一种波浪能发电装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115076016A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210835452.6(22)申请日2022.07.15(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人李立军赵志勇敖尼尔张雨箫林瑜程赵浩云(51)Int.Cl.F03B13/18(2006.01)F03B13/22(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种波浪能发电装置(57)摘要目前的波浪能发电装置难以同时高效采集海浪的势能和动能，波浪能利用率低，而且还存在抗海水腐蚀和生物污损能力差、组网能力弱等问题。本发明提供了一种波浪能发电装置，属于新能源、新材料技术领域。本发明通过复合材料浮体和仿生水母结构，采集海浪的势能和动能，通过第二浮体和第二浮箱内的液压系统，带动发电机发电。主体结构采用了复合材料和超疏水涂层，可以提高抗腐蚀性能和抗海生物污着能力。第一浮体和第二浮体具有升降功能，恶劣海况下可以下潜避免受到大风浪的破坏。本发明采用模块化的设计理念，通过连接装置可以实现更多个浮体发电装置的组装，系统扩展方便且灵活，组网能力强，具有非常广阔的工程应用前景。CN115076016ACN115076016A权利要求书1/2页1.一种波浪能发电装置，其特征在于：该装置包括以下部分：第一浮体、第一浮箱、防护套管、第二浮箱、第二浮体、短锚链、浮标、长锚链、锚、第二浮体连接器支座、连接器轴、第一浮体连接器支座、水母罩、触须、水母气囊、活塞、活塞支座、密封圈、液压油缸、液压油管、液压蓄能器、进油管、液压泵、传动机构、发电机、储能装置、回油管、储油箱；它们之间的关系是：第一浮箱位于第一浮体上，由第一浮体承载，二者具有紧密的连接关系；第二浮箱位于第二浮体上，由第二浮体承载，二者具有紧密的连接关系；第一浮体与第二浮体通过第二浮箱连接器支座、连接器轴和第一浮箱连接器支座实现柔性连接，第一浮体与第二浮体可以相对转动；第一浮箱与第二浮箱通过活塞、活塞支座和液压油缸连接，液压油缸伸出第二浮箱的部分套有防护套管，防护套管的末端设有密封圈；第一浮体和第二浮体分别通过短锚链、浮标、长锚链和锚实现锚泊；使用第一浮体和第二浮体采集海浪运动的势能和动能，使用水母罩、触须与水母气囊组成的水母仿生结构采集海浪的势能和海流的动能，实现对多种海水质点能量的采集；第二浮体连接器支座、连接器轴和第一浮体连接器支座将第一浮体和第二浮体连接起来，而且第一浮体和第二浮体之间可以相对运动，进而实现第一浮箱和第二浮箱的相对运动，带动活塞在液压油缸内部的运动；通过液压蓄能器缓冲不稳定海浪运动对液压系统的冲击，使发电工作更平稳进行；液压泵通过传动机构带动发电机转动，实现发电，储能装置将所发电能存储起来，用于为海洋装备供电或输送到电网中；浮体数量不限定于两个，可以通过连接装置将多个浮体发电装置组合在一起，变成更大的发电系统，发电装置的数量根据发电功率需求而定；所述第一浮体，采用复合材料制造，外表面设计有超疏水微观结构，提高抗生物附着的能力，内部设有多个空腔，能够通过灌注或者排出海水来调整装置的重力和浮力关系，改变第一浮体在海水中的浮沉深度，调整其在海浪作用下的运动量；当遇到12级风浪以上恶劣海况时，第一浮体下潜，使第一浮箱下降到海面以下，保护整个装置，避免大风浪造成的系统过载和结构破坏；所述第一浮箱，采用复合材料制造，外表面设计有超疏水微观结构，提高抗生物附着的能力，主要作用是随着第一浮体运动，将第一浮体与第二浮体的相对运动转化为活塞的运动；所述第二浮箱，采用复合材料制造，外表面设计有超疏水微观结构，提高抗生物附着的能力，内部放置并固定有两套液压油缸，被压缩的液压油通过液压油管驱动液压蓄能器；所述第二浮体，采用复合材料制造，外表面设计有超疏水微观结构，提高抗生物附着的能力，内部分成两个舱室，靠近第二浮箱的舱室为设备舱，用于放置发电设备和储能设备；另外一个舱室为压载水舱，通过改变压载水体积调整第二浮体在海水中的浮沉深度；当遇到12级风浪以上恶劣海况时，第第二浮体下潜，使第二浮箱下降到海面以下，保护整个装置，避免大风浪造成的系统过载和结构破坏；所述水母罩，与触须和水母气囊共同组成了水母仿生结构，浮体下面布置有多个水母仿生结构，随着海水的运动，水母罩进行收缩和扩张运动，改变水母仿生结构内部的水量，使水母仿生结构产生上下运动，带动第一浮体和第二浮体运动，提高系统对海浪的势能的收集效果；触须可以收集海流的动能；通过改变水母气囊中的充气量，能调整水母仿生结构的运动方向，进而调整第一浮体与第二浮体的相对运动角度和幅度，提高浮体结构对海浪2CN115076016A权利要求书2/2页势能和动能的利用率；所述储能装置