一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108999145A(43)申请公布日2018.12.14(21)申请号201811018825.0(22)申请日2018.09.03(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人李明伟张娜耿敬耿贺松赵玄烈张洋张立东薛蓉周加春张泰(51)Int.Cl.E02B3/06(2006.01)E02B8/06(2006.01)F03B13/14(2006.01)F03B13/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统(57)摘要本发明提供了一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统，属于海洋发电领域。本发明提供的系统包括振荡水柱式和振荡浮子式波浪能发电装置以及改进的梳式防波堤系统三部分，其中，改进的梳式防波堤系统放置于海底铺设的抛石基床上，振荡水柱式发电装置(以下简称PU-OWC)放置于沉箱迎浪测，实现波浪能向电能的转化。浮子式发电装置放置于梳式防波堤消浪室内，并固定于两个沉箱之间的横梁上，通过浮子随波浪上下运动将浮子的机械能转化为电能。本发明以改进的梳式防波堤系统作为主体结构，维护港池稳定的同时，为PU-OWC发电装置与振荡浮子式发电装置提供固定条件。所述PU-OWC与振荡浮子式发电装置通过将波浪能转化电能，提高系统整体消浪效果，增加结构可靠性。CN108999145ACN108999145A权利要求书1/1页1.一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统，其特征在于：系统放置于海底铺设的抛石基床上，由若干个单元体沿防波堤轴向连续布置构成；其中，每个单元的PU-OWC&OB&CTBW系统包括：振荡水柱式发电装置、振荡浮子式发电装置及改进的梳式防波堤三部分；所述改进的梳式防波堤包含沉箱(6)，导流墙(7)，翼板(14)，胸墙(15)，其中沉箱(6)沿防波堤轴向间隔布置，翼板(14)设置在相邻沉箱之间的背浪侧；胸墙(15)设置在沉箱(6)和翼板(14)上方；PU-OWC发电装置(1)放置在沉箱迎浪侧，由直立式上挡浪板(2)，斜坡式下挡浪板(3)，多弧段过渡面(4)，捕能气室(5)组成；所述的浮子式发电装置(9)固定于梳式防波堤相邻沉箱之间的横梁(10)上，由浮子(13)、连杆(12)和PTO装置(11)组成，浮子(13)随波浪起伏上下运动，PTO装置(11)经连杆(12)与浮子(13)连接，将浮子(13)的机械能转化为电能并输出；每两个单元组合形成消浪室(8)。2.根据权利要求1所述的一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统，其特征在于：所述振荡浮子式发电装置(9)设置浮子(13)静止时处于波浪能量聚集区，大约为静水面以下2到3倍波高处。2CN108999145A说明书1/4页一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统技术领域[0001]本发明涉及一种兼顾波浪能发电的梳式防波堤系统。具体涉及一种兼顾振荡水柱式与振荡浮子式波能发电的梳式防波堤系统，即PU-OWC&OB&CTBW系统(PUOscillatingWaterColumn&OscillationBuoy&CombTypeBreakwater)，属于海洋发电领域。技术背景[0002]发展海洋科技是建设海洋强国的重要举措。为提高海洋能开发利用能力，推进海洋能技术产业化，拓展蓝色经济空间，国家海洋局颁布我国首个海洋能发展专项规划(以下简称《规划》)。《规划》指出推进建设海岛(礁)可再生能源多能互补独立微网系统，具备为海岛(礁)提供持续、稳定电力供给的能力。《规划》将以显著提高海洋能装备技术成熟度为主线，着力推进海洋能工程化应用，夯实海洋能发展基础，实现海洋能装备从“能发电”向“稳定发电”转变，务求在海上开发活动电能保障方面取得实效。利用海岛(礁)周围海域波浪能等新型清洁能源是生态岛礁建设能源供给问题必要可行的解决方案。[0003]随着沉箱防波堤与岸式波浪能发电装置的发展，国内外学者对此进行了深入的研究。GiovanniMalara等提出一种新型U-OWC沉箱防波堤结构形式，并结合物模试验与数值模拟，验证结构形式的可靠性；李明伟等设计了一种新型PU-OWC直立式沉箱防波堤，并开展物模试验与数值模拟，探明结构形式的可靠性与水动力特性；秦辉等设计了一种带收缩水道的沉箱防波堤和OWC气室相结合的复合结构形式，采用水工物理模型试验研究，以气室内外波幅放大系数(相对波幅)、气室顶部空气点压力以及结构物前的波浪反射率作为考察参量，探讨了水道形式、入射波要素和气室的形状参数等对该复合结构工作性能的影响；吕若辰在对梳式防波堤进行稳定性测试的基础上，对防波堤展开了波能发电装置的设计和研究，确定融合振荡水柱式和水力透