一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法，该装置包括波能聚集装置和波能收集转换装置，波能聚集装置包括有若干个按周期性排列的波峰柱体，入射波浪经过波能聚集装置因发生布拉格共振而反射，在其迎浪侧形成立波区，波能收集转换装置包括固定支架、金属面板以及波浪能发电装置，固定支架设置在立波区中，金属面板焊接在固定支架上，波浪能发电装置可移动的设置在金属面板上。本发明专利技术提供的提高波浪发电效率的装置及其制作方法，将波浪能发电装置通过固定平台固定位置，通过布设周期性波峰柱体，而使入射波浪发生布拉格共振，将波浪能量聚集在特定区域，从而提高波浪能发电装置的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法
本专利技术涉及开发利用海洋可再生能源的
，特别涉及一种基于布拉格共振原理提高波浪发电效率的装置及其制作方法。
技术介绍
海洋覆盖着地球百分之七十的表面，蕴含着无穷的能量，据估算其能量总和大大超过了目前全球能源的需求。在海洋能开发
中包括有波浪能，潮汐能，温差能，盐差能和海流能等。波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。现阶段，存在大量的利用波浪能发电的技术，主要原理是通过波浪能装置将波浪能首先转化为机械能，然后再转化为电能。然而，波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源，发电效率较低。通常波浪能的转换一般有三级。第一级为波浪能的收集，通常采用聚波和共振两种方法把分散的波浪能聚集起来。第二级为能量的传递，包括机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动，使波浪能转换为可以利用的机械能。第三级转换为最终转换，将机械能通过发电机转换为电能。波浪发电作为对海洋可再生能源利用的经典方式，现阶段对波浪发电的关注主要都集中于如何有效促进波能收集装置的能量传递与转化效率等具体的机械装置设计层面，而忽视了最为基本的，例如如何增大波浪发电海域波高等方面的问题。布拉格共振在波浪理论中是指当波浪经过周期性起伏地形，且起伏地形的波长为入射波波长一半的整数倍时，会产生共振，波浪能量因此而被反射，引发地形区上部水面的剧烈波动，并形成大范围的立波，增大该区域内部分位置的波高值。目前我国长江口的南港航道及珠江口的内伶仃岛北部等近海海域都存在大面积的沙波群，所以实际海岸环境中具有较普遍引发布拉格共振效应的自然条件，因此需要对该部分进行进一步研究。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种提高波浪发电效率的装置及其制作方法，该装置结构简单，成本低且使用灵活方便，将漂浮在海面的波浪能发电装置通过固定平台固定位置，通过布设周期性波峰柱体，而使入射波浪发生布拉格共振，将波浪能量聚集在特定区域，从而提高波浪能发电装置的发电效率。为解决上述问题，本专利技术具体采用以下技术方案：一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，包括波能聚集装置和波能收集转换装置，所述波能聚集装置包括有若干个按周期性排列的波峰柱体，入射波浪经过波能聚集装置因发生布拉格共振而反射，在其迎浪侧形成立波区，所述波能收集转换装置包括固定支架、金属面板以及波浪能发电装置，所述固定支架设置在立波区中，所述金属面板焊接在固定支架上，所述波浪能发电装置可移动的设置在金属面板上。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波浪能发电装置包括有波浪能发电装置定子、金属连杆和波浪能发电装置浮子，即该波浪能发电装置为振荡浮子式波浪能发电装置，所述波浪能发电装置定子可移动的设置在金属面板上，所述金属连杆垂直贯穿于波浪能发电装置定子并与其下方的波浪能发电装置浮子相连接，即所述波浪能发电装置浮子连接在金属连杆下端。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述金属连杆设置在波浪能发电装置定子中心处。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波浪能发电装置浮子为上大下小的圆台体。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述金属面板上沿着波浪传播方向设有一穿口，所述穿口的两侧沿着穿口侧边设有等距离分布的螺孔，所述螺孔上设有相适配的螺丝，当然，为了便于螺丝固定，在波浪能发电装置定子上也设有相对应的螺孔，将波浪能发电装置定子沿着穿口调节到合适位置后，利用螺丝同时贯穿波浪能发电装置定子和金属面板上的螺孔，从而将波浪能发电装置定子固定在金属面板上。通过波浪能发电装置定子在金属面板上的位置调节，从而调整波浪能发电装置位置，令波浪能发电装置浮子中心正好位于立波波腹处，使发电效率最大化。此外，可在沙波群附近海域布置振荡浮子式波浪能发电装置，将装置布置在海面共振区域波腹处，可显著提高波浪能发电效率。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波能聚集装置由至少2块波峰柱体组成，所述波峰柱体的波长为入射波浪波长一半的整数倍，该波峰柱体的波长亦即两个波峰柱体最高点之间的距离，所述波能聚集装置的周期性起伏延展方向与入射波浪方向一致，优选，每两个波峰柱体的间距为波峰柱体波长的一半，即相邻波峰柱体间的距离为波峰柱体波长的一半。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波峰柱体由混凝土制成。前述的一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，所述波峰柱体设为5块。一种提高波浪发电效率的装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)，收集所选海域的基础波浪资料；步骤(2)，根据步骤(1)中所获得的基础波浪资料确定波峰柱体的尺寸：所述波峰柱体的波长为入射波浪波长一半的整数倍，每个波峰柱体的长度L与波浪发电装置浮子最大直径相等，所述波峰柱体波高D与水深h比值不宜过小，以形成明显的布拉格反射现象，使得波浪相对透射率更小，反射率更大，反射频率带宽更宽；步骤(3)，在所选海域设置波能聚集装置：将步骤(2)中制得的至少2块波峰柱体按周期性排列，其周期性起伏延展方向与入射波浪方向一致，每两个波峰柱体的间距为波峰柱体波长的一半；步骤(4)，在所选海域设置波能收集转换装置：将固定支架固定在立波区中，并将金属面板焊接在固定支架上，沿入射波浪传播方向调整金属面板上波浪能发电装置定子的位置，使其下方通过金属连杆连接的波浪能发电装置浮子的中心正好位于立波波腹处，并用螺丝将波浪能发电装置定子固定在金属面板上。前述的一种提高波浪发电效率的装置的制作方法，其特征在于，所述步骤(1)中基础波浪资料包括所选海域入射波浪的波长、波高、周期及所选海域的水深。本专利技术的有益效果，本专利技术提供的一种提高波浪发电效率的装置及其的制作方法，使通过波能聚集装置上部的入射波浪发生布拉格共振，增大海面部分区域的波高，将波能收集转换装置固定在波高差最大处，从而提高波浪能发电装置的发电效率。该装置不仅可用来稳定、持续地发电，而且结构简单成本低，不影响海域景观。由于布拉格共振引起的水体共振所体现的最为明显的现象就是水面波动幅度的急剧增大，所以通过布拉格共振对周期性起伏地形向海侧的波浪起到能量积聚的效果，从而增大目标海域的波高，因此，本申请可以有效地弥补现有技术的不足，从提高装置可收集的波浪能的角度来提高其发电效率。附图说明图1为本专利技术实例1中提高波浪发电效率的装置的结构示意图；图2是本专利技术实例1中实验装置在水槽中的侧视图；图3是本专利技术实例1中实验装置在水槽中的俯视图；图4是在水槽水深为0.6m、入射波浪周期为1.05s时正常发电与运行本专利技术装置发电所测得的瞬时电压对比图，其中图4(a)为正常发电测得的瞬时电压图，图4(b)为运行本专利技术装置测得的瞬时电压图；图5是在水槽水深为0.7m，入射波周期为1.05s时正常发电与运行本专利技术装置发电所测得的瞬时电压对比图，其中图5(a)为正常发电测得的瞬时电压图，图5(b)为运行本专利技术装置测得的瞬时电压图。图中，1—波峰柱体、2—固定支架、3—波浪能发电装置浮子、4—金属面板、5—波浪能发电装置定子、6—金属连杆、7—螺孔、8—穿口、9—录波仪、10—波能聚集装置、11—波能收集转换装置。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步描述。实施例1：如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高波浪发电效率的装置，其特征在于，包括波能聚集装置(10)和波能收集转换装置(11)，所述波能聚集装置(10)包括有若干个按周期性排列的波峰柱体(1)，入射波浪经过波能聚集装置(10)在其迎浪侧形成立波区，所述波能收集转换装置(11)包括固定支架(2)、金属面板(4)以及波浪能发电装置，所述固定支架(2)设置在立波区中，所述金属面板(4)焊接在固定支架(2)上，所述波浪能发电装置可移动的设置在金属面板(4)上。

【技术特征摘要】
1.一种提高波浪发电效率的装置的制作方法，该装置包括波能聚集装置(10)和波能收集转换装置(11)，所述波能聚集装置(10)包括有若干个按周期性排列的波峰柱体(1)，入射波浪经过波能聚集装置(10)在其迎浪侧形成立波区，所述波能收集转换装置(11)包括固定支架(2)、金属面板(4)以及波浪能发电装置，所述固定支架(2)设置在立波区中，所述金属面板(4)焊接在固定支架(2)上，所述波浪能发电装置可移动的设置在金属面板(4)上，所述波浪能发电装置包括由波浪能发电装置定子(5)、金属连杆(6)和波浪能发电装置浮子(3)，所述波浪能发电装置定子(5)可移动的设置在金属面板(4)上，所述金属连杆(6)垂直贯穿于波浪能发电装置定子(5)并与其下方的波浪能发电装置浮子(3)相连接，其特征在于，制作方法包括以下步骤：步骤a，收集所选海域的基础波浪资料；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶爱峰，王懿，范骏，余豪丰，文铖，李硕，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32