一种聚波型摆式波浪能发电平台

1.本发明涉及波浪能发电平台技术领域，尤其涉及一种聚波型摆式波浪能发电平台。


背景技术：

2.海洋能与潮汐能、海洋温差能、盐梯度能、洋流能等能源一样，是海洋能源中最丰富、最普遍、较难利用的资源之一。波浪能又是海洋能中所占比重较大的海洋能源。海水的波浪运动产生十分巨大的能量。据估算，世界海洋中的波浪能达700亿千瓦，占全部海洋能量的94％。
3.波浪能是一种密度低、不稳定、无污染、可再生、储量大、分布广、利用难的能源。由于波浪能的利用地点局限在海岸附近，还容易受到海洋灾害性气候的侵袭。
4.如cn201811290886.2公开的一种摆板密度可调节的机械传动摆式波浪发电装置。为了提高发电效率可以增设聚波板，但是遭遇灾害性气候侵袭时，聚波板容易损坏。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种聚波型摆式波浪能发电平台，用以解决现有技术中发电平台的聚波板容易被灾害性气候损坏的技术问题。
6.本发明提供一种聚波型摆式波浪能发电平台，该聚波型摆式波浪能发电平台包括：平台主体、聚波单元、折叠单元以及发电单元，平台主体包括上底板，聚波单元包括两块聚波板，聚波板具有垂直于上底板的第一状态和贴靠上底板的第二状态，当聚波板处于第一状态时，两块聚波板之间形成聚波水道；折叠单元设置于上底板上并分别与两块聚波板传动连接，用以驱动聚波板在第一状态和第二状态之间转换；发电单元设置于聚波水道内并可利用波浪发电。
7.进一步的，折叠单元包括两个设置于上底板的第一伸缩机构，第一伸缩机构与聚波板一一对应连接以驱动聚波板在第一状态和第二状态之间转换。
8.进一步的，聚波板包括中心板以及分别与中心板两侧边连接的两块边板，边板与中心板之间的夹角为钝角以使聚波水道的两端开口呈喇叭口型；第一伸缩机构与中心板传动连接。
9.进一步的，边板与中心板转动连接，折叠单元还包括第二伸缩机构，第二伸缩机构设置于中心板上并与边板传动连接，用以调节边板与中心板之间的夹角。
10.进一步的，发电单元包括发电机、摆板以及转轴，发电机固设于上底板上，摆板布置于聚波水道内并且垂直于聚波水道的长度方向，摆板与转轴固定连接，转轴的两端分别与两个发电机传动连接以带动发电机发电。
11.进一步的，发电单元还包括单向离合器和联轴器，转轴的两端均依次通过单向离合器和联轴器与发电机连接。
12.进一步的，摆板内部形成有储水腔，发电单元还包括与储水腔连通的水泵，水泵可
调节储水腔内的储水量。
13.进一步的，平台主体还包括多个桩腿以及升降装置，升降装置设置于桩腿上并与上底板传动连接，以驱动上底板沿桩腿作升降运动。
14.进一步的，平台主体还包括下底板和转动装置，升降装置与下底板传动连接，转动装置设置于下底板上并与上底板传动连接，以驱动上底板转动。
15.进一步的，升降装置包括浮标、弹簧以及制动夹，下底板套设于桩腿上并与桩腿滑动连接，浮标设置于下底板上方，弹簧上下两端分别固定连接浮标和下底板，制动夹设置于下底板上并与桩腿活动连接，制动夹可将下底板锁止于桩腿上的任意位置。
16.与现有技术相比，本发明提供的聚波型摆式波浪能发电平台设置有折叠单元，能够将聚波板从具有聚波作用的第一状态转变成贴靠上底板的第二状态，在遭遇灾害性气候时保护聚波板，使聚波板更不容易被损坏。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如下。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1为本发明提供的聚波型摆式波浪能发电平台一实施例的侧视图；
20.图2为本发明提供的聚波型摆式波浪能发电平台的俯视图；
21.图3为第一伸缩机构的结构示意图；
22.图4为第二伸缩机构的结构示意图；
23.图5为发电单元部分结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
25.请参见图1至图5，本发明提供一种聚波型摆式波浪能发电平台。该聚波型摆式波浪能发电平台一般应用于海岸附近，利用海浪发电。
26.本聚波型摆式波浪能发电平台包括平台主体1、聚波单元2、折叠单元3以及发电单元4，平台主体1包括上底板11，聚波单元2包括两块聚波板21，聚波板21具有垂直于上底板11的第一状态和贴靠上底板11的第二状态。当聚波板21处于第一状态时，两块聚波板21之间形成聚波水道。折叠单元3设置于上底板11上并分别与两块聚波板21传动连接，用以驱动聚波板21在第一状态和第二状态之间转换；发电单元4设置于聚波水道内并可利用波浪发电。
27.正常发电时，两块聚波板21处于第一状态，用以汇聚波浪提高发电单元4的发电效率。当遭遇灾害气候时，折叠单元3使聚波板21运动至第二状态，贴靠在上底板11上，减小受风受浪面积，避免损坏。
28.在本实施例中，平台主体1还包括多个桩腿12以及升降装置13，桩腿12竖直设置并
且下端固定在海底的海床上。升降装置13设置于桩腿12上并与上底板11传动连接，以驱动上底板11沿桩腿12作升降运动，从而使发电单元4适应海平面的高度，以获得较好的发电效率。
29.在一些实施例中，平台主体1还包括下底板14和转动装置15，转动装置15设置于下底板14上并与上底板11传动连接。以转动装置15可驱动上底板11转动，以使发电单元4正对海浪的方向，以获得较好的发电效率。转动装置15可采用合适型号的电机。在该实施例中，升降装置13与下底板14传动连接，经由下底板14和转动装置15带动上底板11一通作升降运动。
30.在本实施例中，升降装置13包括浮标131、弹簧132以及制动夹133，下底板14套设于桩腿12上并与桩腿12滑动连接，桩腿12限制了下底板14的运动方向，使下底板14只能沿下底板14运动。浮标131设置于下底板14上方，弹簧132上下两端分别固定连接浮标131和下底板14，制动夹133设置于下底板14上并与桩腿12活动连接，制动夹133可将下底板14锁止于桩腿12上的任意位置。在优选实施例中，升降装置13还包括设置于下底板14上的导向轮134，导向轮134与桩腿12抵接，以使下底板14沿桩腿12滑动时更加顺滑。
31.当制动夹133松开桩腿12时，浮标131会漂浮在海面，只要使发电单元4的发电部位与浮标131处于同一高度，就能使发电单元4获得良好的发电效率。然后制动夹133夹紧桩腿12实现位置固定，此后在发电过程中，波浪带动浮标131产生的上下波动被弹簧132吸收，不会影响到下底板14，造成下底板14的位置变动。确保发电单元4处于合适的发电位置。当海平面高度出现较大变化时，制动夹133松开桩腿12，在重力和浮力的作用下，浮标131会再次漂浮在海平面上，再控制制动夹133夹紧桩腿12即可完成了高度修正。
32.在其他实施例中，升降装置13还可以采用自身具备动力的设计，如电动推杆等，主动推动上底板11或下底板14运动以适应不同的海平面高度。
33.在本实施例中，聚波板21包括中心板211以及分别与中心板211两侧边连接的两块边板212，边板212与中心板211之间的夹角为钝角以使聚波水道的两端开口呈喇叭口型，以便更好的聚拢波浪，提高发电效率。在优选实施例中，边板212与中心板211转动连接，两者之间的夹角可以根据海浪的大小进行调整。
34.在本实施例中，折叠单元3包括两个设置于上底板11的第一伸缩机构31，第一伸缩机构31与聚波板21一一对应连接以驱动聚波板21在第一状态和第二状态之间转换。具体的，第一伸缩机构31与中心板211传动连接，第一伸缩机构31优选采用电驱设备，如电动推杆，来驱动聚波板21运动。
35.在一些实施例中，折叠单元还包括第二伸缩机构32，第二伸缩机构32设置于中心板211上并与边板212传动连接，用以调节边板212与中心板211之间的夹角。当遭遇灾害性气候时，还可以驱动边板212贴靠中心板211，第一伸缩机构31在驱动中心板贴靠上底板11，进一步减小受风受浪面积。
36.在本实施例中，发电单元4包括发电机41、摆板42以及转轴43，发电机41固设于上底板11上，摆板42布置于聚波水道内并且垂直于聚波水道的长度方向，摆板42与转轴43固定连接，转轴43的两端分别与两个发电机41传动连接以带动发电机41发电。
37.转动装置15能使聚波水道正对波浪方向，波浪从聚波水道的一端进入，再从另一端离开，推动摆板42作往复摆动，摆板42带动转轴43往复转动，带动发电机41发电。
38.在优选实施例中，发电单元4还包括单向离合器44和联轴器45，转轴43的两端均依次通过单向离合器44和联轴器45与发电机41连接。
39.当摆板42带动转轴43向某一个方向转动时，其中一侧单向离合器44锁止，将转轴43的力传递到与其连接的发电机41上，带动该发电机41做功，而另一侧单向离合器44处于自由转动状态，不传递功。同样当摆板42向另一个方向转动时，上述第一个单向离合器44将处于自由转动状态，不传递功，其侧的发电机41将在飞轮的惯性作用下继续发电；而第二个单向离合器44此时锁止，将转轴43的力传递到该发电机41上发电。
40.通过该结构能使摆板42两侧的发电机41各自单方向旋转，从而俘获任意方向的波浪能。飞轮使发电机41转速保持在一定范围内，使得发电机41输出电压变化较为平缓，实现初级稳压。
41.容易理解的，发电机41产生的电可以通过电缆传输给电网或者通过蓄电池储存在发电平台，并且蓄电池还可以为用电设备如升降装置13、转动装置15、制动夹133、第一伸缩机构31、第二伸缩机构32等，设置电缆或蓄电池以及电路布置为本领域常规技术，不在此赘述。
42.在本实施例中，摆板42内部形成有储水腔，发电单元4还包括与储水腔连通的水泵(未图示)，水泵可调节储水腔内的储水量，以改变摆板42摆动时的整体质量，进而改变摆板42的固有频率来适应波浪参数，以获得更大的摆动幅度，从而增加波浪能的俘获效率。
43.容易理解的，本发电平台应用于海上，因此各个部件都根据需要进行了防水、防腐蚀处理。
44.与现有技术相比，本发明提供的聚波型摆式波浪能发电平台设置有折叠单元，能够将聚波板从具有聚波作用的第一状态转变成贴靠上底板的第二状态，在遭遇灾害性气候时保护聚波板，使聚波板更不容易被损坏。
45.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，其包括：平台主体、聚波单元、折叠单元以及发电单元，所述平台主体包括上底板，所述聚波单元包括两块聚波板，所述聚波板具有垂直于所述上底板的第一状态和贴靠所述上底板的第二状态，当所述聚波板处于第一状态时，两块所述聚波板之间形成聚波水道；所述折叠单元设置于所述上底板上并分别与两块所述聚波板传动连接，用以驱动所述聚波板在第一状态和第二状态之间转换；所述发电单元设置于所述聚波水道内并可利用波浪发电。2.根据权利要求1所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述折叠单元包括两个设置于所述上底板的第一伸缩机构，所述第一伸缩机构与所述聚波板一一对应连接以驱动所述聚波板在第一状态和第二状态之间转换。3.根据权利要求2所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述聚波板包括中心板以及分别与所述中心板两侧边连接的两块边板，所述边板与所述中心板之间的夹角为钝角以使所述聚波水道的两端开口呈喇叭口型；所述第一伸缩机构与所述中心板传动连接。4.根据权利要求3所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述边板与所述中心板转动连接，所述折叠单元还包括第二伸缩机构，所述第二伸缩机构设置于所述中心板上并与所述边板传动连接，用以调节所述边板与所述中心板之间的夹角。5.根据权利要求1所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述发电单元包括发电机、摆板以及转轴，所述发电机固设于所述上底板上，所述摆板布置于所述聚波水道内并且垂直于所述聚波水道的长度方向，所述摆板与所述转轴固定连接，所述转轴的两端分别与两个发电机传动连接以带动所述发电机发电。6.根据权利要求5所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述发电单元还包括单向离合器和联轴器，所述转轴的两端均依次通过所述单向离合器和所述联轴器与所述发电机连接。7.根据权利要求6所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述摆板内部形成有储水腔，所述发电单元还包括与所述储水腔连通的水泵，所述水泵可调节所述储水腔内的储水量。8.根据权利要求1所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述平台主体还包括多个桩腿以及升降装置，所述升降装置设置于所述桩腿上并与所述上底板传动连接，以驱动所述上底板沿所述桩腿作升降运动。9.根据权利要求8所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述平台主体还包括下底板和转动装置，所述升降装置与所述下底板传动连接，所述转动装置设置于所述下底板上并与所述上底板传动连接，以驱动所述上底板转动。10.根据权利要求9所述的聚波型摆式波浪能发电平台，其特征在于，所述升降装置包括浮标、弹簧以及制动夹，所述下底板套设于所述桩腿上并与所述桩腿滑动连接，所述浮标设置于所述下底板上方，所述弹簧上下两端分别固定连接所述浮标和所述下底板，所述制动夹设置于所述下底板上并与所述桩腿活动连接，所述制动夹可将所述下底板锁止于所述桩腿上的任意位置。

技术总结
本发明涉及一种聚波型摆式波浪能发电平台，包括平台主体、聚波单元、折叠单元以及发电单元，平台主体包括上底板，聚波单元包括两块聚波板，聚波板具有垂直于上底板的第一状态和贴靠上底板的第二状态，当聚波板处于第一状态时，两块聚波板之间形成聚波水道；折叠单元设置于上底板上并分别与两块聚波板传动连接，用以驱动聚波板在第一状态和第二状态之间转换；发电单元设置于聚波水道内并可利用波浪发电。与现有技术相比，本发明提供的聚波型摆式波浪能发电平台设置有折叠单元，能够将聚波板从具有聚波作用的第一状态转变成贴靠上底板的第二状态，在遭遇灾害性气候时保护聚波板，使聚波板更不容易被损坏。波板更不容易被损坏。波板更不容易被损坏。


技术研发人员：刘斌 刘安宇 吉健 吴仪 吴卫国
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/3