一种潮汐发电装置及发电方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种潮汐发电装置及发电方法，涉及发电技术领域，该装置包括电机驱动控制模块、若干液压整流模块及若干浮体组件；浮体组件包括浮体，该浮体与浮体支架的第二连接部连接，浮体支架远离浮体端连接摆动油缸；液压整流模块设有若干单向阀，液压整流模块连接摆动油缸；电机驱动控制模块包括用于监控发电机的速度的变化的电机转速传感器，用于接收电机转速传感器的速度信号并进行处理的调频控制器，用于控制单向变量液压马达的排量的马达变量执行器；还包含发电机，发电机电连接电机驱动控制模块和单向变量液压马达。本装置由浮体支架直接带动摆动油缸转动，无需其他结构进行动力转换，装置机械效率高，功率利用率高。功率利用率高。功率利用率高。

A tidal power generation device and power generation method

【技术实现步骤摘要】
一种潮汐发电装置及发电方法


[0001]本专利技术涉及发电
，尤其涉及一种潮汐发电装置及发电方法。

技术介绍

[0002]随着现代工业的快速发展，人们生活水平日益提高，传统能源日趋枯竭、环境污染问题恶化，新能源开发迫在眉睫。随着低功耗无线传感器的发展，利用环境清洁可再生能源如太阳能、风能以及波浪能发电制作成微电源为传感器节点提供电能，日益受到各界广泛关注。相比风能与太阳能技术，波浪能发电技术要落后十几年。但是波浪能具有其独特的优势，波能能量密度高，是风能的4~30倍；相比太阳能，波浪能不受天气影响。波浪能发电电源是利用波浪发电制作成的电源，为海洋传感节点供电具有诸多优点。
[0003]现有的潮汐发电设备主要依靠离海岸近的地域筑起大坝，利用潮汐的涨潮或落潮时的水位差进行发电，这种方案主要有以下缺点：1、当大坝和海水持平时，海水不流动，发电站就不能正常发电；2、当海水涌入大坝时，会带入较多的泥沙，造成大坝的容积日渐减小，造成发电量变小，同时清理淤泥困难；3、严重依赖于地理条件，不利于大面积推广。
[0004]现有的潮汐发电装置采用传统液压缸的原理，比如CN 104405573 A公开了一种利用潮汐发电的装置，该装置建筑在海岸上，活塞杆头迎着海浪冲击方向设置，齿条式活塞杆及活塞套筒在海浪冲击下，在涵管内往复移动，齿条式活塞杆的齿条部分与齿轮箱内的一组传动齿轮啮合，一组传动齿轮的传动原理来源于自动手表摆砣上弦实例，能使齿条活塞杆的往复移动，输出为单向转动，齿轮箱固定在支撑座上，齿轮箱的输出轴经万向联轴器、飞轮与发电机轴连接，输出电能。主要是将活塞杆头的振荡运动转化为齿条式活塞杆及活塞套筒在涵管内的往复运动，最后将齿条式活塞杆及活塞套筒的输出的液压能转化为电能，利用海浪发电的目的，使漫长的海岸线成为清洁能源的发源地。但是活塞杆的往复运动长期受海水腐蚀，密封寿命短、维护困难、易造成污染。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是将螺旋式摆动油缸取代传统液压缸，设计一种潮汐发电装置及发电方法，解决了活塞杆的往复运动长期受海水腐蚀，密封寿命短、维护困难、易造成污染的技术问题，为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供的一种潮汐发电装置，该装置包括电机驱动控制模块、若干液压整流模块及若干浮体组件；所述浮体组件包括浮体，该浮体与浮体支架的第二连接部连接，所述浮体支架远离所述浮体端连接摆动油缸，所述摆动油缸连接固定架；所述液压整流模块设有若干单向阀，所述液压整流模块连接所述摆动油缸；所述电机驱动控制模块包括用于监控发电机的速度的变化的电机转速传感器，用于接收电机转速传感器的速度信号并进行处理的调频控制器，用于控制单向变量液压马达
的排量的马达变量执行器；还包含发电机，所述发电机电连接所述电机驱动控制模块和单向变量液压马达；若干个所述浮体组件中的摆动油缸均与同一个液压油站及电机驱动控制模块连通形成液路；所述浮体内部为空腔，空腔内设置进排水组件，浮体的壳壁上对应进排水组件设置有进水口及排水口，所述进水口和排水口均为单向口；所述调频控制器与进排水组件电连接，形成控制回路，进排水组件通过对浮体内进水或排水来调整浮体自重。
[0006]进一步地，所述浮体支架设有第一连接部，该第一连接部卡接所述摆动油缸两端的输出法兰。
[0007]进一步地，所述第一连接部为U形。
[0008]进一步地，所述第一连接部向内延伸设有一容纳所述摆动油缸的容置部。该容置部为U形，且其U形口与所述第一连接部的U形口反向设置。
[0009]进一步地，所述浮体可以为橄榄形或其他流线型。
[0010]进一步地，所述进排水组件包括进水泵和排水泵，所述进水泵和排水泵分别与所述浮体壳壁上的进水口、排水口及浮体内部连通，形成进排水液路；考虑到进水作业时浮体内部可能有空气，因此可以在壳体上设置排气口，用于内部空气的排出，排气口为单向口，仅用于排气，具体结构可采用现有技术，在此不再赘述。
[0011]所述电机转速传感器与调频控制器电连接形成反馈通路，所述调频控制器分别与进水泵和排水泵电连接，形成控制回路。
[0012]进排水组件不仅限于水泵这一种工作形式，也可以通过在进排水口出设置电磁阀，内部设置排水泵来实现，如，排水泵将浮体内部排空，浮体内部为真空状态，当需要进水时，进水口的电磁阀开启，浮体内部便可进水。其它类似形式在此不再赘述，可实现浮体内的进排水即可。
[0013]一种潮汐发电方法，使用前述的潮汐发电装置，包括步骤，S1、通过在海洋中设置若干浮体来获取潮汐的运动力；S2、多个浮体1配合摆动油缸将潮汐的运动转化为液压油的输出输入动力；S3、将所述步骤S2中的液压油输出至同一个单向变量液压马达，形成对于单向变量液压马达的驱动力；S4、通过单向变量液压马达的转动实现发电机的发电；S5、通过电机转速传感器对发电机的实际转速进行监测，并将实际转速信号输出给调频控制器；S6、所述调频控制器将接受的实际转速信号与设定转速信号进行比较；S7、当实际转速信号与设定转速信号的比较结果超出设定范围一，调频控制器输出电流信号给马达变量执行器；S8、马达变量执行器调整单向变量液压马达的排量，从而实现发电机基本稳定输出。
[0014]进一步地，所述步骤S8中，马达变量执行器对单向变量液压马达排量的调整满足公式
n=Q/q其中，n为单向变量液压马达的转速，q为单向变量液压马达的排量，Q为液压油流量；Q增大、q增大；Q减小、q减小。通过油泵实现单向变量液压马达中液压油的排出。
[0015]进一步地，所述步骤S7还包括，当实际转速信号与设定转速信号的比较结果超出设定范围二，即单向变量液压马达的最大排量也不能满足发电机6维持在安全转速之下，调频控制器输出电流信号给浮体中的进排水组件中的进水泵，进水泵向浮体内注水，增加浮体自重，降低浮体对摆动油缸的输出效率。
[0016]反之，通过对浮体内部的排空，恢复浮体对摆动油缸的输出效率。
[0017]进一步地，所述步骤S7还包括，每个所述摆动油缸的输出端均设置有流量传感器，每个所述浮体内的进排水组件及摆动油缸的流量传感器均对应设置有独立的编码；所述流量传感器与调频控制器电连接，形成反馈通路；当需要启动进排水组件中的进水泵进行进水时，调频控制器比对所有流量传感器反馈的数值，取其中最小值的流量传感器对应的进排水组件，控制其进行浮体的注水动作。
[0018]浮体内设置液位传感器，当浮体的液体注入至设定位置后，其对应摆动油缸的流量控制器调整对调频控制器的反馈数值，可选数值为空或者一个较大的数据，以此保证具有多个浮体时，已经完成注水的浮体不会对调频控制器造成干扰性的信号反馈。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本装置由螺旋式摆动油缸取代传统液压缸，该装置结构具有结构紧凑、占用空间小、安全可靠、免维护、高压、无泄漏、输出扭矩极大、摆动角度精确、可靠性高；运行极其平稳，可实现极低转速等优点。摆动油缸输出的是转动能，摆动油缸相比液压油缸，无活塞杆在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种潮汐发电装置，该装置包括电机驱动控制模块、若干液压整流模块及若干浮体组件；所述浮体组件包括浮体，该浮体与浮体支架的第二连接部连接，所述浮体支架远离所述浮体端连接摆动油缸，所述摆动油缸连接固定架；所述液压整流模块设有若干单向阀，所述液压整流模块连接所述摆动油缸；所述电机驱动控制模块包括用于监控发电机的速度的变化的电机转速传感器，用于接收电机转速传感器的速度信号并进行处理的调频控制器，用于控制单向变量液压马达的排量的马达变量执行器；还包含发电机，所述发电机电连接所述电机驱动控制模块和单向变量液压马达；若干个所述浮体组件中的摆动油缸均与同一个液压油站及电机驱动控制模块连通形成液路；所述浮体内部为空腔，空腔内设置进排水组件，浮体的壳壁上对应进排水组件设置有进水口及排水口，所述进水口和排水口均为单向口；所述调频控制器与进排水组件电连接，形成控制回路，进排水组件通过对浮体内进水或排水来调整浮体自重。2.根据权利要求1所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述浮体支架设有第一连接部，该第一连接部卡接所述摆动油缸两端的输出法兰。3.根据权利要求2所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述第一连接部为U形。4.根据权利要求3所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述第一连接部向内延伸设有一容纳摆动油缸的容置部，该容置部为U形，且其U形口与所述第一连接部的U形口反向设置。5.根据权利要求1所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述浮体可以为橄榄形或其他流线型。6.根据权利要求1所述的一种潮汐发电装置，其特征在于，所述进排水组件包括进水泵和排水泵，所述进水泵和排水泵分别与所述浮体壳壁上的进水口、排水口及浮体内部连通，形成进排水液路；所述电机转速传感器与调频控制器电连接形成反馈通路，所述调频控制器分别与进水泵和排水泵电连接，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓晨，何法明，杨领强，仪章敏，孙双志，
申请(专利权)人：青岛晨明海洋装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：