一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统，其包括一浮漂支架、一中轴结构、一海浪浮漂、励磁部和感应部；中轴结构的底座固定在海底，其上端通过复位装置与浮漂支架连接；海浪浮漂设置在浮漂支架的外侧；其中，浮漂支架设置励磁部，中轴结构设置感应部；或者浮漂支架设置感应部，中轴结构设置励磁部；并且在励磁部和感应部中至少一个设置有若干超导线圈以及相应的制冷系统。海浪浮漂通过海浪作用带动浮漂支架相对于所述中轴结构运动，从而使励磁部与感应部相对运动，并通过电磁感应产生电能。本发明专利技术由于不需要二级能量转换，减少了能量损耗，同时降低了系统整体的成本和复杂性，有效提高系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海浪发电领域，特别涉及一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统。
技术介绍
在海洋能源中，海浪波动的巨大能源是其中重要的一部分。据估算，全世界沿海岸线连续耗散的波浪能功率达16MW级别，但这些能量的应用比例却非常小。波浪能是最清洁的可再生资源，它的开发利用，将大大缓解由于矿物能源逐渐枯竭的危机，改善由于燃烧矿物能源对环境造成的破坏。海浪发电作为新能源发电的主要趋势之一，越来越被人们重视。目前比较常用的海浪能转换装置一般包括空气型，液压型、齿轮增速型等，其原理都是利用旋转发电机将机械能转换成电能，但将机械能转换成电能必须需要二级能量转换环节，不仅提高了系统的整体成本和复杂性，还增加了能量损耗。超导旋转电机通过超导线圈强大的载流能力，可产生较强的励磁磁场，可省去定子和动子的铁芯，使自身的体积和重量大幅较低，而且超导线圈作为感应线圈，其产生的感应电势的能力也远大于常规线圈，可大幅提高能量的转换效率。但是，由于超导线圈必须需要制冷系统，在超导旋转电机上设计和维护制冷系统十分困难，很大程度地限制了超导旋转电机在海洋发电领域的应用和发展。因此，需要一种应用超导线圈且制冷系统方便维护、能量转换效率高的海浪发电系统。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种应用超导线圈且制冷系统方便维护、能量转换效率高的直驱式海浪发电系统。本专利技术采用的技术方案是:一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统，其包括一浮漂支架、一中轴结构、两海浪浮漂、励磁部和感应部，所述中轴结构通过复位装置与所述浮漂支架连接并设置在所述浮漂支架内，所述海浪浮漂分别设置在所述浮漂支架的两边；其中，所述浮漂支架设置励磁部，所述中轴结构设置感应部；或者浮漂支架设置感应部，所述中轴结构设置励磁部；并且，在所述励磁部和所述感应部中至少一个设置有若干超导线圈以及相应的制冷系统；所述海浪浮漂通过海浪作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述励磁部与所述感应部相对运动；并通过电磁感应产生电能。根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置所述感应部，所述中轴结构设置励磁部，并且所述感应部和所述励磁部均设置有若干所述超导线圈，所述感应部和所述励磁部分别设置有相应的所述制冷系统；其中，所述励磁部的所述超导线圈分别呈首尾闭合的状态；所述感应部和所述励磁部所述制冷系统分别致冷其所述超导线圈，并使所述超导线圈达到超导工作温度；所述感应部的所述超导线圈通过二元制电流引线接入外部电流使所述励磁部的所述超导线圈产生感应磁场；并在所述励磁部的超导线圈获得一定的磁场后切断所述感应部的所述超导线圈上的所述外部电流，所述励磁部的超导线圈的磁场在其超导工作温度下保持不变；所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述感应部的所述超导线圈相对于所述励磁部的所述超导线圈运动，并通过电磁感应产生电能。根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置励磁部，所述中轴结构设置感应部，并且所述感应部设置有若干所述超导线圈以及所述超导线圈的所述制冷系统，所述励磁部设置有若干永磁体；其中，所述励磁部设置的若干永磁体按N/S极性交替排列；所述制冷系统致冷所述超导线圈并使所述超导线圈达到超导工作温度；所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述励磁部的所述永磁体相对于所述感应部的所述超导线圈运动，并通过电磁感应产生电會K。根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置感应部，所述中轴结构设置励磁部，并且所述感应部设置有若干铜线圈，所述励磁部设置有若干所述超导线圈以及所述超导线圈的所述制冷系统；其中，所述制冷系统致冷所述超导线圈，并使所述超导线圈达到超导工作温度；所述励磁部的所述超导线圈通过二元制电流引线接入外部电流而产生磁场；所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述感应部的所述铜线圈相对于所述励磁部的所述超导线圈运动，并通过电磁感应产生电會K。根据一种优选的实施方式，所述浮漂支架设置励磁部，所述中轴结构设置感应部，并且所述感应部设置有若干所述超导线圈以及所述超导线圈的所述制冷系统，所述励磁部设置有若干超导块材磁体以及所述超导块材磁体的制冷系统；其中，所述超导块材磁体按N/S极性交替排列；所述超导线圈的制冷系统致冷所述超导线圈至其超导工作温度，由所述超导线圈通过二元制电流引线接入外部电流使所述超导块材磁体产生感应磁场；所述超导块材磁体获得一定的磁场后，由所述超导块材磁体的制冷系统致冷所述超导块材磁体至其超导工作温度，并切断所述超导线圈上的所述外部电流，而使所述超导块材磁体工作为超导块材永久磁体；所述海浪浮漂通过海浪的作用带动所述浮漂支架相对于所述中轴结构运动，而使所述超导线圈相对于所述超导块材磁体运动，并通过电磁感应产生电能。根据一种优选的实施方式，所述超导块材磁体的所述制冷系统包括导冷板，液氮罐和真空杜瓦；其中，所述真空杜瓦设置为壳体结构，所述超导块材磁体设置在所述导冷板上，所述超导块材磁体和所述导冷板设置在所述真空杜瓦的壳体结构内，所述液氮罐中的液氮通入所述真空杜瓦中而致冷所述导冷板和所述超导块材磁体。根据一种优选的实施方式，所述超导线圈相应的的所述制冷系统包括GM制冷机、导冷支架、低温冷屏和真空杜瓦；其中，所述低温冷屏和所述真空杜瓦均设置为壳体结构，所述超导线圈设置在所述导冷支架上，所述导冷支架和所述超导线圈设置在所述低温冷屏的壳体结构内，所述低温冷屏设置在所述真空杜瓦的壳体结构内；所述GM制冷机设置在所述真空杜瓦的表面上，并且所述GM制冷机的制冷头接入所述真空杜瓦内，分别与所述低温冷屏和所述导冷支架连接而致冷所述超导线圈。根据一种优选的实施方式，设置在所述感应部的所述超导线圈相互并联连接。根据一种优选的实施方式，所述海浪浮漂与所述浮漂支架通过滑轨连接，用以根据海平面的高度调整所述海浪浮漂在所述浮漂支架上固定的位置。本专利技术的技术效果在于:本专利技术采用直驱式设计，通过海浪作用使两边的海浪浮漂带动浮漂支架相对于中轴结构运动，而使励磁部与感应部相对运动且感应部产生感应电流，由于不需要二级能量转换，可减少了能量损耗。在励磁部和感应部中至少一个设置有超导线圈以及相应的冷却系统，省去了定动子铁心，使得超导发电机大大降低了自身的体积和重量，降低了系统整体的成本和复杂性，有效提高系统的可靠性。同时超导线圈作为感应线圈，其产生的感应电势的能力也远大于常规线圈，可大幅提高能量的转换效率。[0当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统，其特征在于，所述系统包括一浮漂支架(1)、一中轴结构(2)、一海浪浮漂(3)、励磁部(4)和感应部(5)；所述中轴结构(2)的底座固定在海底，其上端通过复位装置(7)与所述浮漂支架(1)连接；所述海浪浮漂(3)设置在所述浮漂支架(1)的外侧；其中，所述浮漂支架(1)设置励磁部(4)，所述中轴结构(2)设置感应部(5)；或者所述浮漂支架(1)设置感应部(5)，所述中轴结构(2)设置励磁部(4)；并且，在所述励磁部(4)和所述感应部(5)中至少一个设置有若干超导线圈(6)以及相应的制冷系统；所述海浪浮漂(3)通过海浪作用带动所述浮漂支架(1)相对于所述中轴结构(2)运动，而使所述励磁部(4)与所述感应部(5)相对运动，并通过电磁感应产生电能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金建勋，吴志豪，文亮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51