一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置制造方法及图纸

一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，包括多个呈阵列布置的浮体，浮体内布置有集能系统和卷索长度调节系统，各相邻浮体之间通过柔性卷索连接，柔性卷索的一端缠绕于一个浮体内的集能系统，另一端缠绕于另一个浮体内的卷索长度调节系统；所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置还包括控制器和信号接收器，控制器分别与信号接收器和卷索长度调节系统连接。本发明专利技术能将锚泊能量吸收利用，提升了发电效率，以适应波浪环境，提高波能利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置
本专利技术涉及波浪能发电
，具体涉及一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置。
技术介绍
针对传统化石能源日益减少，但是当前社会对于能源的需求却日益增大，世界各国逐步加大对于新能源的开发和利用。地球表面有71％被海洋覆盖，据估计海洋能的储量约为780亿KW，其中波浪能占有700亿KW，并且波浪能是一种能量密度高分布广泛的清洁可再生能源，因此波浪能具有极大的开发利用价值。当前波浪能发电装置主要形式有振荡浮子式、振荡水柱式、筏式等，其对于海域中的波浪能的收集大多是收集其垂荡方向的能量，对于波浪传播方向的能量利用率低，导致波浪能发电装置的总体发电效率不高，限制了对波浪能的开发利用；并且装置在投入使用时都需要额外安装的锚固系统，前期施工成本较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，能将锚泊能量吸收利用，提升了发电效率，以适应波浪环境，提高波能利用率。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，包括多个呈阵列布置的浮体，浮体内布置有集能系统和卷索长度调节系统，各相邻浮体之间通过柔性卷索连接，柔性卷索的一端缠绕于一个浮体内的集能系统，另一端缠绕于另一个浮体内的卷索长度调节系统；所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置还包括控制器和信号接收器，控制器分别与信号接收器和卷索长度调节系统连接。按照上述技术方案，集能系统的个数为多个，沿浮体周向均匀布置，两个相邻的集能系统之间设有一个卷索长度调节系统，各卷索长度调节系统沿浮体周向均匀布置。按照上述技术方案，集能系统包括绞盘、传动轴、涡卷弹簧、单向离合器和发电机总成，传动轴的一端与涡卷弹簧连接，另一端通过单向离合器与发电机总成连接，绞盘设置于传动轴上，柔性卷索的一端缠绕连接在绞盘上。按照上述技术方案，控制器为ECU。按照上述技术方案，集能系统的发电机总成连接有蓄电池。按照上述技术方案，卷索长度调节系统包括电机、卷索固定轴和锁止机构，卷索固定轴横向布置于浮体内，卷索固定轴的一端与步进电机连接，另一端与锁止机构连接，电机和锁止机构与控制器连接。按照上述技术方案，锁止机构包括锁止齿轮和推拉式电磁铁，锁止齿轮设置于卷索固定轴上，推拉式电磁铁连接有推杆，推杆布置于锁止齿轮一侧。按照上述技术方案，阵列最外圈的浮体连接有锚固体。按照上述技术方案，浮体内设有多个卷索舱和密封舱，卷索绳分别与集能系统和卷索长度调节系统缠绕连接处均位于相应的卷索舱内，其余部分的集能系统、卷索长度调节系统、控制器和信号接收器均设置于密封舱内。按照上述技术方案，卷索舱通过绳索通道与外部联通，卷索舱的绳索通道入口处设有的导轮组；导轮组包括各由双层布置的四个通道导向轮和绳索通道框架，四个通道导向轮呈口字形或井字形布置于绳索通道框架上，绳索通道框架固设于绳索通道上，柔性卷索经过四个通道导向轮形成口字或井字结构的中部穿过，进入绳索通道及卷索舱内。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用柔性卷索连接各个浮子，将限制浮体过大位移的锚泊能量吸收利用，减少了传统海洋发电浮子因锚泊系统损失的能量，在随着波的上下起伏时俘获波浪垂直方向势能，也可以在波前作用浮体时推动浮体向前运动俘获波浪水平方向动能，提升了海洋发电装置的发电效率，并通过调节连接浮体的柔性卷索长度，以适应波浪环境，使得两个相邻浮体间距处于半个波长左右，以达到最佳发电效果。附图说明图1是本专利技术实施例中于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置的平面布置图；图2是本专利技术实施例中浮体内部结构的平面布置图；图3是本专利技术实施例中浮体内部结构的立面图；图4是本专利技术实施例中导轮组的结构示意图；图中，1-浮体，2-信号接收器，3-涡卷弹簧，4-传动轴，5-第一密封轴承，6-绞盘，7-单向离合器，8-发电机，9-惯量盘，10-步进电机，11-卷索固定轴，12-锁止齿轮，13-推拉式电磁铁，14-蓄电池，15-柔性卷索，16-ECU，17-第二密封轴承，18-导轮组，19-固定桩；18-1-绳索通道框架，18-2-通道导向轮，18-3-通道导向轮轴。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。参照图1～图4所示，本专利技术提供的一个实施例中的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，包括多个呈阵列布置的浮体1，浮体1内布置有集能系统和卷索长度调节系统，各相邻浮体1之间通过柔性卷索15连接，柔性卷索15的一端缠绕于一个浮体1内的集能系统，另一端缠绕于另一个浮体1内的卷索长度调节系统；阵列浮体1通过柔性卷索15限制浮体1限位，并俘获波浪能转化为柔性卷索15运动机械能，集能系统用于将浮体1相对位移产生的机械能转化为电能；所述的基于柔性卷索15的浮子式波能阵列发电装置还包括控制器和信号接收器2，控制器分别与信号接收器2和卷索长度调节系统连接；信号接收器2接收外部海域环境，控制器驱动卷索长度调节系统，调节柔性卷索15长度，使得相邻两个浮体1之间间距处于波浪环境的半个波长，以契合波浪环境。进一步地，集能系统的个数为多个，沿浮体1周向均匀布置，两个相邻的集能系统之间设有一个卷索长度调节系统，各卷索长度调节系统沿浮体1周向均匀布置。进一步地，集能系统的个数和卷索长度调节系统的个数一致，均为2或3个，相对应地，所述阵列连接系统中浮子布置可以根据浮子内部集能系统组数以及来自其他浮体1的柔性卷索15数目改变，可以设计为三角形网络、正方形网络等，以匹配实际海洋中的能量密度以及可布置的海域范围。进一步地，集能系统包括绞盘6、传动轴4、涡卷弹簧3、单向离合器7和发电机总成，传动轴4的一端与涡卷弹簧3连接，另一端通过单向离合器7与发电机总成连接，绞盘6设置于传动轴4上，柔性卷索15的一端缠绕连接在绞盘6上；柔性卷索15的另一端从浮体1的壳体内穿出于外，绞盘6固设于传动轴4中部，发电机总成和涡卷弹簧3分别布置于绞盘6两侧。涡卷弹簧3在一组柔性卷索15连接的两浮体1相对远离、柔性卷索15拉伸时压缩，积蓄能量，在浮体1经过波峰后，涡卷弹簧3释放能量，收紧柔性卷索15实现复位；单向离合在柔性卷索15拉伸时，单向离合器7结合，实现传动轴4与发电机8输入轴连接；在柔性卷索15收紧时，单向离合器7脱离，传动轴4与发电机8输入轴脱离，实现发电机8单向旋转。进一步地，传动轴4横向布置于浮体1，传动轴4通过密封轴承与浮体1的壳体连接。进一步地，控制器为ECU。进一步地，集能系统的发电机总成连接有蓄电池14。进一步地，发电机总成包括发电机8及减速齿轮箱，传动轴4通过单向离合器7经减速齿轮箱与发电机8连接，发电机8的输入轴上设有惯量盘9。进一步地，卷索长度调节系统包括电机、卷索固定轴11和锁止机构，卷索固定轴11横向布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，其特征在于，包括多个呈阵列布置的浮体，浮体内布置有集能系统和卷索长度调节系统，各相邻浮体之间通过柔性卷索连接，柔性卷索的一端缠绕于一个浮体内的集能系统，另一端缠绕于另一个浮体内的卷索长度调节系统；/n所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置还包括控制器和信号接收器，控制器分别与信号接收器和卷索长度调节系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，其特征在于，包括多个呈阵列布置的浮体，浮体内布置有集能系统和卷索长度调节系统，各相邻浮体之间通过柔性卷索连接，柔性卷索的一端缠绕于一个浮体内的集能系统，另一端缠绕于另一个浮体内的卷索长度调节系统；
所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置还包括控制器和信号接收器，控制器分别与信号接收器和卷索长度调节系统连接。


2.根据权利要求1所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，其特征在于，集能系统的个数为多个，沿浮体周向均匀布置，两个相邻的集能系统之间设有一个卷索长度调节系统，各卷索长度调节系统沿浮体周向均匀布置。


3.根据权利要求1所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，其特征在于，集能系统包括绞盘、传动轴、涡卷弹簧、单向离合器和发电机总成，传动轴的一端与涡卷弹簧连接，另一端通过单向离合器与发电机总成连接，绞盘设置于传动轴上，柔性卷索的一端缠绕连接在绞盘上。


4.根据权利要求3所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，其特征在于，集能系统的发电机总成连接有蓄电池。


5.根据权利要求1所述的基于柔性卷索的浮子式波能阵列发电装置，其特征在于，控制器为ECU。


6.根据权利要求1所述的基于柔性卷索的浮子式波...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄涛，田恒，李超群，聂玉威，谢俊凡，杨子楚，牛昌海，王子昂，徐琳，孙亮，
申请(专利权)人：武汉市炫能清洁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42