CN203856643U - 一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于新型可再生能源技术和海洋装备领域，特别是一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置。它包括漂浮平台、浮体、锚链、电缆和大抓力锚，漂浮平台通过锚链连接大抓力锚进行固定；浮体和平台之间采用较短的锚链连接；电缆布放并固定于平台表面。其特征是：浮体由于其自身的浮力足够大，能够保持浮体与漂浮平台间的连接锚链一直是拉紧的状态，当浮体受到波浪作用时会发生摆动，浮体内部的磁铁和线圈会随之发生相对运动产生线圈内磁通量的变化，进而产生感应电动势供应电力。本实用新型设计形式简单，适用于深水区域，适应各个方向的来波，能量转换效率较高，能量输出稳定，安全性高，便于安装和移动，应用前景良好。
Description
技术领域
本实用新型属于新型可再生能源技术和海洋装备领域，特别是一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置。
背景技术
随着全球能源危机的加剧，海洋波浪能的开发越来越受到重视。已有大量形式各异的波浪能装置被开发出来，按照装置的位置可分为离岸式、近岸式和沿岸式三种。目前研究较多、应用较广的设计大多都属于近岸式和沿岸式，如振荡水柱式波浪能装置、摆式波浪能装置和聚波水库波浪能装置。近岸和沿岸式装置由于其离大陆较近，安装和维护的成本较低，也易于连接到电网供电，受到研究者们的广泛青睐。然而，其缺点也是相当明显的，部分设计对于地形有严格的要求，如岸基振荡水柱式波浪能电站和聚波水库波浪能电站，部分设计对于近岸的其他产业如渔业有较大影响，在美观上也存在问题。另一方面，由于近岸大陆架的反射和浅化作用，波浪能向岸边传递时衰减很严重，近岸区域的波浪能密度相对较低。因此，开发离岸区域的波浪能技术是十分必要的。
目前，离岸式波浪能装置开发数量相对较少，具有代表性的是位于苏格兰的波浪能发电公司Pelamis在葡萄牙开发的Agucadoura波浪能发电场中的“海蛇”发电装置。一般地，离岸式装置安装于深水区域(水深大于40米)，这给波浪能装置的安装和维护都带来了挑战。由于离岸区域风浪资源丰富，且在时间分布上变化较大，甚至还会面临台风等极端天气，工程师们不得不重点考虑离岸式波浪能装置的稳定性和安全性。在保证波浪能转换装置能适应不同的天气状况的同时，需要考察设计在极端天气条件下的生存策略和生存能力。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：克服上述现有技术的不足及其面临的困难，提供一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，它能适应各个方向的海浪，高效地将波浪能转化为电能，为海上采油平台、观测站等离岸设施提供电力，同时具有较高的可靠性，易于安装和移动。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，包括漂浮平台、浮体、锚链、电缆和大抓力锚。漂浮平台通过锚链连接大抓力锚进行固定；浮体和平台之间采用较短的锚链连接；电缆布放并固定于平台表面。其特征是：浮体由于其自身的浮力足够大，能够保持浮体与漂浮平台间的连接锚链一直是拉紧的状态， 当浮体受到波浪作用时发生摆动，浮体内部的磁铁在浮体内预设的通道内运动，使得浮体内预设通道外缠绕的线圈的磁通量产生变化，进而产生感应电动势发出电力。
所述的一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征是：浮体和漂浮平台之间采用长为3-5个连接环的锚链连接。
所述的一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征是：在浮体的顶部内置了环形通道，通道内安装两个弧形磁铁，通道外分布感应线圈。
所述的一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征是：浮体顶部环形通道内安装的弧形磁铁采取同极相邻的方式进行布放。
所述的一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征是：浮体内环形通道中设置的弧形磁铁两极都安装了橡胶垫片。
由于浮体和漂浮平台之间采用的是锚链连接，当海浪通过漂浮平台时，浮体可以向漂浮平台所处平面上的各个方向摆动。浮体发生摇摆后，其顶部环形通道所处的平面不再处于水平状态，进而使得通道内的弧形磁铁在其自身的重力作用下产生加速度。而感应线圈是固定在环形通道周围的，于是发生了磁铁和感应线圈之间的相对运动后，线圈的磁通量产生变化进而产生感应电动势。在弧形磁铁进行加速或减速运动的过程中，两块弧形磁铁相互靠近时产生的同极间的排斥力可以作为一种保护手段，防止磁铁间发生碰撞而损坏。类似地，在每个弧形磁铁两极安装的橡胶垫片起到的也是保护磁极的作用。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型适用于波浪能资源较为丰富的深水区域，采用点吸收式的设计，适应各个方向的来波；其发电原理采用了感应线圈切割磁感线的方式，避免了次级能量转换，能量转换效率较高；在同一漂浮平台可安装多个浮体，有利于波浪能转换效率的稳定性，减少波浪的随机性的影响；本设计采用了位于水面以下的漂浮式平台，形式简单，安全性高，便于安装和转移。
附图说明
图1是本实用新型整体结构的示意图。
图2是单个浮体的剖视图。
图3是浮体顶部的俯视剖面图。
图4是本实用新型采用梯形漂浮平台的整体结构示意图。
图5是本实用新型采用丁字形浮体的整体结构示意图。
图中，1-圆锥形浮体，2-漂浮平台，3-大抓力锚，4-锚链，5-电缆，6-感应线圈，7-环形通道，8-锚链连接环，9-橡胶垫片，10-弧形磁铁，11-丁字形浮体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例1：
如图1所示，漂浮平台2通过锚链4进行固定，锚链4的另外一端利用大抓力锚3固定于海底；圆锥形浮体1分布于漂浮平台2上，没有波浪作用时浮体1在自身浮力的作用下是竖直向上的；各个浮体的底部连接电力传输电缆5，电缆5布放于漂浮平台上，并最终汇总到一根总缆向海上设施供电。
如图2所示，圆锥形浮体1与漂浮平台2之间采用锚链连接环8来连接；浮体1和漂浮平台2都位于平均海平面以下，其中浮体的顶部表面略低于海平面；浮体1的顶部内设置了环形通道7，通道周围布放了感应线圈6。
如图3所示，环形通道7中安装了两个弧形磁铁10，这两个弧形磁铁的同极是相邻的；在弧形磁铁10的两极都安装了橡胶垫片9。
本实施例的工作原理：
实际使用时，圆锥形浮体1处于漂浮状态，其上部表面接近水平面位置。当波浪传递到漂浮平台时，浮体1在波浪的推动下发生摆动，从而改变了浮体的重心位置。浮体顶部环形通道7所处的平面也随之发生了倾斜，弧形磁铁10在重力的作用下向环形通道7中低处加速运动，从而使得通过感应线圈6的磁通量发生了变化，进而产生感应电动势。当波峰通过后，在浮力作为恢复力的作用下，浮体1向平衡位置恢复，同时也向弧形磁铁10提供了一个指向平衡位置方向的加速度。由此，当波浪不断的作用于圆锥形浮体1时，无论波浪方向如何，弧形磁铁10都能保持连续的运动状态，从而使得感应线圈6不断产生感应电动势。当两块弧形磁铁10在加速或减速的过程中运动到相近位置时，两块磁铁相邻磁极产生的同极排斥力能够防止磁铁间发生碰撞而损坏。磁铁速度较大时，弧形磁铁两极安装的橡胶垫片9也将起到保护磁极的作用。
实施例2：
请参阅图1和图4，与实施例1不同仅在于：漂浮平台2的上平面为梯形，圆锥形浮体1的数目更多，且针对主要来波方向采用了有利于波浪能吸收转化的分布方式。
实施例3：
请参阅图1和图5，与实施例1不同仅在于：采用的浮体为丁字形浮体11。
尽管上面对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。
Claims (5)
1.一种基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，包括漂浮平台、浮体、锚链、电缆和大抓力锚，漂浮平台通过锚链连接大抓力锚进行固定；浮体和平台之间采用较短的锚链连接；电缆布放并固定于平台表面，其特征在于：浮体由于其自身的浮力足够大，能够保持浮体与漂浮平台间的连接锚链一直是拉紧的状态，当浮体受到波浪作用时发生摆动，浮体内部的磁铁在浮体内预设的通道内运动，使得浮体内预设通道外缠绕的线圈的磁通量产生变化，进而产生感应电动势发出电力。
2.根据权利要求1所述的基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征在于：浮体和漂浮平台之间采用长为3-5个连接环的锚链连接。
3.根据权利要求1所述的基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征在于：在浮体的顶部内置了环形通道，通道内安装两个弧形磁铁，通道外分布感应线圈。
4.根据权利要求1所述的基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征在于：浮体顶部环形通道内安装的弧形磁铁采取同极相邻的方式进行布放。
5.根据权利要求1所述的基于漂浮平台的点吸收式波浪能发电装置，其特征在于：浮体内环形通道中设置的弧形磁铁两极都安装了橡胶垫片。
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