筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及波浪發(fā)電裝置，特別涉及一種波浪能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著陸上資源難以滿足人類社會發(fā)展的需要，世界各國均把海洋可再生能源作為解決能源短缺和應(yīng)對氣候變化的戰(zhàn)略資源。特別是進(jìn)入到21世紀(jì)，面對煤、石油等化石性能源日益匱乏和減少環(huán)境污染、應(yīng)對氣候變化的巨大壓力下，國際社會對海洋可再生能源在未來能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位己形成共識，海洋開發(fā)利用成為21世紀(jì)全球高新技術(shù)的重要內(nèi)容之一。
[0003]波浪能作為一種清潔的可再生能源，早在一個世紀(jì)前，人類就開始著手對它進(jìn)行研究，但那時的波浪能研究主要集中在波能轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)明上，真正實用的波能裝置很少。直至上世紀(jì)70年代中期，人們才開始認(rèn)真地研究波浪能的實際利用技術(shù)。經(jīng)過長期研究，美國、丹麥、英國、日本等發(fā)達(dá)國家在波浪能研究技術(shù)上發(fā)展迅速，并取得突破，開展了規(guī)?；瘧?yīng)用示范試驗。中國也是世界上主要的波能研究開發(fā)國家之一。從80年代初開始主要對固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進(jìn)行了研究。
[0004]波浪能吸收裝置雖然有了一定的發(fā)展，但是與其他形式的能源利用裝置相比較，例如風(fēng)能，尚處于不太成熟的狀態(tài)。目前，波浪能發(fā)電裝置通常采用的方式有以下幾種:1、將波浪能轉(zhuǎn)化為液壓能，推動與發(fā)電機(jī)相連接的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電。該結(jié)構(gòu)的波浪能發(fā)電裝置設(shè)計相對比較復(fù)雜、造價高和維護(hù)成本較高。2、將波浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，直接推動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動發(fā)電。這種方式從理論上講能力轉(zhuǎn)化級數(shù)較少，避免了多級轉(zhuǎn)化過程中的能量損失，但是其在應(yīng)付極端天氣情況時的可靠性差。3、將波浪能轉(zhuǎn)化為流動的壓縮空氣，進(jìn)而發(fā)電，主要是采用在防波堤中通過增設(shè)與海水連通的空間結(jié)構(gòu)，隨著波浪的涌動形成水位的升降，進(jìn)而推動發(fā)電機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動，最終帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，使用過程中，水位振幅較低，其能量吸收的效率比較低。上述幾種波浪能發(fā)電裝置各有優(yōu)缺點，都存在改善發(fā)電裝置、提高發(fā)電效率的需求。因此，在現(xiàn)有波浪能發(fā)電技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，亟需一種波能吸收率高、成本低、長期運(yùn)行可靠性高的波能發(fā)電裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種筏式柔性膠囊波能發(fā)電裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、波浪能捕獲率較高，能量吸收的效率較高，制造成本和維護(hù)成本低、長期運(yùn)行可靠。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置，包括渦輪發(fā)電機(jī)、錨桿和由柔性材料制作的敞口式腔體，所述敞口式腔體的一端設(shè)有喇叭口狀的進(jìn)水段，所述敞口式腔體與進(jìn)水段之間設(shè)有止逆閥；所述進(jìn)水段與所述錨桿固定，用以將所述敞口式腔體固定于水面之下；所述敞口式腔體的另一端設(shè)有發(fā)電機(jī)安裝區(qū)，所述發(fā)電機(jī)安裝部內(nèi)設(shè)有支架，所述渦輪發(fā)電機(jī)通過一固定支架固定在發(fā)電機(jī)安裝區(qū)；所述敞口式腔體由自進(jìn)水段至發(fā)電機(jī)安裝區(qū)之間依次貫通連接的筏式脈動形成區(qū)、膨脹波波能匯集區(qū)和波能轉(zhuǎn)換區(qū)構(gòu)成；所述膨脹波波能匯集區(qū)的橫截面是由大到小自筏式脈動形成區(qū)過渡至波能轉(zhuǎn)換區(qū)；所述發(fā)電機(jī)安裝區(qū)位于所述波能轉(zhuǎn)換區(qū)的尾部；水流由喇叭口狀的進(jìn)水段進(jìn)入敞口式腔體，其中，所述筏式脈動形成區(qū)隨著外部波浪的波峰波谷的變換收縮或擴(kuò)張形成脈動，使所述筏式脈動形成區(qū)內(nèi)的水體涌向膨脹波波能匯聚區(qū)，膨脹波波能匯聚區(qū)的膨脹波能量擠壓水體匯入波能轉(zhuǎn)換區(qū)，波能轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)水體流動帶動渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0007]進(jìn)一步講，本發(fā)明筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置，其中，所述筏式脈動形成區(qū)由多個并排布置的敞口圓筒狀硅膠管組成。所述波能轉(zhuǎn)換區(qū)為一圓柱形通道，所述渦輪發(fā)電機(jī)固定于該圓形通道的中心軸上。所述錨桿的高度要滿足在低水位或高水位時，筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置的整體位于水面以下，所述錨桿的剛度要滿足波浪的沖擊和柔性結(jié)構(gòu)運(yùn)動所需要的承載力。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置中采用筏式柔性結(jié)構(gòu)(即由自進(jìn)水段至發(fā)電機(jī)安裝區(qū)之間依次貫通連接的筏式脈動形成區(qū)、膨脹波波能匯集區(qū)和波能轉(zhuǎn)換區(qū)構(gòu)成的敞口式腔體)實現(xiàn)波能轉(zhuǎn)換，其概念新穎、設(shè)計簡單且極具創(chuàng)新性。其優(yōu)勢在于:
[0009](1)橡膠管膨脹波與管尾匯集波大大增加了波浪能量，即便在小波浪的條件下運(yùn)tx，也會有很尚的效率；
[0010](2)采用直接的面式結(jié)構(gòu)，以攝取更多的波浪能量，解決了點式和線式波能吸收裝置捕獲波能不足的瓶頸；
[0011](3)設(shè)計簡單、經(jīng)久耐用保證了低廉的制造和維修成本；
[0012](4)將該筏式結(jié)構(gòu)布置在防波堤之前，波能轉(zhuǎn)換區(qū)置于防波提中，既能發(fā)電又能起到消波的作用，減輕了防波堤的負(fù)擔(dān)。
[0013]綜上，本發(fā)明筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置是一種波能吸收率高、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本和維護(hù)成本低、長期運(yùn)行可靠的波浪能發(fā)電裝置。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置的主視圖；
[0015]圖中:1_錨桿，2-喇叭口，3-敞口式腔體，4-膨脹波波能匯集區(qū)，5-波能轉(zhuǎn)換區(qū)，6-渦輪發(fā)電機(jī)，7-支架，8-止逆閥，9-筏式脈動形成區(qū)。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實施例僅對本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的一種筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置，包括渦輪發(fā)電機(jī)6、錨桿1和由柔性材料制作的敞口式腔體3，所述敞口式腔體3的一端設(shè)有喇叭口狀的進(jìn)水段2，所述敞口式腔體3與進(jìn)水段2之間設(shè)有止逆閥8 ;所述進(jìn)水段2與所述錨桿1固定，用以將所述敞口式腔體3固定于水面之下，同時，所述錨桿1的高度要滿足在低水位或高水位時，筏式柔性結(jié)構(gòu)波能發(fā)電裝置的整體位于水面以下，所述錨桿1的剛度要滿足波浪的沖擊和柔性結(jié)構(gòu)運(yùn)動所需要的承載力。所述敞口式腔體3的另一端設(shè)有發(fā)電機(jī)安裝區(qū)，所述發(fā)電機(jī)安裝部內(nèi)設(shè)有支架7，所述渦輪發(fā)電機(jī)6通過一固定支架7固定在發(fā)電機(jī)安裝區(qū)。
[0018]所述敞口式腔體3由自進(jìn)水段2至發(fā)電機(jī)安裝區(qū)之間依次貫通連接的筏式脈動形成區(qū)9、膨脹波波能匯集區(qū)4和波能轉(zhuǎn)換區(qū)5構(gòu)成，所述膨脹波波能匯集區(qū)4的橫截面是由大到小自筏式脈動形成區(qū)9過渡至波能轉(zhuǎn)換區(qū)5，所述波能匯聚區(qū)4的幾何形狀及大小根據(jù)所承受匯聚過來的膨脹波能量來確定，所述發(fā)電機(jī)安裝區(qū)位于所述波能轉(zhuǎn)換區(qū)5的尾部，所述波能轉(zhuǎn)換區(qū)5為一圓柱形通道，所述渦輪發(fā)電機(jī)6固