本发明专利技术公开了一种波浪能能量收集与转化装置，包括防护舱、系于海底固定的稳定模块、执行模块、输出模块和浮力结构；稳定模块始终正对海浪方向并处于授能位置，稳定模块接受海浪冲击将波浪能收集并转化为机械能传递给执行模块；执行模块输入端与稳定模块连接，执行模块输出端与输出模块连接；稳定模块安装在防护舱下部，执行模块位于防护舱内部，输出模块安装在防护舱上，输出模块与外接发电装置连接；浮力结构安装在防护舱下部。本装置结构紧凑，可时刻迎着海浪方向，增强接受海浪的能量，具有多个自由度，提高能量利用效率；装置可靠性强、寿命长，结构实现模块化，扩展性强，应用范围广，过程控制简单，成本低，易实现技术成果转化和商业化。化和商业化。化和商业化。
【技术实现步骤摘要】
一种波浪能能量收集与转化装置
[0001]本专利技术涉及波浪能转化设备
，尤其涉及一种波浪能能量收集与转化装置。
技术介绍
[0002]波浪能作为可再生清洁能源中的一种，具有以下优点：一是清洁且可再生，二是能量密度高、分布广泛、易于直接利用、取之不尽用之不竭，三是防止土地破坏。因其分布广、储量巨大受到了诸多科研人员的重点关注。波浪能研究队伍不断壮大，技术研发投入不断增加，对丰富的波浪能资源的开发利用之势方兴未艾。根据中国地质调查局相关测算数据，我国沿岸和近海及毗邻海域的各类海洋能资源理论总储量约为6.11
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kW，其中波浪能占比最大，约为5.74
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kW，其可开发量巨大。所以在波浪能开发技术上实现创新与突破，开发储量丰富的波浪能，推进波浪能规模化、商业化利用，是有效缓解能源枯竭、电力供应紧缺的重要途经，是实现“碳达峰”与“碳中和”目标，和加速我国能源转型，建设清洁低碳、安全高效的能源体系的必经之路。
[0003]但是波浪能自身存在以下缺点：（1）效率偏低，一般需要多级（至少是三级）能量转化才可转化为电能，过程中存在较大的能量损耗。（2）不稳定性，波浪并不是持续稳定存在的，时大时小有时无。（3）技术要求高，由于波浪能发电装置需要在海洋中，对装置材料的防腐蚀性和稳固性要求较高。（4）成本较高，要高于风能、太阳能发电成本。（5）占用海洋空间，严重时可能会影响海洋生态。
[0004]所以波浪能转化装置须满足以下要求：（1）波浪能发电装置能够充分吸收分散在海面上的大面积波浪能，并驱动发电机；（2）波浪能转化装置可组网运行，模块化安装；（3）波浪能发电装置内部，外部结构要能适应恶劣工况；（4）能量转化效率高，能收集低，中，高频的波浪能源。（5）成本不宜过高，方便布设安装及后期维护。
[0005]目前波浪能发电装置形式多样，但是大致原理基本一致，即先通过波浪能捕捉装置将波浪吸收，再通过传动机构将波浪能转化为稳定输出的机械能，然后利用发电装置将机械能转化为电能。当前波浪能发电装置主要有：“点头鸭”式、震荡水柱式、推摆式、聚波蓄能式、振荡浮子式、阀式等装置。各类型装置普遍存在下列问题，“点头鸭”式的缺点是：结构复杂，过多的活动部件暴露在海水中，装置可靠性较差，容易损坏，不适合在海况恶劣地区使用；震荡水柱式的缺点是：造价昂贵，转换效率低（约10%
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30%），成本较高；推摆式的缺点是：可靠性较差，极易损坏，维护较为困难，转换效率不稳定；聚波蓄能式缺点是：对地形和坡道有严格的要求，难以推广；振荡浮子式缺点是：浮子遭受过多的冲击，容易损坏；阀式的缺点是系泊困难，波面阀制造费过高。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种波浪能能量收集与转化装置。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种波浪能能量收集与转化装置，包括防护舱、系于海底固定的稳定模块、执行模块、输出模块和浮力结构；所述稳定模块与所述执行模块连接，所述稳定模块始终正对海浪方向并处于授能位置，所述稳定模块接受海浪冲击将波浪能收集并转化为机械能传递给所述执行模块；所述执行模块输入端与所述稳定模块连接，所述执行模块输出端与所述输出模块连接；所述稳定模块安装在所述防护舱下部，所述执行模块位于所述防护舱内部，所述输出模块安装在所述防护舱上，所述输出模块与外接发电装置连接；所述浮力结构安装在所述防护舱下部。
[0008]稳定模块系于海底固定，可防止整个装置在海浪作用下漂离布设海域；稳定结构始终对着海浪方向，可保持对海浪能进行收集及转化；执行模块将机械能传输给输出模块，从而带动发电装置进行发电，实现机械能向电能的转化；浮力结构可将本装置漂浮在海面上。
[0009]所述防护舱内安装有固定架，所述固定架包括第一支杆、第二支杆、第三支杆和连接杆，所述第一支杆与所述第二支杆结构相同且相对设置，其两端分别通过所述连接杆连接固定；所述稳定模块包括导向板、锚定环、锚定环上轴、授能板、第一转动轴和第一底座；所述锚定环上轴安装在所述导向板上，其下端位于所述导向板的外部并与所述锚定环连接；所述导向板两端分别固定在两所述连接杆上，所述第一底座安装在所述第一支杆上，所述第一转动轴穿设在所述第一底座上，所述授能板中部安装在所述第一转动轴一端，所述执行模块的驱动结构安装在所述第一转动轴另一端上并与所述授能板联动，所述授能板一边端部设有偏置重物。
[0010]所述执行模块的驱动结构为主动齿轮，所述执行模块还包括不完全齿轮、摆杆、第二转动轴、拨杆、离合器、飞轮、主动轮、第三转动轴、第二底座和第三底座；所述主动齿轮安装在所述第一转动轴端部并与所述授能板联动；所述第二底座安装在所述第二支杆上，所述第三底座安装在所述第三支杆上；所述第三转动轴穿设在所述第三底座内，所述不完全齿轮、摆杆分别套设在第三转动轴上并实现联动，所述不完全齿轮的齿轮啮合所述主动齿轮；所述摆杆沿其轴向方向开设有槽轨；所述第二转动轴穿设在所述第二底座内，所述离合器安装在所述第二转动轴一端，所述飞轮和所述主动轮安装在所述第二转动轴另一端，所述飞轮位于内侧，所述主动轮位于外侧；所述拨杆一端以所述离合器连接，其另一端设有拨动轴，所述拨动轴设置在所述槽轨上并沿其滑动；所述输出模块设有从动轮，所述主动轮通过皮带与所述从动轮连接并实现联动。
[0011]所述输出模块包括第四转动轴、第四底座、保护舱和输出端子，所述防护舱顶部开设有将其上下侧贯穿的安装槽，所述第四底座设有两个，分别安装在所述安装槽的对侧，所述第四转动轴两端分别安装在两侧所述第四底座内，所述从动轮安装在所述第四转动轴上，所述输出端子一端与所述第四转动轴连接并随其联动，所述输出端子另一端穿出所述保护舱外与外接发电装置的发电机连接。
[0012]所述导向板为楔形板。
[0013]所述浮力结构为环状结构的浮力环，所述浮力环内侧设有若干卡口，所述防护舱外周下部朝外凸起形成一圈衬边，若干所述卡口卡设在衬边上并通过螺栓与其连接固定。
[0014]所述离合器包括外圈、复位销、压头、弹簧和设有底座的内轴；所述外圈内侧开设有若干定位槽，所述内轴外周开设有若干导向槽；所述压头包括柄部及与其连接的桨叶，所
述压头设有若干个，每个压头的柄部插入所述导向槽内，其桨叶卡入所述定位槽内，每个所述压头的柄部设有中空结构，每个所述导向槽内安装有所述复位销，所述弹簧安装在中空结构内，其一端顶着柄部内壁，其另一端顶着所述复位销，所述复位销插入中空结构内；所述压头的桨叶的头部自一侧向对侧方向具有圆弧形过渡面，圆弧形过渡面使得桨叶头部两端具有高度差，若干压头的圆弧形过渡面的朝向均处于一致方向；所述外圈与所述拨杆刚性连接，所述第二转动轴与所述内轴的底座固定连接。
[0015]每个所述压头的中空结构并排设有若干个，每个所述导向槽内并排设有若干个所述复位销，单个所述导向槽内定位销的数量均与单个所述压头中空结构的数量相匹配。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种波浪能能量收集与转化装置，其特征在于：包括防护舱、系于海底固定的稳定模块、执行模块、输出模块和浮力结构；所述稳定模块与所述执行模块连接，所述稳定模块始终正对海浪方向并处于授能位置，所述稳定模块接受海浪冲击将波浪能收集并转化为机械能传递给所述执行模块；所述执行模块输入端与所述稳定模块连接，所述执行模块输出端与所述输出模块连接；所述稳定模块安装在所述防护舱下部，所述执行模块位于所述防护舱内部，所述输出模块安装在所述防护舱上，所述输出模块与外接发电装置连接；所述浮力结构安装在所述防护舱下部。2.根据权利要求1所述的波浪能能量收集与转化装置，其特征在于：所述防护舱内安装有固定架，所述固定架包括第一支杆、第二支杆、第三支杆和连接杆，所述第一支杆与所述第二支杆结构相同且相对设置，其两端分别通过所述连接杆连接固定；所述稳定模块包括导向板、锚定环、锚定环上轴、授能板、第一转动轴和第一底座；所述锚定环上轴安装在所述导向板上，其下端位于所述导向板的外部并与所述锚定环连接；所述导向板两端分别固定在两所述连接杆上，所述第一底座安装在所述第一支杆上，所述第一转动轴穿设在所述第一底座上，所述授能板中部安装在所述第一转动轴一端，所述执行模块的驱动结构安装在所述第一转动轴另一端上并与所述授能板联动，所述授能板一边端部设有偏置重物。3.根据权利要求2所述的波浪能能量收集与转化装置，其特征在于：所述执行模块的驱动结构为主动齿轮，所述执行模块还包括不完全齿轮、摆杆、第二转动轴、拨杆、离合器、飞轮、主动轮、第三转动轴、第二底座和第三底座；所述主动齿轮安装在所述第一转动轴端部并与所述授能板联动；所述第二底座安装在所述第二支杆上，所述第三底座安装在所述第三支杆上；所述第三转动轴穿设在所述第三底座内，所述不完全齿轮、摆杆分别套设在第三转动轴上并实现联动，所述不完全齿轮的齿轮啮合所述主动齿轮；所述摆杆沿其轴向方向开设有槽轨；所述第二转动轴穿设在所述第二底座内，所述离合器安装在所述第二转动轴一端，所述飞轮和所述主动轮安装在所述第二转动轴另一端，所述飞轮位于内侧，所述主动轮位于外侧；所述拨杆一端以所述离合器连接，其另一端设有拨动轴，所述拨动轴设置在所述槽轨上并沿其滑动；所述输出模块...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭东，黄磊，陈梅，李学林，房晓宸，吴刚，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：发明
国别省市：
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