一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，包括用于固定在海岸線上的凹形底座、在凹形底座上安裝有太陽能電池采集部，所述凹形底座下部貫通設(shè)置有水流通道，在所述水流通道內(nèi)設(shè)置有受海浪驅(qū)動的擋板，在所述凹形底座上設(shè)置有沿海浪流動方向驅(qū)動的液壓桿和液壓缸，所述擋板的中部固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，所述擋板通過旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述水流通道內(nèi)，所述擋板的下部受海浪驅(qū)動往復(fù)鐘擺運動，以所述旋轉(zhuǎn)軸支點使所述擋板的上部驅(qū)動液壓桿和液壓缸進(jìn)行往復(fù)運動發(fā)電。
【專利說明】一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，屬于波浪發(fā)電和太陽能發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)和溫室效應(yīng)引起的環(huán)境惡化一直是新能源開發(fā)的動力。雖然波浪能相比于風(fēng)能、太陽能的開發(fā)要落后將近十年的時間，但是從能量密度上來看，波浪能是風(fēng)能的3 — 40倍，如果能有效的開發(fā)波浪能，其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于風(fēng)能和太陽能。
[0003]目前，波浪能發(fā)電裝置有很多類型。根據(jù)吸收方式的不同，可分為點吸收裝置，終結(jié)型裝置和減緩型裝置。根據(jù)能量傳遞方式不同，可分為機(jī)械式、液壓式、空氣式、電磁式和壓電式。其中液壓式發(fā)電因為其結(jié)構(gòu)運行的穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用，但是由于其聯(lián)動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其制造維護(hù)費用都較高，不利于大范圍推廣和使用。
[0004]其中，中國專利CN202989884U公開一種裝在沉箱直立式防波堤的發(fā)電裝置，包括防波堤及設(shè)于防波堤內(nèi)的第一發(fā)電機(jī)，防波堤內(nèi)設(shè)有流水通道，其特征在于:防波堤的迎水面上方轉(zhuǎn)動連接有能上下擺動的第一擋水板，第一擋水板的下方連接有第一推動桿，第一推動桿向下斜插入防波堤內(nèi)并能斜向移動，第一推動桿的下端與第一電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳動連接，第一推動桿上套設(shè)有作用于第一擋水板使第一擋水板向上轉(zhuǎn)動復(fù)位的彈簧。在波峰到來，海浪拍打第一擋水板時，第一擋水板受力逆時針旋轉(zhuǎn)，第一推動桿推動防波堤中的發(fā)電機(jī)發(fā)電，波浪退回后第一擋水板在彈簧作用下復(fù)位，等待下一個波浪來襲，第一擋水板對波浪起到阻尼作用。該專利采用的是飛輪驅(qū)動的方式進(jìn)行發(fā)電，海浪對第一擋板和第二擋板進(jìn)行沖擊，進(jìn)而第一推動桿和第二推動桿的單向運動，后續(xù)所述擋板通過重力進(jìn)行復(fù)位，進(jìn)而實現(xiàn)第一推動桿和第二推動桿的往復(fù)運動，實現(xiàn)發(fā)電。雖然該專利應(yīng)用到擋板，但是其擋板的驅(qū)動是依靠海浪和重力的雙重作用進(jìn)行的，如果機(jī)械部件發(fā)生磨損時，其重力復(fù)位將不再發(fā)生作用；而且，所述推動桿直接與飛輪齒輪連接，齒輪發(fā)生故障的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液壓設(shè)備，因此其維護(hù)成本也大大提高。
[0005]國內(nèi)作者肖文平于2011年9月發(fā)表的博士學(xué)位論文《擺式波浪發(fā)電系統(tǒng)建模與功率控制關(guān)鍵技術(shù)研究》，其中，該文獻(xiàn)中記載的PENDULUM系統(tǒng)安裝在海岸線上，主體由一個一端面對大海開放，另一端封裝的混凝土箱體組成，擋板的背面是一個半封閉的海水容納腔。
[0006]經(jīng)分析，該文獻(xiàn)中所記載的PENDULUM系統(tǒng)具有以下缺點或不足:
[0007]I)該文獻(xiàn)中記載PENDULUM系統(tǒng)最大的缺點是，不利于連續(xù)浪涌的驅(qū)動發(fā)電。當(dāng)一次浪涌的海水進(jìn)入半封閉的海水容納腔時，如果海水未能及時排出便迎接下一次浪涌，那么半封閉海水容納腔中的水壓會與波浪力相抵消，大大影響驅(qū)動擋板的效果，發(fā)電效率也會大大降低。同時，由于潮退海水和潮來海水的沖撞，很容易在海水通道內(nèi)產(chǎn)生撞擊浪花，甚至?xí)苯幼矒魮跛澹瑥亩拐麄€波浪能收集系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命降低。而本實用新型所述的發(fā)電裝置采用聯(lián)通的凹形底座作為水流通道，波浪涌進(jìn)所述凹形底座的水流通道內(nèi)，驅(qū)動所述擋板沿海浪涌動方向運動；當(dāng)海洋波浪退回至大海時，所述的波浪沿所述凹形底座的水流通道，驅(qū)動所述擋板沿海浪退回方向運動，這樣使得潮來和潮退都驅(qū)動擋水板做功，從而極大的提高了發(fā)電的效率。同時，聯(lián)通的水流通道能使一個浪涌的水順利的通過而不集中于通道內(nèi)，即有效的避免了滯留海水對波浪力的抵銷，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和延長了使用壽命，也有效的提高了發(fā)電的效率。
[0008]2)所述PENDULUM系統(tǒng)由擋板帶動液壓缸活塞運動，從而產(chǎn)生液壓能。但由其結(jié)構(gòu)原理圖可以看出，在擋板擺動過程中，其液壓缸和液壓活塞也在隨擋板的擺動而與底座產(chǎn)生相對運動，即液壓缸整體軸線會繞著液壓缸與底座的連接處發(fā)生轉(zhuǎn)動，才能保證運動的可行性。但這樣產(chǎn)生的后果是，液壓缸缸體和液壓缸活塞軸線時刻處于相對變化當(dāng)中，不能保證較高精度的同軸度，在獲得軸向力的同時，也會產(chǎn)生較大的徑向力，從而增大摩擦力，降低發(fā)電效率。同時，由于擋板帶動液壓缸缸體和液壓缸活塞活動，會使兩者相對運動中產(chǎn)生沖擊和摩擦，極大的加劇了液壓缸和液壓缸活塞的磨損，降低了液壓系統(tǒng)的使用壽命。而本實用新型所述的發(fā)電裝置采用導(dǎo)槽和虎克鉸，實現(xiàn)將擋板的鐘擺往復(fù)動作轉(zhuǎn)換為液壓缸活塞的同一水平軸向往復(fù)運動。從而有效的保證了液壓缸缸體和液壓缸活塞桿之間的同軸度，減小了活塞桿和缸體之間的摩擦損耗，極大限度的避免了徑向力的產(chǎn)生。這樣，即有效的減少摩擦損耗，提高系統(tǒng)發(fā)電的效率，又能減少活塞桿和液壓缸缸體之間的磨損，有效提高液壓系統(tǒng)的使用壽命。
[0009]3)所述PENDULUM系統(tǒng)擋板和活塞桿的連接部分，采用的是板狀連接，即伸出一段擋板與活塞桿連接，從而帶動活塞桿的運動。但這種結(jié)構(gòu)有很大的弊端，主要是兩個方面:第一，擋板的面積較大，在擋板擺動的過程中，會因為波浪的作用而受力，從而產(chǎn)生阻礙擋板擺動的作用力，降低發(fā)電的效率。第二，伸出部分會增加擋板的體積和重量，從而增加系統(tǒng)的成本。而本實用新型所述的發(fā)電裝置采用連桿來連接擋板和活塞桿，這樣即有效的減小了擋板的運動阻力，提高發(fā)電效率，又減小了擋板的質(zhì)量和體積，降低了系統(tǒng)的成本。
[0010]4)所述PENDULUM系統(tǒng)液壓缸缸體同底座的連接方式，由結(jié)構(gòu)原理圖中我們可以看出，連接方式為鉸接，即液壓缸缸體可以繞連接點做整體的轉(zhuǎn)動。但這樣的設(shè)計存在弊端，主要有兩個方面--第一，使用鉸接的連接方式，在受到?jīng)_擊和震動是很容易發(fā)生斷裂失效，從而影響整個系統(tǒng)的使用壽命。第二，采用鉸接的連接方式，必須將活塞缸缸體連接在底座上方厚壁處或者厚壁兩側(cè)，從而使連接活塞桿缸體的數(shù)量受到限制。眾所周知，海洋波浪蘊含的能量是巨大的，可以同時帶動多個液壓缸工作，此系統(tǒng)不能實現(xiàn)多個液壓缸的共同工作。而本實用新型所述的發(fā)電裝置的液壓缸缸體和底座采用的連接方式是一種創(chuàng)新性的方式，首先將液壓缸缸體設(shè)計成一個異形連接座，同時在底座上安裝相應(yīng)的平面安裝座。通過螺栓連接來固定異形連接座和平面安裝座，從而將液壓缸安裝在底座上。這樣設(shè)計的優(yōu)點有兩個:第一，采用大平面接觸和螺栓連接，可以使活塞缸缸體和底座的連接更加的牢固，從而抵抗沖擊和震動的能力更強，系統(tǒng)的穩(wěn)定性更好；第二，采用異形連接座和平面安裝座進(jìn)行連接，可以不依賴厚壁，在保證平面安裝座強度的情況下，可以安裝多個液壓缸系統(tǒng)，從而極大的提聞發(fā)電的效率。
實用新型內(nèi)容
[0011]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置。
[0012]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0013]一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，包括用于固定在海岸線上的凹形底座、在凹形底座上安裝有太陽能電池采集部，所述凹形底座下部貫通設(shè)置有水流通道，在所述水流通道內(nèi)設(shè)置有受海浪驅(qū)動的擋板，在所述凹形底座上設(shè)置有沿海浪流動方向驅(qū)動的液壓桿和液壓缸，所述擋板的中部固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，所述擋板通過旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述水流通道內(nèi)，所述擋板的下部受海浪驅(qū)動往復(fù)鐘擺運動，以所述旋轉(zhuǎn)軸支點使所述擋板的上部驅(qū)動液壓桿和液壓缸進(jìn)行往復(fù)運動發(fā)電。
[0014]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，在所述的擋板的上部設(shè)置有連桿，所述液壓桿的一端通過虎克鉸連接設(shè)置有導(dǎo)槽，所述的連桿軸向設(shè)置在導(dǎo)槽內(nèi)。該技術(shù)的優(yōu)勢在于，所述的連桿受擋板的聯(lián)動作用實現(xiàn)鐘擺往復(fù)運動，本實用新型利用導(dǎo)槽和虎克鉸，實現(xiàn)將連桿的鐘擺往復(fù)動作轉(zhuǎn)換為同一水平軸向往復(fù)運動。
[0015]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，在所述的擋板的上部設(shè)置有連桿的數(shù)量為2個。
[0016]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述液壓缸底部設(shè)置有異形安裝座，所述液壓缸通過異形安裝座與所述凹形底座固定安裝連接，所述異形安裝座包括傾斜架體、與所述傾斜架體底部連接的平面座板，在所述平面座板上貫通設(shè)置有螺栓孔。
[0017]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述傾斜架體與平面座板之間的夾角為30-45°。此處設(shè)計的優(yōu)點在于，采用異形安裝座對液壓缸進(jìn)行固定，不但節(jié)省了連接座的用料，而且采用30-45°范圍的安裝夾角，大大降低了海浪對液壓缸的沖擊力度,使液壓缸具有較強的耐沖擊強度，在單位安裝面積上可根據(jù)需要增加安裝液壓缸的數(shù)量，以提高發(fā)電效率。與現(xiàn)有技術(shù)“PENDULUM系統(tǒng)”相比，本實用新型無需再依托較大的厚壁對液壓缸進(jìn)行安裝固定。
[0018]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述太陽能電池采集部包括伸縮支撐架和在所述伸縮支撐架頂部固定設(shè)置的太陽能電池板。此處設(shè)計的優(yōu)點在于，所述伸縮支撐架用于調(diào)整太陽能電池板的采集方位，根據(jù)光照的方向，利用伸縮支撐架對太陽能電池板進(jìn)行方位調(diào)整，使其實時或?qū)μ柲軐崿F(xiàn)最大采光效率。
[0019]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述伸縮支撐架包括多根液壓伸縮桿。
[0020]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述伸縮支撐架包括4根液壓伸縮桿，所述4根液壓伸縮桿分別通過球副與所述太陽能電池板的四個角相連。此處設(shè)計的優(yōu)點在于，利用4根液壓伸縮桿按照太陽升落角度、季節(jié)太陽南北移動，調(diào)整太陽能電池板與太陽方向一致，確保太陽能電池板最大采集面積的對太陽光進(jìn)行采集。
[0021]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述的太陽能電池采集部還包括中控部分，所述太陽能電池板電輸出端和液壓缸發(fā)電輸出端分別并聯(lián)對中控部分進(jìn)行供電，所述中控部分包括GPS模塊、太陽光照角度計算模塊和驅(qū)動模塊，所述的GPS模塊實時接收衛(wèi)星發(fā)出的時間信息、太陽能電池板所安裝的地理位置信息和海水相對發(fā)電裝置的水位信息；在所述太陽光照角度計算模塊內(nèi)裝載有太陽方位信息庫，該信息庫包括地球上所有位置經(jīng)緯度、以及所有經(jīng)緯度對應(yīng)的一年四季的、一天24小時太陽的照射角度，所述太陽光照角度計算模塊根據(jù)接收到的時間信息和地理位置信息在所述信息庫中對應(yīng)查詢到對應(yīng)的太陽的照射角度，通過該太陽照射角度計算所述太陽能電池板4根液壓伸縮桿的伸縮長度，將太陽能電池板與所述太陽照射方向垂直。
[0022]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述GPS模塊為Trimble GPS模塊，工作電壓為
4.2-5.5V，尺寸為45mmX40mm，環(huán)境要求為:運行溫度為_40°C—80°C，存儲溫度為_55°C—105°C。該GPS模塊接收衛(wèi)星發(fā)出的時間信息和太陽能電池板所安裝的地理位置信息，并將采集到的時間信息和位置信息轉(zhuǎn)化為可被單片機(jī)識別的輸入信號，通過接口電路輸入到太陽光照角度計算模塊對應(yīng)的單片機(jī)中。
[0023]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述太陽光照角度計算模塊包括89C51單片機(jī)。本實用新型采用現(xiàn)有技術(shù)將89C51單片機(jī)、晶振電路和復(fù)位電路相連，實現(xiàn)具有上電復(fù)位和手動復(fù)位的功能；使用單片機(jī)片內(nèi)程序存儲器；具有基本的人機(jī)交互接口 ；具有一定的可擴(kuò)展性，可與其他電路方便相連。其功能實現(xiàn)原理是，將GPS模塊轉(zhuǎn)化的輸入信號采集進(jìn)單片機(jī)，通過信號條件對內(nèi)部存儲的太陽方位信息庫進(jìn)行篩選，并根據(jù)接收到的時間信息和地理位置信息在所述信息庫中對應(yīng)查詢到對應(yīng)的太陽的照射角度，輸出動作信號，通過電路接口輸入到驅(qū)動模塊，最后由驅(qū)動模塊控制所述4根液壓伸縮桿的伸縮，進(jìn)而將太陽能電池板調(diào)整為與太陽光照射方向垂直。
[0024]所述驅(qū)動模塊采用L289集成電路。本實用新型所采用的L289集成電路是一種驅(qū)動電壓可達(dá)46V、直流電流總和可達(dá)4A、直接采用TTL邏輯電平控制的專用功率集成電路?？梢钥刂齐姍C(jī)以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。其功能實現(xiàn)原理是:單片機(jī)輸出的動作信號輸入到L289集成電路的輸入接口中，L289集成電路根據(jù)輸入信號來控制相應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動壓伸縮桿的液壓泵轉(zhuǎn)動，液壓油經(jīng)液壓元件和液壓回路的作用到達(dá)相應(yīng)的調(diào)節(jié)壓伸縮桿的作用，從而控制四個壓伸縮桿同時協(xié)作，進(jìn)而按照光照要求調(diào)節(jié)太陽能電池板的采光姿態(tài)。
[0025]本實用新型的優(yōu)勢:
[0026]創(chuàng)新點1:本實用新型通過采用液壓缸系統(tǒng)和太陽能電池板相結(jié)合的布局，在液壓缸較高效率轉(zhuǎn)化波浪能的同時，太陽能電池板還能有效的轉(zhuǎn)化太陽能為電能，從而提高發(fā)電的效率。
[0027]創(chuàng)新點2:本實用新型采用導(dǎo)桿式機(jī)械裝置將波浪能轉(zhuǎn)化為液壓能。擋水板和連桿通過軸承的作用后形成杠桿原理，從而有效的增加了輸出給活塞桿的壓力或者拉力?；钊麠U和連桿間通過導(dǎo)槽連接，導(dǎo)槽和連桿間存在移動副，導(dǎo)槽和活塞桿間存在轉(zhuǎn)動副，從而使能量傳遞過程更加靈活，同時既提高了能量轉(zhuǎn)換的效率，又能使活塞桿與液壓缸始終保持同軸線，有效的降低液壓缸的磨損，延長使用壽命。
[0028]創(chuàng)新點3:本實用新型采用P-S分支來控制太陽能電池板的形態(tài)。太陽能電池板的四個支撐柱均為P-S分支結(jié)構(gòu)，即上部采用球副和電池板連接，下部采用移動副和底座連接，通過四個支撐柱P-S分支的不同調(diào)節(jié)狀態(tài)，我們可以根據(jù)太陽在不同時刻的位置和光照強度來調(diào)整太陽能電池板的姿態(tài)，從而提高發(fā)電效率。
[0029]創(chuàng)新點4:本實用新型還能設(shè)置在海岸線，并智能識別海水漲潮時自動將太陽能電池板收縮至最低位，以緩沖海浪對太陽能電池板的沖擊，大大降低了人工維護(hù)成本。
[0030]創(chuàng)新點5:本實用新型采用異形安裝座對液壓缸進(jìn)行固定，不但節(jié)省了連接座的用料，而且采用30-45°范圍的安裝夾角，大大降低了海浪對液壓缸的沖擊力度,使液壓缸具有較強的耐沖擊強度，在單位安裝面積上可根據(jù)需要增加安裝液壓缸的數(shù)量，以提高發(fā)電效率。與現(xiàn)有技術(shù)“PENDULUM系統(tǒng)”相比，本實用新型無需再依托較大的厚壁對液壓缸進(jìn)行安裝固定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2是圖1的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是本實用新型中液壓桿和液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4是本實用新型中所述太陽能電池采集部中的伸縮支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是本實用新型中擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖6是圖5的俯視圖；
[0037]在圖1-6中，1、凹形底座；2、太陽能電池采集部；3、水流通道；4、擋板；5、液壓桿；
6、液壓缸；7、旋轉(zhuǎn)軸；8、連桿；9、虎克鉸；10、導(dǎo)槽；11、伸縮支撐架；12、太陽能電池板；13、液壓伸縮桿；14、液壓缸的活塞襯套；15、液壓缸的第一油嘴；16、液壓缸的第二油嘴；17、液壓缸的密封圈；18、液壓缸座；19、球副；20、傾斜架體；21、平面座板。

【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合實施例對本實用新型做詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0039]如圖1-6所示。
[0040]實施例1、
[0041]一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，包括用于固定在海岸線上的凹形底座1、在凹形底座I上安裝有太陽能電池采集部12，所述凹形底座I下部貫通設(shè)置有水流通道3，在所述水流通道3內(nèi)設(shè)置有受海浪驅(qū)動的擋板4，在所述凹形底座I上設(shè)置有沿海浪流動方向驅(qū)動的液壓桿5和液壓缸6，所述擋板4的中部固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸7，所述擋板4通過旋轉(zhuǎn)軸7設(shè)置在所述水流通道3內(nèi)，所述擋板4的下部受海浪驅(qū)動往復(fù)鐘擺運動，以所述旋轉(zhuǎn)軸7支點使所述擋板4的上部驅(qū)動液壓桿5和液壓缸6進(jìn)行往復(fù)運動發(fā)電。
[0042]實施例2、
[0043]根據(jù)實施例1所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其區(qū)別在于，在所述的擋板4的上部設(shè)置有連桿8，所述液壓桿5的一端通過虎克鉸9連接設(shè)置有導(dǎo)槽10，所述的連桿8軸向設(shè)置在導(dǎo)槽10內(nèi)。
[0044]在所述的擋板4的上部設(shè)置有連桿8的數(shù)量為2個。
[0045]實施例3、
[0046]根據(jù)實施例1所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其區(qū)別在于，所述液壓缸6底部設(shè)置有異形安裝座，所述液壓缸通過異形安裝座與所述凹形底座I固定安裝連接，所述異形安裝座包括傾斜架體20、與所述傾斜架體20底部連接的平面座板21，在所述平面座板21上貫通設(shè)置有螺栓孔。所述傾斜架體20與平面座板21之間的夾角為30°。
[0047]實施例4、
[0048]根據(jù)實施例3所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其區(qū)別在于，所述傾斜架體20與平面座板21之間的夾角為45°。
[0049]實施例5、
[0050]根據(jù)實施例1所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其區(qū)別在于，所述太陽能電池采集部包括伸縮支撐架11和在所述伸縮支撐架11頂部固定設(shè)置的太陽能電池板12。
[0051]所述伸縮支撐架11包括多根液壓伸縮桿13。
[0052]所述伸縮支撐架11包括4根液壓伸縮桿13，所述4根液壓伸縮桿13分別通過球副19與所述太陽能電池板12的四個角相連。
[0053]實施例6、
[0054]根據(jù)實施例5所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其區(qū)別在于，所述的太陽能電池采集部還包括中控部分，所述太陽能電池板電輸出端和液壓缸發(fā)電輸出端分別并聯(lián)對中控部分進(jìn)行供電，所述中控部分包括GPS模塊、太陽光照角度計算模塊和驅(qū)動模塊，所述的GPS模塊實時接收衛(wèi)星發(fā)出的時間信息、太陽能電池板所安裝的地理位置信息和海水相對發(fā)電裝置的水位信息；在所述太陽光照角度計算模塊內(nèi)裝載有太陽方位信息庫，該信息庫包括地球上所有位置經(jīng)緯度、以及所有經(jīng)緯度對應(yīng)的一年四季的、一天24小時太陽的照射角度，所述太陽光照角度計算模塊根據(jù)接收到的時間信息和地理位置信息在所述信息庫中對應(yīng)查詢到對應(yīng)的太陽的照射角度，通過該太陽照射角度計算所述太陽能電池板4根液壓伸縮桿的伸縮長度，將太陽能電池板與所述太陽照射方向垂直。
[0055]所述GPS模塊為Trimble GPS模塊，工作電壓為4.2_5.5V，尺寸為45_X 40_，環(huán)境要求為:運行溫度為_40°C—80°C，存儲溫度為-55°C — 105°C。
[0056]所述太陽光照角度計算模塊包括89C51單片機(jī)。
[0057]所述驅(qū)動模塊采用L289集成電路。
[0058]如實施例1-實施例6所述海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置的工作方法，包括步驟如下:
[0059]I)選址:選定需要海浪發(fā)電的海岸線；
[0060]2)固定安裝:將所述凹形底座I固定設(shè)置在所述海岸線上；
[0061]3)調(diào)整太陽能電池采集部:通過調(diào)整4根液壓伸縮桿13，調(diào)整所述太陽能電池板與太陽照射方向垂直；
[0062]4)當(dāng)海洋波浪涌向海岸線時，所述的波浪涌進(jìn)所述凹形底座的水流通道3內(nèi)，驅(qū)動所述擋板4沿海浪涌動方向運動；當(dāng)海洋波浪退回至大海時，所述的波浪沿所述凹形底座的水流通道，驅(qū)動所述擋板沿海浪退回方向運動；
[0063]5)在所述水流通道3內(nèi)設(shè)置有受海浪驅(qū)動的擋板4，在所述凹形底座I上設(shè)置有沿海浪流動方向驅(qū)動的液壓桿5和液壓缸6，所述擋板4的中部固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸7，所述擋板4通過旋轉(zhuǎn)軸7設(shè)置在所述水流通道3內(nèi)，所述擋板4的下部受海浪驅(qū)動往復(fù)鐘擺運動，以所述旋轉(zhuǎn)軸支點使所述擋板4的上部驅(qū)動液壓桿5和液壓缸6進(jìn)行往復(fù)運動發(fā)電。本實用新型將海洋波浪能轉(zhuǎn)換為液壓能，進(jìn)而將液壓能轉(zhuǎn)換為電能，其中將液壓能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，即將具有較高壓力的液壓油輸入到蓄能器中，經(jīng)單向閥和溢流閥的作用，將穩(wěn)定的液壓油輸入到液壓馬達(dá)中，帶動液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，液壓馬達(dá)通過聯(lián)軸器來帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電，從而實現(xiàn)將液壓能轉(zhuǎn)化為電能。
[0064]海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置的工作方法中還包括漲潮自動保護(hù)方法:
[0065]所述GPS模塊實時采集海水水位信息，并將所述海水水位信息轉(zhuǎn)化成電信號輸入給所述單片機(jī)中，所述單片機(jī)將所述海水水位信息與所述發(fā)電裝置的高度進(jìn)行比較:
[0066]當(dāng)所述海水水位信息大于所述發(fā)電裝置的高度時，單片機(jī)控制所述發(fā)電機(jī)進(jìn)入自動保護(hù)程序:
[0067]所述單片機(jī)向驅(qū)動模塊輸出自動保護(hù)信號，控制液壓伸縮桿收縮至最低位置，進(jìn)而將太陽能電池板的姿態(tài)調(diào)整為水平狀態(tài)，以減小海浪對電池板的沖擊。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，該發(fā)電裝置包括用于固定在海岸線上的凹形底座、在凹形底座上安裝有太陽能電池采集部，所述凹形底座下部貫通設(shè)置有水流通道，在所述水流通道內(nèi)設(shè)置有受海浪驅(qū)動的擋板，在所述凹形底座上設(shè)置有沿海浪流動方向驅(qū)動的液壓桿和液壓缸，所述擋板的中部固定設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，所述擋板通過旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述水流通道內(nèi)，所述擋板的下部受海浪驅(qū)動往復(fù)鐘擺運動，以所述旋轉(zhuǎn)軸支點使所述擋板的上部驅(qū)動液壓桿和液壓缸進(jìn)行往復(fù)運動發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，在所述的擋板的上部設(shè)置有連桿，所述液壓桿的一端通過虎克鉸連接設(shè)置有導(dǎo)槽，所述的連桿軸向設(shè)置在導(dǎo)槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，在所述的擋板的上部設(shè)置有連桿的數(shù)量為2個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述液壓缸底部設(shè)置有異形安裝座，所述液壓缸通過異形安裝座與所述凹形底座固定安裝連接，所述異形安裝座包括傾斜架體、與所述傾斜架體底部連接的平面座板，在所述平面座板上貫通設(shè)置有螺栓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述傾斜架體與平面座板之間的夾角為30-45°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述太陽能電池采集部包括伸縮支撐架和在所述伸縮支撐架頂部固定設(shè)置的太陽能電池板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述伸縮支撐架包括多根液壓伸縮桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述伸縮支撐架包括4根液壓伸縮桿，所述4根液壓伸縮桿分別通過球副與所述太陽能電池板的四個角相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述的太陽能電池采集部還包括中控部分，所述太陽能電池板電輸出端和液壓缸發(fā)電輸出端分別并聯(lián)對中控部分進(jìn)行供電，所述中控部分包括GPS模塊、太陽光照角度計算模塊和驅(qū)動模塊，所述的GPS模塊實時接收衛(wèi)星發(fā)出的時間信息、太陽能電池板所安裝的地理位置信息和海水相對發(fā)電裝置的水位信息；在所述太陽光照角度計算模塊內(nèi)裝載有太陽方位信息庫，該信息庫包括地球上所有位置經(jīng)緯度、以及所有經(jīng)緯度對應(yīng)的一年四季的、一天24小時太陽的照射角度，所述太陽光照角度計算模塊根據(jù)接收到的時間信息和地理位置信息在所述信息庫中對應(yīng)查詢到對應(yīng)的太陽的照射角度，通過該太陽照射角度計算所述太陽能電池板4根液壓伸縮桿的伸縮長度，將太陽能電池板與所述太陽照射方向垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種海洋波浪能和太陽能集成發(fā)電裝置，其特征在于，所述GPS模塊為Trimble GPS模塊，工作電壓為4.2-5.5V，尺寸為45mmX 40mm，環(huán)境要求為:運行溫度為_40°C—80°C，存儲溫度為_55°C — 105°C;所述太陽光照角度計算模塊包括89C51單片機(jī)；所述驅(qū)動模塊采用L289集成電路。
【文檔編號】F03B13/14GK204031044SQ201420492803
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】陳修龍, 蔣德玉 申請人:山東科技大學(xué)