浮子的中心正好位于立波波腹处，并用螺丝将波浪能发电装置定子固定在金属面板上。10.基于权利要求9所述的一种提高波浪发电效率的装置的制造方法，其特征在于，所述步骤(I)中基础波浪资料包括所选海域入射波浪的波长、波高、周期及所选海域的水深。
【专利摘要】本发明公开了一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法，该装置包括波能聚集装置和波能收集转换装置，波能聚集装置包括有若干个按周期性排列的波峰柱体，入射波浪经过波能聚集装置因发生布拉格共振而反射，在其迎浪侧形成立波区，波能收集转换装置包括固定支架、金属面板以及波浪能发电装置，固定支架设置在立波区中，金属面板焊接在固定支架上，波浪能发电装置可移动的设置在金属面板上。本发明提供的提高波浪发电效率的装置及其制作方法，将波浪能发电装置通过固定平台固定位置，通过布设周期性波峰柱体，而使入射波浪发生布拉格共振，将波浪能量聚集在特定区域，从而提高波浪能发电装置的发电效率。
【IPC分类】F03B13/14
【公开号】CN105114236
【申请号】CN201510509526
【发明人】陶爱峰, 王懿, 范骏, 余豪丰, 文铖, 李硕
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月18日