一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置制造方法及图纸

本技术公开了一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，该装置建设于海岸或海堤上，更加高效利用海岸的波浪能；其特点是，由波浪能收集结构、波浪能转换结构和电能收集传输结构三部件组成；波浪能收集结构由振荡气室和振荡浮子组成，波浪能转换结构由透平装置和液压装置组成，电能收集传输结构由涡轮发电机和固‑固接触式摩擦纳米发电机构成；该装置由振荡气室和振荡浮子共同作用，高效地捕获的波浪能，经过能量转换装置转化成机械能，再通过涡轮发电机进行发电，从而能够更加充分利用波浪带来的能量，实现高效发电。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及波浪能发电，尤其是一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置；建筑在海堤或海岸上，可以充分利用波浪带来的能量，实现高效发电。

技术介绍

1、随着工业发展对能源的需求增加和世界能源日益紧张，清洁能源的利用显得尤为重要。传统能源对环境造成的压力使得人们对其利用时有所顾虑，人们对风能、太阳能等清洁能源的开发变得日益普遍，而波浪能作为清洁能源，其单位时间内变化性小，可预测性好，且能量密度较高，因此，其开发、利用、甚至尽可能高效的捕获转换波浪能也成为一种重要的研究方向。目前波浪能开发应用的主要待解决的问题是能源损失，由于海况复杂且不稳定，导致相关转化装置变得复杂；因此，波浪能研究的目的是降低能源损失率和降低装置研发和建设成本，提高装置的复杂海况适应性、稳定性和可靠性。

2、现有的波浪能转换装置存在部分问题亟待解决，波浪能发电装置在海洋中安装大型发电厂以收集能源的成本非常高，强烈的海浪和风暴导致安装在海中的波浪能转换器发生故障，而且波浪能发电厂安装在远离电网，同时又远离电力需求的沿海地区，这使得与电网的连接变得困难且昂贵，此外，海浪发电难以远距离输送，从而造成消耗。

3、目前，振荡气室发电装置的安装方式主要垂直于水面安装，发电方式受限，只能靠气体压缩来发电，波浪能利用率不高。

技术实现思路

1、本技术的目的是克服现有技术存在的不足，而提供一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置。

2、本技术提供的技术方案是：一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，其特殊之处在于，由波浪能收集结构、波浪能转换结构和电能收集传输结构三部分组成；

3、所述波浪能收集结构包括振荡气室，振荡气室由前墙、气室、后墙、气室底坡脚、振荡浮子组成；所述前墙、后墙与上下、左右封闭的墙体组成前面半开放结构，中间形成气室，气室是只对wells透平开放的半封闭结构；振荡气室底端设气室底坡脚，气室底坡脚与后墙连接；后墙由上、下两部分组成，二者之间有wells气室进气口，上、下两部分上分别开设后墙孔洞；后墙的上、下两部分上分别设振荡浮子；

4、所述波浪能转换结构包括液压装置和wells透平结构；

5、所述液压装置由活塞杆、液压泵、空气压力存储装置组成，所述振荡浮子连接导杆，导杆与活塞杆连接，活塞杆通过后墙孔洞，连接液压泵，液压泵另一端连接空气压力存储装置，空气压力存储装置的进气口与涡轮发电室内的涡轮发电机平行对应；所述液压装置空间的后墙上设出气口；

6、所述wells透平结构由透平气室、透平转子、导流叶片、透平轴、发电装置组成，所述透平气室与气室连接，透平气室内的透平轴一端通过键接的方式与透平转子相固定，透平转子上设导流叶片，所述导流叶片沿透平轴均匀对称分布；所述透平轴另一端与能量转换室内的固-固接触式摩擦纳米发电机连接；

7、所述电能收集传输结构包括能量转换室和涡轮发电室，所述能量转换室上设出气口；涡轮发电室内的涡轮发电机和能量转换室内的固-固接触式摩擦纳米发电机通过电路传输电能。

8、进一步地，所述气室内静水深为16m，前墙厚度为0.8m，前墙与竖直方向夹角为30°，气室宽度为6.0m，前墙入水深度为3.0m，气室长度为12m，气室底坡脚高度为5.0m，气室底坡脚的坡度为26°。

9、进一步地，所述振荡浮子为中部镂空、底部为实体的圆柱体结构，振荡浮子的外壳与内部空腔的内壁之间有填充物，振荡浮子漂浮于水域中。

10、本技术的有益效果：通过压缩空气和振动浮子同时工作进行高效率的发电；利用波浪对空气推动来进行发电，通过波浪的起伏来实现气室压力的变化，由此产生气流驱动透平装置转动从而带动发电机发电；压缩空气波能发电的能量转换过程为波浪能转换为空气动能、再转换为机械能、最后转换为电能；而振动浮子波能发电的过程则少空气动能这一关，即波浪能转换为机械能，再转换为电能；二者结合的方式能够更高效的捕获波浪能，实现能量转换，提高发电效率。

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【技术保护点】

1.一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，其特征在于，由波浪能收集结构、波浪能转换结构和电能收集传输结构三部分组成；

2.根据权利要求1所述的一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，其特征在于，所述气室（8）内静水深为16m，前墙（1）厚度为0.8m，前墙（1）与竖直方向夹角为 30°，气室（8）宽度为6.0m，前墙（1）入水深度为3.0m，气室（8）长度为12m，气室底坡脚（4）高度为5.0m，气室底坡脚（4）的坡度为26°。

3.根据权利要求1所述的一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，其特征在于，所述振荡浮子（3）为中部镂空、底部为实体的圆柱体结构，振荡浮子（3）的外壳与内部空腔的内壁之间有填充物，振荡浮子（3）漂浮于水域中。

【技术特征摘要】

1.一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，其特征在于，由波浪能收集结构、波浪能转换结构和电能收集传输结构三部分组成；

2.根据权利要求1所述的一种振荡水柱与浮子组合的高效波浪能转化装置，其特征在于，所述气室（8）内静水深为16m，前墙（1）厚度为0.8m，前墙（1）与竖直方向夹角为 30°，气室（8）宽度为6.0m，前墙...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚庆伟，李雪艳，曲恒良，谭远香，陈澜铠，胡海，罗明媛，
申请(专利权)人：鲁东大学，
类型：新型
国别省市：