一种新型多浮筒直驱式波浪能发电装置.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CN110206677A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910428266.9(22)申请日2019.05.22(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人刘川陈仁文黄文斌袁婷婷张宇翔黄斌徐旺(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.F03B13/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种新型多浮筒直驱式波浪能发电装置(57)摘要本发明公开了一种新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，属于波浪能采集领域，能够将波浪能高效的转换成电能，具有结构简单、便于安装与维修、环保的特点，能够适应各种波高和波浪周期，达到非常高的能量转换效率。本发明包括多个浮筒、Halbach永磁直线发电机、直线滑轨和滑轮，所述多个浮筒端面之间通过所述直线滑轨与滑轮连接形成一字形，所述Halbach永磁直线发电机的初级与次级分别安装在两个浮筒的相邻端面，所述浮筒表面安装加速度传感器，内部安装信号采集与处理系统，浮筒长度控制系统，电能控制与储存装置、电缆。加速度传感器与信号采集与处理系统、浮筒长度控制系统以及电能存储系统相连，Halbach永磁直线发电机的初级与电能控制与存储系统以及电缆相连。CN110206677ACN110206677A权利要求书1/1页1.一种新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，包括：多个浮筒、Halbach永磁直线发电机、直线滑轨和滑轮，所述多个浮筒端面之间通过所述直线滑轨与滑轮连接形成一字形，所述Halbach永磁直线发电机的初级与次级分别安装在两个浮筒的相邻端面，所述浮筒内部安装信号采集与处理系统、浮筒长度控制系统、电能控制与储存装置、电缆，所述信号采集与处理系统分别连接浮筒长度控制系统以及电能控制与存储系统，所述Halbach永磁直线发电机的初级分别连接电能控制与存储系统以及电缆。2.根据权利要求1所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述直线滑轨的两端安装弹簧。3.根据权利要求1所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述浮筒表面装有加速度传感器，所述加速度传感器分别连接所述信号采集与处理系统、浮筒长度控制系统以及电能控制与存储系统。4.根据权利要求1或3所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述浮筒数量根据海域自由增加，所述浮筒长度可调节，所述浮筒由高分子聚乙烯材料制成。5.根据权利要求1所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述Halbach永磁直线电机的初级包括线圈和初级铁芯，次级包括背铁和Halbach永磁体阵列。6.根据权利要求5所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述线圈采用8极12槽的绕组，所述永磁体的大小与数量根据浮筒半径决定。7.根据权利要求5所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述Halbach永磁阵列的材料是NdFeB35，所述背铁与初级铁芯的材料都是硅钢片。8.根据权利要求1所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，最靠近海岸的浮筒端面两端设置铁链锚在海岸上。9.根据权利要求1或2所述的新型多浮筒直驱式波浪能发电装置，其特征在于，所述直线滑轨与滑轮的材料为不锈钢。2CN110206677A说明书1/4页一种新型多浮筒直驱式波浪能发电装置技术领域[0001]本发明属于波浪能采集领域，尤其涉及一种新型多浮筒直驱式波浪能发电装置。背景技术[0002]目前，人类所消耗的能源仍以石油、煤炭、天然气等传统矿物能源为主，但再多的不可再生能源也有耗尽的一天。而随着经济社会的发展，对能源的需求越来越大，加速了能源的消耗，开发和利用可再生清洁能源已经迫在眉睫。近些年来，风能、太阳能等能源的开发利用势头不错，但对于蕴藏极其丰富、能量密度大的海洋波浪能的开发和利用还相对滞后，需要加大研发力度。[0003]传统的波能发电装置，如点头鸭式、越浪式、振荡浮子式、振荡水柱式等，由于存在转换机械结构复杂、转换效率低、耐冲击腐蚀能力差等缺点，实用性较差。这些装置都采用机械接口，包括变速箱，液压或气动系统等，作为动力输出系统来驱动传统的旋转发电机。然而，这些机械接口波浪能采集装置的复杂性导致更高的维护要求，更低的效率和可靠性。近年来，一种以结构简单，效率高，稳定可靠为目的的能量采集装置—直驱式波浪能发电装置，已成为研究的热门。直驱式波浪能采集装置采用线性发电机作为其动力输出系统，其转换器直接耦合到浮子，或通过简单的机械连接。然而，诸如系泊，海水腐蚀，维护通道和长水下电缆等不受约束的问题是直驱式波浪能采集装置开发的瓶颈。同时线性发电机也有一些内部缺点，