一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置制造方法及图纸

一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置，属于波浪能发电装置领域。本实用新型专利技术包括波浪吸收装置、液压传动装置、摩擦纳米发电机、固定装置、阻尼自适应调节装置；波浪吸收装置的振荡浮子随着波浪上下运动；液压传动装置通过液压管路和蓄能器，将液压信号传递给液压马达，把波浪吸收装置和固定装置的相对往复运动变为旋转运动；通过液压马达的旋转轴带动摩擦纳米发电机的主轴进行旋转摩擦发电；阻尼自适应调节装置包括多种传感器、决策模块装置和控制模块装置。本实用新型专利技术引入摩擦纳米发电技术，设计了自适应变阻尼的波浪能发电装置，弱化了多种波浪状态下的干扰因素，增加了波浪发电工作区间和低频波浪状态下的发电效率。区间和低频波浪状态下的发电效率。区间和低频波浪状态下的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置


[0001]本技术涉及波浪能发电装置领域，尤其涉及基于摩擦纳米发电技术的自适应变阻尼波浪能发电装置。

技术介绍

[0002]随着世界能源的需求增加，波浪能成为了可再生能源的重要组成部分。波浪能具有巨大的发电潜力，也面临着严峻的挑战。因此加快开发海洋波浪能资源的随着国家和社会的需要应运而生的。
[0003]波能发电装置的发电功率与入射波浪频率和系统阻尼大小直接相关。系统的最佳匹配阻尼随着入射波频率的改变而变化。海洋中波浪的波高、波长以及频率具有随机性，导致波浪的能量是不稳定和不连续的。现有波浪能发电装置一旦制造完成，发电装置的阻尼系数已确定，阻尼系数与入射波频率无法始终保持最佳匹配状态，从而影响了发电装置发电功率的进一步提高。
[0004]目前近海环境中存在大量的低频波浪运动，但是目前波浪能发电装置大多基于电磁发电机。该种类型发电机的工作状态固定，难于捕捉较多的低频波浪运动，所以导致大量海洋波浪能量的浪费。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题在于针对上述现有波浪能发电装置存在的系统阻尼与入射波频率无法始终保持最佳匹配状态，低频波浪运动捕获难度高，工作状态单一等问题，提供了一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置，采用摩擦纳米发电机和液压传动装置，能实现在保证点吸收式波浪能发电装置可靠性的基础上，增强波浪能发电装置的低频捕获性和不同波浪状态下的自适应多功率发电状态。在下文中给出了关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。
[0006]本技术为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
[0007]一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置，包括波浪吸收装置、液压传动装置、摩擦纳米发电机和固定装置；
[0008]所述波浪吸收装置包括振荡浮子、漂浮圈，减震限位装置，漂浮圈位于水面，并固定在振荡浮子的外侧，振荡浮子下部设有开口相连的空腔，空腔内固定了用于传递运动的液压缸，液压缸下方设有用于减少冲击力的减震限位装置；
[0009]所述液压传动装置包括安装在振荡浮子内的液压缸、蓄能器、油箱、液压马达、阀件组和液压管路；所述的阀件组内包括位于各个液压元件之间的单向阀和溢流阀；
[0010]所述液压缸为单向液压缸，位于波浪吸收装置和固定装置的连接处，液压缸的液压杆与固定装置的上端相连接，使波浪能吸收装置与固定装置的相对运动能够被液压缸转
化，所述的蓄能器和油箱均位于漂浮装置内，液压马达的进出口被液压管路所连接，液压马达的转轴连接摩擦纳米发电机的主轴，且产生的动力作为摩擦纳米发电机的动力来源；
[0011]所述摩擦纳米发电机包括多个发电单元、主轴、电磁离合器和防水外壳，所述摩擦纳米发电机包括多个发电单元、主轴、电磁离合器和防水外壳，所述发电单元为圆盘状，由两个相邻接触的摩擦纳米发电材料圆盘组成，主轴位于发电单元的圆心处，主轴将多个发电单元连接，两个发电单元之间有一个电磁离合器，防水外壳位于外侧，保护发电单元、主轴和电磁离合器；
[0012]所述固定装置包括锚泊圆盘、连杆和锚链，连杆位于锚泊圆盘的上端与液压传动装置相连，锚链一端位于锚泊圆盘的下端，另一端锚泊于海底。
[0013]液压传动装置包括液压缸、油箱、蓄能器、液压马达；其中，
[0014]所述液压缸为单向液压缸，位于波浪吸收装置下腔与固定装置的连接处，用于将往复运动的机械能转化为液压能；
[0015]所述油箱固定于振荡浮子内部下侧，用于储存液压油；
[0016]所述蓄能器位于振荡浮子内部下侧，用于暂时储存液压油，维护系统的平稳性；
[0017]液压马达位于振荡浮子内部，液压马达的输出轴连接摩擦纳米发电机的主轴，将液压能转化为机械能。
[0018]按上述方案，所述的减震限位装置包括固定圆盘、减震弹簧和滑动圆盘组成，其中固定圆盘安装在所述振荡浮子的空腔内部，减震弹簧上端与固定圆盘连接，滑动圆盘安装在减震弹簧下端。
[0019]按上述方案，所述发电单元包括上摩擦介质、下摩擦介质、主轴、发电单元外壳，上摩擦介质和下摩擦介质为同轴心装配，上摩擦介质与主轴连接，可随着主轴的转动进行转动，下摩擦介质固定在发电单元外壳内，无法进行转动；
[0020]所述的电磁离合器用于连接两个相邻的发电单元，通过控制自身吸合或分离状态，从而控制发电单元是否连接主轴进行转动，实现控制发电单元的工作数量；
[0021]根据不同波浪的情况，将主要工作区间分为短波区间、中波区间和长波区间，当入射波的波长发生变化时，所述发电机的发电单元工作数量随之发生改变，始终保持系统阻尼与入射波频率间的最佳匹配。
[0022]按上述方案，所述的液压传动装置还包括阀件组，阀件组包括单向阀和溢流阀，单向阀安装在液压管路上，单向阀用于控制流向和止回的作用，溢流阀安装在液压管路和油箱之间，溢流阀用于管路稳压和卸荷保护的作用。
[0023]按上述方案，还包括，阻尼自适应调节装置，所述阻尼自适装置包括多种传感器、决策模块装置和控制模块装置，多种传感器主要位于装置各个部分，决策模块装置和控制模块装置安装在浮子内部；
[0024]所述的多种传感器包括油液流量传感器、管道压力传感器、电流传感器、电压传感器、转速传感器和波浪传感器，用于获取液压系统、发电机和波浪的状态数据；其中，
[0025]所述的油液流量传感器用于采集液压缸和液压马达进出口水流的流量数据；
[0026]所述的管道压力传感器用于采集液压缸和液压马达的压力数据；
[0027]所述的电流传感器用于采集发电机组中各发电单元的产生电流数据；
[0028]所述的电压传感器用于采集发电机组中各发电单元的产生电压数据；
[0029]所述的转速传感器用于采集发电机组中主轴的转速数据；
[0030]所述的波浪传感器用于采集入射波浪的波长数据；
[0031]所述的决策模块装置和控制模块装置；其中，
[0032]决策模块装置用于根据对所获得的传感器数据进行分析，判断出目前的波浪状态和装置发电量，并进行发电工作状态的调整规划；
[0033]控制模块装置用于根据所述的调整规划，通过控制电磁离合器的开关从而控制摩擦纳米发电机的发电单元的工作数量，实现发电机功率的自适应调节。
[0034]按上述方案，多种传感器包括安装在各个液压元件进口端和出口端的油液流量传感器，用于采集油液流量数据。
[0035]按上述方案，多种传感器包括安装在各个液压元件进口端和出口端的管道压力传感器，用于采集管道和液压元件的压力数据。
[0036]按上述方案，多种传感器包括安装在各个发电单元的电流传感器和电压传感器，用于采集电流和电压数据。
[0037]按上述方案，多种传感器包括安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置，其特征在于：包括波浪吸收装置(100)、液压传动装置(200)、摩擦纳米发电机(300)和固定装置(400)；所述的波浪吸收装置(100)包括振荡浮子(110)、漂浮圈(120)和减震限位装置(130)，漂浮圈(120)位于水面，并固定在振荡浮子(110)的外侧，振荡浮子(110)下部设有开口相连的空腔，空腔内固定了用于传递运动的液压缸(210)，液压缸(210)下方设有用于减少冲击力的减震限位装置(130)；所述的液压传动装置(200)包括液压缸(210)、蓄能器(220)、油箱(230)、液压马达(240)、阀件组(250)和液压管路(260)，所述液压缸(210)为单向液压缸，位于波浪吸收装置(100)和固定装置(400)的连接处，液压缸(210)的液压杆与固定装置(400)的上端相连接，使波浪能吸收装置(100)与固定装置(400)的相对运动能够被液压缸(210)转化，所述的蓄能器(220)和油箱(230)均位于漂浮装置内，液压马达(240)的进出口被液压管路(260)所连接，液压马达(240)的转轴连接摩擦纳米发电机(300)的主轴，且产生的动力作为摩擦纳米发电机的动力来源；所述摩擦纳米发电机(300)包括多个发电单元(310)、主轴(320)、电磁离合器(330)和防水外壳(340)，所述发电单元(310)为圆盘状，由两个相邻接触的摩擦纳米发电材料圆盘组成，主轴(320)位于发电单元(310)的圆心处，主轴(320)将多个发电单元(310)连接，两个发电单元(310)之间有一个电磁离合器(330)，防水外壳(340)位于外侧，保护发电单元(310)、主轴(320)和电磁离合器(330)；所述固定装置(400)包括锚泊圆盘(410)、连杆(420)和锚链(430)，连杆(420)位于锚泊圆盘(410)的上端与液压传动装置(200)相连，锚链(430)一端位于锚泊圆盘(410)的下端，另一端锚泊于海底。2.根据权利要求1所述的一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置，其特征在于：所述的减震限位装置(130)包括固定圆盘(131)、减震弹簧(132)和滑动圆盘(133)，其中固定圆盘(131)安装在所述波浪吸收装置(100)的空腔内部，减震弹簧(132)上端与固定圆盘(131)连接，滑动圆盘(133)安装在减震弹簧(132)的下端。3.根据权利要求1所述的一种新型点吸收式海洋波浪能发电装置，其特征在于：液压传动装置(200)包括液压缸(210)、油箱(230)、蓄能器(220)、液压马达(240)；其中，所述液压缸(210)为单向液压缸，位于波浪吸收装置(100)下腔与固定装置(400)的连接处，用于将往复运动的机械能转化为液压能；所述油箱(230)固定于振荡浮子(110)内部下侧，用于储存液压油；所述蓄能器(220)位于振荡浮子(110)内部下侧，用于暂时储存液压油，维护系统的平稳性；液压马达(240)位于振荡浮子(110)内部，液压马达(240)的输出轴连接摩擦纳米发电机(300)的主轴(320)，将液压能转化为机械能。4.根据权利要求1所述的一种新型点吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，何润华，何广华，栾政晓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：新型
国别省市：