專利名稱：多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換裝置，尤其是采用組合利用光伏與波浪發(fā)電的裝置的海上移動式發(fā)電與宜居平臺。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電已經(jīng)成熟，但移動式還不多見，主要是利用船上的頂棚；光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件和相應(yīng)的電氣設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、逆變設(shè)備和儲能設(shè)施，通過安全、穩(wěn)定、環(huán)境友好的獲取太陽的能量，能創(chuàng)造出減少排放、保護環(huán)境的社會效益。光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出清潔能源，提供生活和工農(nóng)業(yè)用電，獲得良好的社會和經(jīng)濟效益。但畢竟光伏發(fā)電需要占用寶貴的土地和空間，在海洋和海島應(yīng)用上尤其受限。而海洋的波浪發(fā)電的能量很大，如何利用則各有秋千，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)采用利用波浪的葉輪機、發(fā)電機組成的發(fā)電機組。如 CN200510032243.4波浪波力發(fā)電機，波浪的起伏帶動浮箱驅(qū)動發(fā)電機內(nèi)一個類似活塞機構(gòu)一動子與定子作相對往復(fù)直線運動。動子是一個由數(shù)十或更多組永磁體-導(dǎo)磁體按SN— NS—SN—NS…排列疊合而成部件，它插在由更多組嵌入了線圈繞組的U形或T型導(dǎo)磁輪疊合而成的定子筒內(nèi)、感應(yīng)著線圈繞組。當波浪上下起伏推動浮箱運動時，浮箱同時帶動動子作往復(fù)運動，定子線圈繞組接受的磁通量隨之發(fā)生變化并產(chǎn)生感應(yīng)電勢，波浪的動能直接轉(zhuǎn)換成電能。同理，定子由永磁體-導(dǎo)磁體疊合、動子由線圈繞組-導(dǎo)磁輪疊合，動子運動時，線圈繞組接受的磁通量也會發(fā)生變化、并產(chǎn)生感應(yīng)電勢。上述結(jié)構(gòu)在實用上難以實現(xiàn)。CN200480031350. 9給出的波浪發(fā)電裝置，結(jié)構(gòu)如下在浮動體上的圍壁內(nèi)將重物用彈性部件即空氣彈簧彈性支承，在重物和浮動體之間設(shè)置電磁阻尼器的發(fā)電部件。所述空氣彈簧的彈性系數(shù)通過事先在活塞內(nèi)和浮動體內(nèi)設(shè)置的輔助箱進行調(diào)整，以使空氣彈簧的不衰減固有振動數(shù)在相互的振動數(shù)比ω/ωΟ的規(guī)定范圍內(nèi)接近波浪的振動數(shù)或與其一致，并且使彈簧系統(tǒng)的振動與波浪共振，使發(fā)電部件的相對移動最大。以上裝置取得能量時需要不斷調(diào)整彈簧的彈性系數(shù)。對于波動式波動發(fā)電機，效率低是常態(tài)，如何利用波浪波動周期不同均可以產(chǎn)生高效發(fā)電的波浪發(fā)電未能解決的問題。本申請人申請過小功率的膠囊型發(fā)電裝置。但其效率仍須提高，而且功率不易做大，只有具有相當?shù)墓β屎腕w積才能充分利用波浪能量。光伏系統(tǒng)日照差及一半時間的夜間不能有效提供能源。還未見有波浪發(fā)電與海浪發(fā)電緊密結(jié)合的裝置的出現(xiàn)?，F(xiàn)有技術(shù)未見效率高且可靠的海浪發(fā)電裝置的配套。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供了一種多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，尤其是采用組合利用光伏與波浪發(fā)電的裝置的海上移動式發(fā)電與宜居平臺。提供一種效率高且可靠的海浪發(fā)電裝置的配套。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，其特征是包括浮體和光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)均安裝在浮體上，光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件安裝在浮體頂部，浮體旁側(cè)牽連或系有若干波浪發(fā)電裝置，波浪發(fā)電裝置的通過電連接將電能輸至光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置，所述波浪發(fā)電裝置有多種，典型的如重力式真空滑道的磁力直線波浪發(fā)電裝置、以傘狀或撲翼狀裝置吸收海浪能量的發(fā)電的裝置。宜居平臺可以是浮動式船塢結(jié)構(gòu)帶光伏元件的頂棚；宜居平臺的光伏元件的組件的面積達到上百平方米或更多，光伏的功率可以達到數(shù)十KW到上千KW，相應(yīng)的宜居平臺可以是一個能源產(chǎn)生中心，則浮子上無須生產(chǎn)或辦公或家居設(shè)施，只要裝配好電氣連接設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、逆變設(shè)備和儲能裝置，用以向海岸或海島供應(yīng)電能；如果用于辦公、工作、家居平臺則需要在浮子上設(shè)置采光、門、家居設(shè)施。相應(yīng)的N個波浪發(fā)電裝置的功率也可以達到數(shù)十KW到上千KW，可通過電連接將電能輸至光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置。浮子上設(shè)有用電機驅(qū)動的推進器，尤其是設(shè)有二只推進器，則可不采用舵板。本發(fā)明的有益效果是提供了一種多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，尤其是采用組合利用光伏與波浪發(fā)電的裝置的海上移動式發(fā)電與宜居平臺，能源(電能)可以自給自足。平時可以泊在錨地，極大風浪時可以利用自行駛回避風浪處。也可以是一能源自給式且自行式游樂裝置，用于海洋邊娛樂并在浪中行走。本發(fā)明還可以是用以向海岸或海島供應(yīng)電能的中心；可以作為海島的辦公室，能源可以自給，也適用于工作、家居平臺，本發(fā)明可以充分利用陽光和海浪的能量轉(zhuǎn)換，即使夜晚和陰雨天仍有強大的能源提供能力，可以是產(chǎn)生綠色能源的重要裝置。提供一種效率高且可靠的海浪發(fā)電裝置的配套。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明采用的波浪發(fā)電結(jié)構(gòu)的截面示意圖
封頭1、浮力環(huán)2、密封端蓋3、外導(dǎo)滑套4、固定定子軸5、線圈6、導(dǎo)磁體7、動子滑動導(dǎo)輪(無磁材料)8、導(dǎo)輪支架9、動子端蓋10、強磁鐵11、固定磁鐵套12、緊固螺桿13。光伏組件21、波浪發(fā)電裝置22。
具體實施例方式圖1主要是游樂型多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，組合利用光伏與波浪發(fā)電的裝置構(gòu)成的海上移動式發(fā)電與宜居平臺。六角式的頂棚，具有六只波浪發(fā)電裝置。其實三邊形、四邊形或五邊形拖系三、四或五只直線波浪發(fā)電裝置均可。在起碼二個角部安裝電機驅(qū)動的推進器，其功率只要千瓦級即可，其自行的速度是無須高要求的。提供效率高且可靠的海浪發(fā)電裝置的配套有二種結(jié)構(gòu)。其一是重力式真空滑道的磁力直線波浪發(fā)電裝置，設(shè)有封頭1、另有浮力環(huán)2、密封端蓋3、外導(dǎo)滑套4、固定定子軸5、 線圈6、導(dǎo)磁體7、動子滑動導(dǎo)輪(無磁材料，采用尼龍等工程塑料或聚氟塑料材料)8、導(dǎo)輪支架9、動子端蓋10、強磁鐵11、固定磁鐵套12、緊固螺桿13，外導(dǎo)滑套4是外殼，外導(dǎo)滑套二端設(shè)有封頭，浮力環(huán)2固定在外導(dǎo)滑套4上，外導(dǎo)滑套內(nèi)中央軸線設(shè)置固定定子軸5及軸外圈的線圈6，線圈6的外圈設(shè)有動子滑動導(dǎo)輪和強磁體11，線圈6在方向安裝。外導(dǎo)滑套4也是本發(fā)明的外殼，在外殼中抽真空，使永磁鐵等構(gòu)成的動子的滑動是一個低阻尼滑動，由于有浮力套圈的平衡結(jié)構(gòu)，動子滑動很容易隨著波浪而上下起伏，在不同周期有波浪起伏下，在固定定子軸軸線方向的線圈結(jié)構(gòu)如下N (—般3-10)個線圈排列在軸線上，線圈軸線均在一個平面上，每個線圈頭尾相接，外導(dǎo)滑套4滑動的永久磁鐵(NdFeB)在線圈的軸線上滑動，尤其是二塊磁場取向相同的強磁鐵分布在線圈的軸線的兩端。本發(fā)明波浪直線發(fā)電機單元具有更高的發(fā)電效率和發(fā)電功率(容易制備成體積較大的發(fā)電裝置)，例如浪高 80cm的波浪，本發(fā)明發(fā)電單元從浪谷到浪峰以及浪峰到浪谷的一個周期一秒鐘內(nèi)，動子約滯后半個周期運動，N個線圈棒陸續(xù)被磁鐵切割，N個線圈的兩端輸出因永磁鐵的運動而在線圈上感應(yīng)出的電壓，發(fā)電的效率明顯增高。電能從線圈中接出，并接有整流器件獲得直流電能進行儲能。每個線圈的載面積(于軸線)最好為矩形，圈數(shù)在500-20000，如果截面積達到3000平方厘米，則每只線圈可以輸出的功率達到500W以上，動子在數(shù)十KG，具有10只這樣的裝置則可以輸出5000W以上的電能。，具有10只這樣的裝置則可以輸出5000W以上的電能就具有比較廣泛的應(yīng)用價值。當然磁鐵的功率密度也需要相應(yīng)配置。浮力環(huán)最好是一對，其中一只浮力環(huán)在水平面下，浮力設(shè)定在保證直線波浪發(fā)電裝置在海水中露出20-50% 全部體積，可通過質(zhì)量與浮力計算獲得，浮力環(huán)可以安裝(過緊配合)在外導(dǎo)滑套的任意部位。其二是采用以傘狀裝置吸收海浪的發(fā)電的裝置，采用傘狀裝置吸收海浪的能量， 傘狀裝置包括一根中軸即傘桿、傘面浮子與傘幅，傘面浮子與傘幅一端連在傘桿上，另一端連動撐開幅條，撐開幅條一端與傘幅中間的銷軸連接，另一端鉸接在傘桿上縱向滑移支承的滑塊上，傘面浮子浮在海面上，并在海浪的驅(qū)動下帶動傘幅，并連動撐開幅條，帶動鉸接在傘桿上滑塊縱向滑移，滑塊固定液壓缸活塞桿，而液壓缸裝在傘桿下部，液壓缸體上的進油口和出油口用于驅(qū)動液壓馬達，液壓馬達驅(qū)動發(fā)電機。在設(shè)計時，傘面浮子的面積不受限制，任意方向的海浪及任何高度的海浪能量均能被本發(fā)明吸收，對液壓缸的工作液體產(chǎn)生動力，因此液壓缸體上的高壓出油口和低壓進油口分別連接液壓馬達的進油口與出油口，中軸即傘桿一般為的位置較好，吸收海浪的效
率更高。
權(quán)利要求
1.多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，其特征是包括浮體和光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)均安裝在浮體上，光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件安裝在浮體頂部，浮體旁側(cè)牽連或系有若干波浪發(fā)電裝置，波浪發(fā)電裝置的通過電連接將電能輸至光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，其特征是浮子上設(shè)有用電機驅(qū)動的推進器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，其特征是設(shè)有二只推進器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，其特征是所述波浪發(fā)電裝置是重力式真空滑道的磁力直線波浪發(fā)電裝置包括二端的封頭、浮力環(huán)、密封端蓋、外導(dǎo)滑套、固定定子軸、線圈、導(dǎo)磁體、動子滑動導(dǎo)輪、導(dǎo)輪支架、動子端蓋、強磁鐵、固定磁鐵套、 緊固螺桿，外導(dǎo)滑套是外殼，外導(dǎo)滑套二端設(shè)有封頭，浮力環(huán)固定外導(dǎo)滑套上，外導(dǎo)滑套內(nèi)中央軸線設(shè)置固定定子軸及軸外圈的線圈，線圈的外圈設(shè)有動子滑動導(dǎo)輪和強磁體，線圈在方向安裝，外導(dǎo)滑套與在外導(dǎo)滑套內(nèi)壁滑動運動的動子滑動導(dǎo)輪和強磁鐵是波浪能量吸收與轉(zhuǎn)化裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，其特征是所述波浪發(fā)電裝置是以傘狀裝置吸收海浪能量的發(fā)電的裝置，傘狀裝置吸收海浪的能量，傘狀裝置包括一根中軸即傘桿、傘面浮子與傘幅，傘面浮子與傘幅一端連在傘桿上，另一端連動撐開幅條，撐開幅條一端與傘幅中間的銷軸連接，另一端鉸接在傘桿上縱向滑移支承的滑塊上，傘面浮子浮在海面上，并在海浪的驅(qū)動下帶動傘幅，并連動撐開幅條，帶動鉸接在傘桿上滑塊縱向滑移，滑塊固定液壓缸活塞桿，而液壓缸裝在傘桿下部，液壓缸體上的進油口和出油口用于驅(qū)動液壓馬達，液壓馬達驅(qū)動發(fā)電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電與宜居平臺，其特征是固定定子軸方向的線圈結(jié)構(gòu)如下N個線圈排列在固定定子軸軸線上，線圈的軸線均在一個平面上，每個線圈頭尾相接， 外導(dǎo)滑套內(nèi)滑動的永久磁鐵在線圈的軸線上滑動，二塊磁場取向相同的強磁鐵分布在線圈的軸線的兩端。
全文摘要
多功能海上移動式發(fā)電與宜居平臺，包括浮體和光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)均安裝在浮體上，光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件安裝在浮體頂部，浮體旁側(cè)牽連或系有若干波浪發(fā)電裝置，波浪發(fā)電裝置的通過電連接將電能輸至光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置。浮子上設(shè)有用電機驅(qū)動的推進器。，用于海洋邊娛樂并在浪中行走。本發(fā)明還可以是用以向海岸或海島供應(yīng)電能的中心；本發(fā)明可以作為海島的辦公室，能源可以自給，也適用于工作、家居平臺，本發(fā)明可以充分利用陽光和海浪的能量轉(zhuǎn)換，即使夜晚和陰雨天仍能產(chǎn)生強大的電力。
文檔編號F03B13/22GK102361417SQ201110286890
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者婁保東, 趙曉健 申請人:河海大學