CN101639030A - 一种水面波动能量回收装置 - Google Patents

一种水面波动能量回收装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101639030A
CN101639030A CN200910023656A CN200910023656A CN101639030A CN 101639030 A CN101639030 A CN 101639030A CN 200910023656 A CN200910023656 A CN 200910023656A CN 200910023656 A CN200910023656 A CN 200910023656A CN 101639030 A CN101639030 A CN 101639030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnet
wave
water surface
energy recovery
recovery device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910023656A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101639030B (zh
Inventor
高强
郭金刚
王婉秦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changan University
Original Assignee
Changan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN2009100236564A priority Critical patent/CN101639030B/zh
Publication of CN101639030A publication Critical patent/CN101639030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101639030B publication Critical patent/CN101639030B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明属于可再生能源技术领域，公开了一种水面波动能量回收装置，适用于将海洋表面波浪能量回收并转化为电能。它包括固定连接的下浮子体和上浮子体，所述下浮子体设置有配重体和铁锚，所述上浮子体为一腔体，其特征在于，所述腔体内设置有波动能量回收单元，所述波动能量回收单元包含感应线圈、感应线圈支架、板簧、板簧支架、磁铁，所述板簧的一端固定在板簧支架上，其另一端固定所述磁铁，磁铁在水面波浪的作用下垂直感应线圈轴线往复摆动，感应线圈相对磁铁运动，切割磁力线发电。

Description

一种水面波动能量回收装置
技术领域
本发明属于可再生能源技术领域，具体涉及一种水面波动能量回收装置，适用于将海洋表面波浪能量回收并转化为电能。
背景技术
长期以来，人类对石油、煤炭等化石能源的大量使用不仅造成上述资源日渐枯竭，而且引发了全球暖化、环境污染等诸多严重的问题。为了解决能源短缺、全球暖化及日益严重的环境问题，近年来，可再生能源得到世界各国政府的高度重视，并投入了大量经费进行相关理论与技术的研究及开发。
海洋波浪发电是可再生能源技术领域重要的研究方向之一。海洋波浪发电利用特定的装置回收波浪中蕴含的动能和势能，并推动发电机产生电能输出，是一种取之不尽，用之不竭的能源。现有技术条件下，海洋波浪发电主要有以下几种形式：1)将波浪能转化为空气压力能发电。该方法利用波浪在空气腔中的起伏交替产生正压和负压，推动涡轮机，进而带动发电机旋转发电，例如日本科学家发明的应用于无供电海洋航标灯上的发电装置；2)将波浪能转化为液压能，通过液压马达带动发电机工作。与此相关的专利较多，例如由英国科学家设计的著名的“海蛇”(Pelamis)波浪发电***，已经达到实用化水平，且有多套装置投入运营；3)将波浪能转化为机械能。如英国科学家Salter发明的“鸭式”波浪发电装置等。
上述海洋波浪发电技术目前存在的主要问题是结构复杂、能量吸收效率相对较低、能量转化环节多，因而，总体能量回收效率低，发电功率小。
发明内容
针对当前海洋波浪发电技术中存在的问题，本发明提出了一种水面波动能量回收装置，结构简单，能够高效率地回收波浪能量，大幅提高发电量，并降低发电成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种水面波动能量回收装置，包括固定连接的下浮子体和上浮子体，所述下浮子体设置有配重体和铁锚，所述上浮子体为一腔体，其特征在于，所述腔体内设置有波动能量回收单元，所述波动能量回收单元包含感应线圈、感应线圈支架、板簧、板簧支架、磁铁，所述板簧的一端固定在板簧支架上，其另一端固定所述磁铁，磁铁在水面波浪的作用下垂直感应线圈轴线往复摆动，感应线圈相对磁铁运动，切割磁力线发电。
本发明的进一步改进和特点在于：
所述腔体内设置有两个波动能量回收单元，所述两个波动能量回收单元中磁铁的往复摆动中分面(即本装置处于静止状态时平行于自身板簧面的平面)相互垂直。
所述腔体内设置有三个波动能量回收单元，所述三个波动能量回收单元中磁铁的往复摆动中分面相互垂直，以便回收波浪三个方向的波动能量。
所述磁铁为永久磁铁，永久磁铁上绕制有励磁线圈。
所述上浮子体的水平截面为椭圆，在椭圆的长轴两端分别安装有前导向板、后导向板，后导向板之后安装有两片张开的尾鳍。
在本发明中，板簧的一端固定在板簧支架上，其另一端固定磁铁，一方面使用板簧作为弹性元件向磁铁提供振动回复力，另一方面，板簧能够限制磁铁在平面内2个方向及3个旋转方向共5个自由度的运动，为磁铁运动起到导向作用；如使用常见的螺旋弹簧，则必须附加导向机构限制磁铁在上述5个自由度的运动，因此，本发明使用板簧简化了装置结构，降低了制造成本。同时，由于其结构简单，能量转化环节少，能量损耗小，从而波浪能量回收效率高。
当上浮子体的水平截面为椭圆，在椭圆的长轴两端分别安装有前导向板、后导向板，后导向板之后安装有两片张开的尾鳍；如果本装置具有两个或三个波动能量回收单元时，其中一个的磁铁往复摆动中分面与椭圆长轴垂直，一个的磁铁往复摆动中分面与铅垂线垂直，以便回收波浪前进方向和垂直方向的波动能量。
附图说明
图1为一种水面波动能量回收装置的主视剖面示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为具有励磁线圈的波动能量回收单元的俯视示意图；
图4为海洋表面波浪俯视示意图；
图5为图4的D-D剖面图；
图6为一种两方向水面波动能量回收装置的主视剖面图；
图7为图6的俯视图；
图8为一种三方向水面波动能量回收装置的主视剖面图；
图中：1、上浮子体；2、下浮子体；3、配重体；4、缆绳；5、腔体；6、线圈支架；7、感应线圈；8、磁铁；9、板簧支架；10、板簧；11、励磁线圈；12、波峰线；13、前导向板；14、后导向板；15、尾鳍；
I：波浪x方向波动能量回收单元；
II：波浪z方向(垂直方向)波动能量回收单元；
III：波浪y方向波动能量回收单元。
具体实施方式
参照图1、图2，为采用本发明的一种水面波动能量回收装置，适用于将海洋表面波浪能量回收并转化为电能。该装置主要包括：固定连接的上浮子体1和下浮子体2。
下浮子体2为细长结构，其底部固定有配重体3，使本装置能够在水中保持直立姿态；配重体3的质量应使得上、下浮子体1、2整体能够漂浮在水面，并使水平面淹没上浮子体1约四分之一左右；配重体3下部设置有铁锚，铁锚和配重体3之间通过缆绳4连接，用来将本装置固定在选定位置，防止随波漂离。
上浮子体1为一密闭的腔体，腔体5内设置有波动能量回收单元。该波动能量回收单元包含感应线圈7、感应线圈支架6、板簧10、板簧支架9、磁铁8。感应线圈支架6和板簧支架9分别相对置，固定在腔体5的底面，感应线圈7为两个，相互平行并沿同一水平轴线固定在感应线圈支架6的两端；板簧10为钢板弹簧，钢板弹簧的一端固定在板簧支架9上，其另一端固定磁铁8，磁铁8为永久磁铁，永久磁铁轴线与感应线圈轴线平行。永久磁铁在海面波浪上下波动的作用下，在两个感应线圈之间垂直于线圈轴线往复摆动，从而实现感应线圈相对永久磁铁的运动，切割磁力线发电。
参照图3，为了进一步提高本发明装置的发电效率，在永久磁铁8外缠绕励磁线圈11。直流励磁电压UL在励磁线圈11上产生励磁电流，使得永久磁铁8的磁场强度进一步增强，因而能够提高发电效率。励磁电压UL可以由蓄电池提供，也可由本发明装置产生的感生电流经整流、滤波及稳压后得到，因此，励磁线圈11不需要外界供给能量。
参照图4、图5，波浪运动过程中，通常波峰会连成波峰线12涌向海岸，在波浪前进方向(x向)波浪能量较大，而在波峰线的切线方向(y向)能量较小。垂直波峰线12的平面(D-D剖面)内，波浪在起伏方向(z向)的能量也较大。为了最大限度地吸收波浪这两个方向的振动能量，本发明装置作如下改进。
参照图6、图7，一种两方向水面波动能量回收装置。腔体内设置有两个波动能量回收单元I、II，两个波动能量回收单元中磁铁的往复摆动中分面(即本装置处于静止状态时平行于自身板簧面的平面)相互垂直。此装置上浮子体1的水平截面为椭圆形，沿椭圆的长轴，其一端固定有前导向板13，另一端依次固定有后导向板14，及两片张开的尾鳍15。同时，波动能量回收单元I的磁铁往复摆动中分面与椭圆长轴垂直，单元II的磁铁往复摆动中分面与铅垂线垂直。当波浪前进方向与椭圆长轴方向不一致时，波浪会对后导向板14和尾鳍15产生较大的冲击力，从而对上浮子体1施加一个逆时针转矩，促使椭圆形浮子体1旋转，只有当长轴与波浪前进方向一致时，转矩才会消失。因此，前、后导向板13、14及尾鳍15能够使椭圆长轴总是与波浪前进方向保持平行，从而最大限度的吸收波浪前进方向(x向)及垂直方向(z向)的能量，提高发电效率。
参照图8，一种三方向水面波动能量回收装置，与前述的两方向水面波动能量回收装置相比，再增加了一个波动能量回收单元III，并且三个波动能量回收单元中磁铁的往复摆动中分面相互垂直，能够实现海面波浪三个方向波动能量的吸收，从而提高能量回收效率。由于波动能量回收单元结构简单，造价较低，所以整个装置的总费用上升不多。

Claims (5)

1、一种水面波动能量回收装置，包括固定连接的下浮子体和上浮子体，所述下浮子体设置有配重体和铁锚，所述上浮子体为一腔体，其特征在于，所述腔体内设置有波动能量回收单元，所述波动能量回收单元包含感应线圈、感应线圈支架、板簧、板簧支架、磁铁，所述板簧的一端固定在板簧支架上，其另一端固定所述磁铁，磁铁在水面波浪的作用下垂直感应线圈轴线往复摆动，感应线圈相对磁铁运动，切割磁力线发电。
2、根据权利要求1所述的一种水面波动能量回收装置，其特征在于，所述腔体内设置有两个波动能量回收单元，所述两个波动能量回收单元中磁铁的往复摆动中分面相互垂直。
3、根据权利要求1所述的一种水面波动能量回收装置，其特征在于，所述腔体内设置有三个波动能量回收单元，所述三个波动能量回收单元中磁铁的往复摆动中分面相互垂直。
4、根据权利要求1所述的一种水面波动能量回收装置，其特征在于，所述磁铁为永久磁铁，永久磁铁上绕制有励磁线圈。
5、根据权利要求1或2所述的一种水面波动能量回收装置，其特征在于，所述上浮子体的水平截面为椭圆，在椭圆的长轴两端分别安装有前导向板、后导向板，后导向板之后安装有两片张开的尾鳍。
CN2009100236564A 2009-08-20 2009-08-20 一种水面波动能量回收装置 Expired - Fee Related CN101639030B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100236564A CN101639030B (zh) 2009-08-20 2009-08-20 一种水面波动能量回收装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100236564A CN101639030B (zh) 2009-08-20 2009-08-20 一种水面波动能量回收装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101639030A true CN101639030A (zh) 2010-02-03
CN101639030B CN101639030B (zh) 2011-06-29

Family

ID=41614167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100236564A Expired - Fee Related CN101639030B (zh) 2009-08-20 2009-08-20 一种水面波动能量回收装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101639030B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287310A (zh) * 2011-07-26 2011-12-21 南京航空航天大学 一种蛇形波浪能采集装置
CN105840408A (zh) * 2016-03-14 2016-08-10 浙江海洋学院 一种自适性洋流发电装置
CN105840407A (zh) * 2016-03-14 2016-08-10 浙江海洋学院 一种漂浮式海洋发电装置
CN105840406A (zh) * 2016-03-14 2016-08-10 浙江海洋学院 一种基于潮汐能的自调节发电装置
CN105863941A (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 浙江海洋学院 一种自适性海洋涡轮发电装置
CN105863935A (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 浙江海洋学院 一种用于海洋的自调节发电装置
RU2637529C1 (ru) * 2016-11-01 2017-12-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Преобразователь внешней кинетической энергии в электроэнергию
WO2018006290A1 (zh) * 2016-07-06 2018-01-11 林世轩 螺杆式动能产生装置
CN110154667A (zh) * 2019-05-28 2019-08-23 西南交通大学 一种带振动能量回收的磁悬浮主动悬架装置
CN117375313A (zh) * 2023-12-05 2024-01-09 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 一种风力发电装置及储能***

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102287310A (zh) * 2011-07-26 2011-12-21 南京航空航天大学 一种蛇形波浪能采集装置
CN105840408A (zh) * 2016-03-14 2016-08-10 浙江海洋学院 一种自适性洋流发电装置
CN105840407A (zh) * 2016-03-14 2016-08-10 浙江海洋学院 一种漂浮式海洋发电装置
CN105840406A (zh) * 2016-03-14 2016-08-10 浙江海洋学院 一种基于潮汐能的自调节发电装置
CN105863941A (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 浙江海洋学院 一种自适性海洋涡轮发电装置
CN105863935A (zh) * 2016-03-14 2016-08-17 浙江海洋学院 一种用于海洋的自调节发电装置
WO2018006290A1 (zh) * 2016-07-06 2018-01-11 林世轩 螺杆式动能产生装置
RU2637529C1 (ru) * 2016-11-01 2017-12-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Преобразователь внешней кинетической энергии в электроэнергию
CN110154667A (zh) * 2019-05-28 2019-08-23 西南交通大学 一种带振动能量回收的磁悬浮主动悬架装置
CN117375313A (zh) * 2023-12-05 2024-01-09 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 一种风力发电装置及储能***

Also Published As

Publication number Publication date
CN101639030B (zh) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101639030B (zh) 一种水面波动能量回收装置
CN105484933B (zh) 一种振荡浮子式波浪发电模拟装置
CN202645830U (zh) 一种波浪发电装置
CN101938230B (zh) 波浪振动压电发电与太阳能组合发电方法及其发电***
CN201196138Y (zh) 一种摆动式发电装置
CN203135752U (zh) 一种波浪压电发电装置
CN1382905A (zh) 具有用波力自行发电装置的浮标及波力发电方法
CN204674781U (zh) 一种摇晃式波浪能发电浮标
CN102185521A (zh) 一种利用海浪发电的装置
CN201363232Y (zh) 海浪发电装置
CN105114239A (zh) 一种基于直线发电机的可控姿态波浪发电装置
CN103199739A (zh) 海浪及风力发电装置
CN206785546U (zh) 一种基于波浪能的海洋浮标发电***
CN102650255A (zh) 一种浮箱式海浪发电装置
CN201133322Y (zh) 海浪发电台
CN109185025A (zh) 一种风浪结合的多自由度振荡浮子发电装置及发电方法
CN111197551B (zh) 基于cfd的海蟒式浮能装置
CN101469664A (zh) 海浪发电台
CN102787965A (zh) 一种利用惯性和调向齿轮箱开发波浪能的发电技术
CN112332629A (zh) 一种基于直线发电机的新型波浪发电装置
CN205714566U (zh) 耦合线性直驱浮子式波浪能发电装置
CN116985959A (zh) 一种具有水轮能量收集***的Argo浮标
CN104989589A (zh) 一种简易的波浪能发电装置
CN205779448U (zh) 一种直线往复式海浪发电装置
CN205714565U (zh) 非线性直驱浮子式波浪能发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110629

Termination date: 20120820