CN102361417A

CN102361417A - 多功能海上移动式发电与宜居平台

Info

Publication number: CN102361417A
Application number: CN2011102868903A
Authority: CN
Inventors: 娄保东; 赵晓健
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2012-02-22

Abstract

多功能海上移动式发电与宜居平台，包括浮体和光伏发电***构成，包括光伏发电***均安装在浮体上，光伏发电***的光伏组件安装在浮体顶部，浮体旁侧牵连或系有若干波浪发电装置，波浪发电装置的通过电连接将电能输至光伏发电***的储能装置。浮子上设有用电机驱动的推进器。，用于海洋边娱乐并在浪中行走。本发明还可以是用以向海岸或海岛供应电能的中心；本发明可以作为海岛的办公室，能源可以自给，也适用于工作、家居平台，本发明可以充分利用阳光和海浪的能量转换，即使夜晚和阴雨天仍能产生强大的电力。

Description

多功能海上移动式发电与宜居平台

技术领域

本发明涉及一种能量转换装置，尤其是采用组合利用光伏与波浪发电的装置的海上移动式发电与宜居平台。

背景技术

光伏发电已经成熟，但移动式还不多见，主要是利用船上的顶棚；光伏发电***包括光伏组件和相应的电气设备、监控设备、逆变设备和储能设施，通过安全、稳定、环境友好的获取太阳的能量，能创造出减少排放、保护环境的社会效益。光伏发电***输出清洁能源，提供生活和工农业用电，获得良好的社会和经济效益。但毕竟光伏发电需要占用宝贵的土地和空间，在海洋和海岛应用上尤其受限。而海洋的波浪发电的能量很大，如何利用则各有秋千，现有技术已经出现采用利用波浪的叶轮机、发电机组成的发电机组。如CN200510032243.4波浪波力发电机，波浪的起伏带动浮箱驱动发电机内一个类似活塞机构—动子与定子作相对往复直线运动。动子是一个由数十或更多组永磁体-导磁体按SN—NS—SN—NS…排列叠合而成部件,它插在由更多组嵌入了线圈绕组的U形或T型导磁轮叠合而成的定子筒内、感应着线圈绕组。当波浪上下起伏推动浮箱运动时,浮箱同时带动动子作往复运动,定子线圈绕组接受的磁通量随之发生变化并产生感应电势,波浪的动能直接转换成电能。同理,定子由永磁体-导磁体叠合、动子由线圈绕组-导磁轮叠合,动子运动时,线圈绕组接受的磁通量也会发生变化、并产生感应电势。上述结构在实用上难以实现。

CN200480031350.9给出的波浪发电装置，结构如下:在浮动体上的围壁内将重物用弹性部件即空气弹簧弹性支承,在重物和浮动体之间设置电磁阻尼器的发电部件。所述空气弹簧的弹性系数通过事先在活塞内和浮动体内设置的辅助箱进行调整,以使空气弹簧的不衰减固有振动数在相互的振动数比ω/ω0的规定范围内接近波浪的振动数或与其一致,并且使弹簧***的振动与波浪共振,使发电部件的相对移动最大。以上装置取得能量时需要不断调整弹簧的弹性系数。

对于波动式波动发电机，效率低是常态，如何利用波浪波动周期不同均可以产生高效发电的波浪发电未能解决的问题。本申请人申请过小功率的胶囊型发电装置。但其效率仍须提高，而且功率不易做大，只有具有相当的功率和体积才能充分利用波浪能量。光伏***日照差及一半时间的夜间不能有效提供能源。

还未见有波浪发电与海浪发电紧密结合的装置的出现。现有技术未见效率高且可靠的海浪发电装置的配套。

发明内容

本发明目的是：提供了一种多功能海上移动式发电与宜居平台，尤其是采用组合利用光伏与波浪发电的装置的海上移动式发电与宜居平台。提供一种效率高且可靠的海浪发电装置的配套。

本发明的技术解决方案是：多功能海上移动式发电与宜居平台，其特征是包括浮体和光伏发电***构成，包括光伏发电***均安装在浮体上，光伏发电***的光伏组件安装在浮体顶部，浮体旁侧牵连或系有若干波浪发电装置，波浪发电装置的通过电连接将电能输至光伏发电***的储能装置，所述波浪发电装置有多种，典型的如重力式真空滑道的磁力直线波浪发电装置、以伞状或扑翼状装置吸收海浪能量的发电的装置。宜居平台可以是浮动式船坞结构带光伏元件的顶棚；宜居平台的光伏元件的组件的面积达到上百平方米或更多，光伏的功率可以达到数十KW到上千KW，相应的宜居平台可以是一个能源产生中心，则浮子上无须生产或办公或家居设施，只要装配好电气连接设备、监控设备、逆变设备和储能装置，用以向海岸或海岛供应电能；如果用于办公、工作、家居平台则需要在浮子上设置采光、门、家居设施。相应的N个波浪发电装置的功率也可以达到数十KW到上千KW，可通过电连接将电能输至光伏发电***的储能装置。

浮子上设有用电机驱动的推进器，尤其是设有二只推进器，则可不采用舵板。

本发明的有益效果是：提供了一种多功能海上移动式发电与宜居平台，尤其是采用组合利用光伏与波浪发电的装置的海上移动式发电与宜居平台，能源（电能）可以自给自足。平时可以泊在锚地，极大风浪时可以利用自行驶回避风浪处。也可以是一能源自给式且自行式游乐装置，用于海洋边娱乐并在浪中行走。本发明还可以是用以向海岸或海岛供应电能的中心；可以作为海岛的办公室，能源可以自给，也适用于工作、家居平台，本发明可以充分利用阳光和海浪的能量转换，即使夜晚和阴雨天仍有强大的能源提供能力，可以是产生绿色能源的重要装置。提供一种效率高且可靠的海浪发电装置的配套。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明采用的波浪发电结构的截面示意图

封头1、浮力环2、密封端盖3、外导滑套4、固定定子轴5、线圈6、导磁体7、动子滑动导轮（无磁材料）8、导轮支架9、动子端盖10、强磁铁11、固定磁铁套12、紧固螺杆13。光伏组件21、波浪发电装置22。

具体实施方式

图1主要是游乐型多功能海上移动式发电与宜居平台，组合利用光伏与波浪发电的装置构成的海上移动式发电与宜居平台。六角式的顶棚，具有六只波浪发电装置。其实三边形、四边形或五边形拖系三、四或五只直线波浪发电装置均可。在起码二个角部安装电机驱动的推进器，其功率只要千瓦级即可，其自行的速度是无须高要求的。

提供效率高且可靠的海浪发电装置的配套有二种结构。其一是重力式真空滑道的磁力直线波浪发电装置，设有封头1、另有浮力环2、密封端盖3、外导滑套4、固定定子轴5、线圈6、导磁体7、动子滑动导轮（无磁材料，采用尼龙等工程塑料或聚氟塑料材料）8、导轮支架9、动子端盖10、强磁铁11、固定磁铁套12、紧固螺杆13，外导滑套4是外壳，外导滑套二端设有封头，浮力环2固定在外导滑套4上，外导滑套内中央轴线设置固定定子轴5及轴外圈的线圈6，线圈6的外圈设有动子滑动导轮和强磁体11，线圈6在方向安装。外导滑套4也是本发明的外壳，在外壳中抽真空，使永磁铁等构成的动子的滑动是一个低阻尼滑动，由于有浮力套圈的平衡结构，动子滑动很容易随着波浪而上下起伏，在不同周期有波浪起伏下，在固定定子轴轴线方向的线圈结构如下：N（一般3-10）个线圈排列在轴线上，线圈轴线均在一个平面上，每个线圈头尾相接，外导滑套4滑动的永久磁铁（NdFeB）在线圈的轴线上滑动，尤其是二块磁场取向相同的强磁铁分布在线圈的轴线的两端。本发明波浪直线发电机单元具有更高的发电效率和发电功率（容易制备成体积较大的发电装置），例如浪高80cm的波浪，本发明发电单元从浪谷到浪峰以及浪峰到浪谷的一个周期一秒钟内，动子约滞后半个周期运动，N个线圈棒陆续被磁铁切割，N个线圈的两端输出因永磁铁的运动而在线圈上感应出的电压，发电的效率明显增高。电能从线圈中接出，并接有整流器件获得直流电能进行储能。每个线圈的载面积（于轴线）最好为矩形，圈数在500-20000，如果截面积达到3000平方厘米，则每只线圈可以输出的功率达到500W以上，动子在数十KG，具有10只这样的装置则可以输出5000W以上的电能。，具有10只这样的装置则可以输出5000W以上的电能就具有比较广泛的应用价值。当然磁铁的功率密度也需要相应配置。浮力环最好是一对，其中一只浮力环在水平面下，浮力设定在保证直线波浪发电装置在海水中露出20-50%全部体积，可通过质量与浮力计算获得，浮力环可以安装（过紧配合）在外导滑套的任意部位。

其二是采用以伞状装置吸收海浪的发电的装置，采用伞状装置吸收海浪的能量，伞状装置包括一根中轴即伞杆、伞面浮子与伞幅，伞面浮子与伞幅一端连在伞杆上，另一端连动撑开幅条，撑开幅条一端与伞幅中间的销轴连接，另一端铰接在伞杆上纵向滑移支承的滑块上，伞面浮子浮在海面上，并在海浪的驱动下带动伞幅，并连动撑开幅条，带动铰接在伞杆上滑块纵向滑移，滑块固定液压缸活塞杆，而液压缸装在伞杆下部，液压缸体上的进油口和出油口用于驱动液压马达，液压马达驱动发电机。

在设计时，伞面浮子的面积不受限制，任意方向的海浪及任何高度的海浪能量均能被本发明吸收，对液压缸的工作液体产生动力，因此液压缸体上的高压出油口和低压进油口分别连接液压马达的进油口与出油口，中轴即伞杆一般为的位置较好，吸收海浪的效率更高。

Claims

1.多功能海上移动式发电与宜居平台，其特征是包括浮体和光伏发电***构成，包括光伏发电***均安装在浮体上，光伏发电***的光伏组件安装在浮体顶部，浮体旁侧牵连或系有若干波浪发电装置，波浪发电装置的通过电连接将电能输至光伏发电***的储能装置。

2.根据权利要求1所述的多功能海上移动式发电与宜居平台，其特征是浮子上设有用电机驱动的推进器。

3.根据权利要求2所述的多功能海上移动式发电与宜居平台，其特征是设有二只推进器。

4.根据权利要求1所述的多功能海上移动式发电与宜居平台，其特征是所述波浪发电装置是重力式真空滑道的磁力直线波浪发电装置包括二端的封头、浮力环、密封端盖、外导滑套、固定定子轴、线圈、导磁体、动子滑动导轮、导轮支架、动子端盖、强磁铁、固定磁铁套、紧固螺杆，外导滑套是外壳，外导滑套二端设有封头，浮力环固定外导滑套上，外导滑套内中央轴线设置固定定子轴及轴外圈的线圈，线圈的外圈设有动子滑动导轮和强磁体，线圈在方向安装，外导滑套与在外导滑套内壁滑动运动的动子滑动导轮和强磁铁是波浪能量吸收与转化装置。

5.根据权利要求1所述的多功能海上移动式发电与宜居平台，其特征是所述波浪发电装置是以伞状装置吸收海浪能量的发电的装置，伞状装置吸收海浪的能量，伞状装置包括一根中轴即伞杆、伞面浮子与伞幅，伞面浮子与伞幅一端连在伞杆上，另一端连动撑开幅条，撑开幅条一端与伞幅中间的销轴连接，另一端铰接在伞杆上纵向滑移支承的滑块上，伞面浮子浮在海面上，并在海浪的驱动下带动伞幅，并连动撑开幅条，带动铰接在伞杆上滑块纵向滑移，滑块固定液压缸活塞杆，而液压缸装在伞杆下部，液压缸体上的进油口和出油口用于驱动液压马达，液压马达驱动发电机。

6.根据权利要求3所述的发电与宜居平台，其特征是固定定子轴方向的线圈结构如下：N个线圈排列在固定定子轴轴线上，线圈的轴线均在一个平面上，每个线圈头尾相接，外导滑套内滑动的永久磁铁在线圈的轴线上滑动，二块磁场取向相同的强磁铁分布在线圈的轴线的两端。