用于从表面波浪获得能量的系统和方法技术方案

本申请公开了一种用于从表面波浪获得能量的系统。该系统可包括浮标阵列。该浮标阵列可包括具有多个竖直构件的框架。该浮标阵列还可包括基础浮标，该基础浮标耦接到该框架以将该框架支撑在水体中并且将这些竖直构件维持在竖直取向上。该浮标阵列可进一步包括多个可移动浮标。多个可移动浮标中的每个浮标均可围绕这些竖直构件中的不同构件可移动地布置并且配置成响应于水体中的波浪而相对于相应的竖直构件和基础浮标而移动。此外，该浮标阵列可包括能量转换装置，该能量转换装置能够与多个可移动浮标中的每个浮标进行操作以从可移动浮标相对于竖直构件的移动中发电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
如果能够被高效地利用，那么海洋有很大潜力来产生可用能量。例如，海洋可以有几种方式来用于产生可用能量，例如，使用海浪、使用海洋高潮和低潮和/或使用水温差。存在几种海洋能量发电装置，但是规模均不是很大。关于海浪的使用，已知这些波浪具有大量动能，且此能量可用于对各种系统供电。虽然存在用于从海水移动中产生能量的许多系统，但是需要继续寻找利用此波浪能量的方式的改进。
技术实现思路
本申请公开一种用于从表面波浪(诸如深海)获得或产生能量的系统。该系统可包括浮标阵列。该浮标阵列可包括具有多个竖直构件的框架。该浮标阵列还可包括基础浮标，该基础浮标耦接到该框架以将该框架支撑在水体中并且将这些竖直构件维持在竖直取向。该浮标阵列可进一步包括多个可移动浮标。多个可移动浮标中的每个浮标均可围绕这些竖直构件中的不同构件可移动地布置并且配置成响应于水体中的波浪而相对于相应竖直构件和基础浮标移动。此外，该浮标阵列可包括能量转换装置，该能量转换装置可与多个可移动浮标中的每个浮标进行操作，以使用本领域中已知用于泵送水、泵送空气、电磁感应或通过任何其它类型机械运动的对流的任何技术从这些可移动浮标相对于这些竖直构件的移动中发电。此外，该系统可包括浮力系绳，该浮力系绳耦接到该浮标阵列以将该浮标阵列固定到目标上。在另一示例中，一种用于从水体中的波浪获得或产生能量的方法可包括获得如本文所述的浮标阵列，将浮力系绳耦接到该浮标阵列，将该浮标阵列布置在水体中，以及将该浮标阵列固定到目标上。附图说明图1展示了根据本公开的实施例的用于从水体中的波浪获得能量的浮标阵列。图2展示了根据本公开的另一实施例的用于从水体中的波浪获得能量的浮标阵列。图3A至图3C展示了根据本公开的实施例与具有典型的或设计的尺寸的波浪进行操作的浮标阵列。图4A至图4C展示了根据本公开的实施例与超过典型的或设计的波浪大小的波浪(诸如巨浪)进行操作的浮标阵列。图5展示了根据本公开的实施例的可与可移动浮标进行操作以从可移动浮标的移动中发电的能量转换装置。图6展示了根据本公开的又一实施例的可与可移动浮标进行操作以从可移动浮标的移动中发电的能量转换装置。图7A和图7B展示了根据本公开的实施例的用于维持浮标阵列在水中的稳定性的交叉配置。图8A和图8B展示了根据本公开的实施例的用于维持浮标阵列在水中的稳定性以及用于将该阵列扩展至包括任何数量的可移动浮标和/或基础浮标的配置。图9展示了根据本公开的实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图10展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图11A展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图11B展示了遭遇极限波浪时的图11A的系统。图12A和图12B展示了与不同的风向/波浪方向对准的图11A的系统。图13A展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图13B展示了在处于高潮时的图13A的系统。图13C展示了遭遇极限波浪时的图13A的系统。图14展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图15A和图15B展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图16展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图17展示了根据本公开的又一实施例的用于从表面波浪获得能量的系统。图18展示了图17的系统的俯视横截面视图。具体实施方式现在将参考示例性实施例，且本文将使用具体语言来描述示例性实施例。然而，将理解的是，并不希望由此限制本公开的范围。本文所说明的专利技术特征的改变和进一步修改以及如本文所说明的本公开的原理的附加应用(其将为相关领域的且拥有本公开的技术人员所想到)被视为在本公开的范围内。还应理解的是，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的。除非有这样的规定，否则术语不旨在进行限制。除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数个指代物。因此，例如，对“浮标”的指代包括对一个或多个这样的浮标的指代，且对“竖直构件”的指代包括对一个或多个这样的竖直构件的指代。如本文所用，术语“约”用于通过假设给出值可为比端点“大一点”或“低一点”来对数字范围端点提供灵活性。如本文所用，为了方便起见可以在常见列表中展示多个物件、结构元件、组成元素和/或材料。然而，这些列表应当被解释为该列表的每个成员均被单独识别为不同且唯一的成员。因此，如果没有相反的指示，那么这种列表中应当没有个别成员仅基于其在公共群组中的呈现而被解释为该列表中的任何其它成员的实际等效物。本文可以以范围格式表达或呈现数字数据。应当理解的是，此范围格式仅仅出于方便和简洁的目的而被使用，并且因此应当被灵活地解释为不仅包括被明确叙述为范围界限的数值，而且包括该范围内所涵盖的所有个别数值或子范围，就像每个数值和子范围被明确叙述一样。作为说明，“约1至约5”的数字范围应当被解释为不仅包括约1至约5的明确叙述值，而且包括所指示范围内的个别值和子范围。因此，此数字范围中包括诸如2、3和4的个别值以及诸如从1至3、从2至4和从3至5等的子范围以及单独的1、2、3、4和5。此相同原理适用于仅叙述一个数值作为最小值或最大值的范围。另外，无论范围宽度或所描述的特性为何，均应当采用这样的解释。根据本公开的这些定义和实施例，提供了各种系统和方法的讨论，包括与其相关联的细节。换言之，应当注意各个实施例将被讨论为其与这些系统和方法有关。不管具体细节的上下文如何，由于这些细节是针对这些实施例中的任何一个进行讨论的，应当理解的是，这种讨论也与其它所有实施例有关。本公开描述了一种用于从水体中的表面波浪获得或产生(转换)能量的系统。该系统可包括浮标阵列，该浮标阵列可包括具有多个竖直构件的框架。该浮标阵列还可包括基础浮标，该基础浮标耦接到该框架以将该框架支撑在水体中并且将这些竖直构件维持在竖直取向。另外，该浮标阵列可包括多个可移动浮标，其中多个可移动浮标中的每个浮标均围绕竖直构件中的不同构件可移动地布置并且配置成响应于水体中的波浪而相对于相应的竖直构件和基础浮标移动。此外，该浮标阵列可包括能量转换装置，该能量转换装置可与多个可移动浮标中的每个浮标进行操作以从可移动浮标相对于竖直构件的移动中发电。此外，该系统可包括浮力系绳，该浮力系绳耦接到该浮标阵列以将该浮标阵列固定到目标上。在另一实施例中，本公开提供了一种用于从水体中的表面波浪获得或产生(转换)能量的方法。该方法可包括：获得浮标阵列，该浮标阵列包括：具有多个竖直构件的框架；基础浮标，其耦接到该框架以将该框架支撑在水体中并且将这些竖直构件维持在竖直取向；多个可移动浮标，其中所述多个可移动浮标中的每个浮标均围绕所述多个竖直构件中的不同构件可移动地布置并且被配置成响应于该水体中的波浪而相对于相应的竖直构件和基础浮标移动。还可包括能量转换装置，其能够与多个可移动浮标中的每个浮标进行操作以从可移动浮标相对于竖直构件的移动中发电。该方法还可包括将浮力系绳耦接到浮标阵列、将浮标阵列布置在水体中以及将浮标阵列固定到目标上。系绳的浮力可使得系绳本质上自我支撑在水中并且不会向下拖曳或在使用时以其它方式干扰浮标阵列。图1示出了用于从水体中的波浪101获得能量的浮标阵列100。该浮标阵列可包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从表面波浪获得能量的系统，其包括：浮标阵列，其包括：具有多个竖直构件的框架，基础浮标，其耦接到所述框架以将所述框架支撑在水体中并将所述竖直构件维持在竖直取向上，多个可移动浮标，其中所述多个可移动浮标中的每个浮标均围绕所述多个竖直构件中的不同构件可移动地布置并且被配置成响应于所述水体中的波浪而相对于相应的所述竖直构件和所述基础浮标移动；以及能量转换装置，其能够与所述多个可移动浮标中的每个浮标进行操作以便从所述可移动浮标相对于所述竖直构件的移动中发电；以及浮力系绳，其耦接到所述浮标阵列以将所述浮标阵列固定到目标上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.04 US 62/007,8221.一种用于从表面波浪获得能量的系统，其包括：浮标阵列，其包括：具有多个竖直构件的框架，基础浮标，其耦接到所述框架以将所述框架支撑在水体中并将所述竖直构件维持在竖直取向上，多个可移动浮标，其中所述多个可移动浮标中的每个浮标均围绕所述多个竖直构件中的不同构件可移动地布置并且被配置成响应于所述水体中的波浪而相对于相应的所述竖直构件和所述基础浮标移动；以及能量转换装置，其能够与所述多个可移动浮标中的每个浮标进行操作以便从所述可移动浮标相对于所述竖直构件的移动中发电；以及浮力系绳，其耦接到所述浮标阵列以将所述浮标阵列固定到目标上。2.如权利要求1所述的系统，其中所述浮力系绳是载送电力、泵送流体或气体中的至少一种的公用事业管线。3.如权利要求1所述的系统，其中所述浮力系绳包括与其耦接的附接浮力装置。4.如权利要求1所述的系统，其中所述浮力系绳具有内置浮力。5.如权利要求1所述的系统，其中所述浮力系绳包括主浮力系绳和经由张紧器耦接到所述主系绳的多个辅助系绳，所述张紧器有利于所述辅助系绳之间的负荷共享。6.如权利要求1所述的系统，其中所述浮力系绳经由所述框架和所述基础浮标中的至少一个耦接到所述浮标阵列。7.如权利要求1所述的系统，其中所述浮力系绳包括：耦接到所述浮标阵列的横向系绳部分；附接到海底的竖直系绳部分；以及耦接在所述横向系绳部分与所述竖直系绳部分之间的横向支撑浮标。8.如权利要求7所述的系统，其中所述横向支撑浮标基本上为所述横向系绳和所述竖直系绳中的至少一个提供浮力。9.如权利要求7所述的系统，其中所述横向系绳和所述竖直系绳中的至少一个包括与其耦接的附接浮力装置。10.如权利要求7所述的系统，其中所述横向系绳和所述竖直系绳中的至少一个具有内置浮力。11.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括耦接到所述浮标阵列以将所述浮标阵列固定到所述目标的第二浮力系绳。12.如权利要求11所述的系统，其中所述第二浮力系绳包括：耦接到所述浮标阵列的第二横向系绳部分；附接到所述海底的第二竖直系绳部分；以及耦接在所述第二横向系绳部分与所述第二竖直系绳部分之间的第二横向支撑浮标。13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一浮力系绳和所述第二浮力系绳围绕相对侧耦接到所述浮标阵列。14.如权利要求7所述的系统，其进一步包括耦接到所述第一浮标阵列的第二浮标阵列。15.如权利要求14所述的系统，其进一步包括耦接到所述第二浮标阵列的第二浮力系绳，其中所述第二浮力系绳包括：耦接到所述第二浮标阵列的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·法特，
申请(专利权)人：M·法特，
类型：发明
国别省市：美国;US