本实用新型专利技术涉及波浪能发电装置技术领域，具体地说，涉及一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，包括设于海里特定深度利用浅水效应提升波能密度的平台，所述平台中间设有上端伸出海面的立柱，所述立柱的上端部处设有能量输出系统，所述立柱外沿其周向均匀布设有四个浮于海面上且用于与能量输出系统相连的扇形浮子，所述浮子依据海况等级通过导轨组件可升降地设于立柱之上，相邻浮子间设有连接器，根据海浪的周期大小和来浪方向实施浮子间的不同连接组合，通过改变浮子模块迎浪方向上的垂荡固有运动周期，使其自动适配不同海况下的不规则波浪，同时叠加相位耦合技术，以使浮子的获能状态始终处于最大化。使浮子的获能状态始终处于最大化。使浮子的获能状态始终处于最大化。
【技术实现步骤摘要】
一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置
[0001]本技术涉及波浪能发电装置
，具体地说，涉及一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置。
技术介绍
[0002]目前，发展海洋清洁能源势在必行，依据我国波浪资源的分布特点，中等水深的海域未来必定成为波浪能开发的主要区域，并且可以与浮式风机相配合，通过共享系泊系统和底部平台降低开发成本，较为合适的波浪能装置其中之一便是振荡浮子式。振荡浮子式波能装置是通过上部浮子随波面运动，将波浪能转换为浮子运动时所具有的机械能，然后利用能量获取PTO系统将浮子捕获的能量转换为电能。
[0003]然而，浮子由于形状、质量等属性固定，其运动的固有周期也是确定不变的，因此，很难适应真实环境中随时发生变化的不规则波浪，导致其获能特性明显降低，大大增加了波浪能资源的商用开发难度。为了实现波浪能获能的最大化，必须动态地调整垂荡点吸收式装置的运动固有周期，使其始终接近不规则波浪的谱峰周期，通过实现共振运动来提升装置的响应幅度，同时针对我国周边海域波浪能密度大部分时间普遍偏低的问题，必须采用一定的方式来聚焦波浪能，分别从外界环境和内在属性两方面来提升波浪能的俘获效率，实现获能的最大化，降低开发的经济成本。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的浮子的固有周期无法实时匹配变化的波浪的谱峰周期，同时浮子周围波浪的波能密度普遍偏低，导致浮子获能无法实现最大化的缺陷，本技术提供了一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，其顶部还可进一步进行功能扩展，通过加装风机实现多能互补。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决。
[0006]一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，其包括设于海里特定水深可利用浅水效应提升波能密度且呈圆形的平台，所述平台周围设有提升装置稳性的阻尼板，平台中间设有上端伸出海面的立柱，所述立柱的上端部处设有能量输出系统，所述立柱外沿其周向均匀布设有多个浮于海面上且用于与能量输出系统相连的扇形浮子，所述浮子根据海况通过导轨组件可升降地设于立柱之上，相邻浮子间设有连接器，连接器用于依据不规则波的谱峰周期大小和主要来浪方向实现浮子间的不同连接组合。
[0007]作为优选，圆形平台相对于浮子的尺寸及与其垂向之间的距离满足一定的比例关系从而实现入射波的浅水效应，提升浮子周边的波能密度。
[0008]作为优选，所述平台设有用于提高稳性的垂荡阻尼板。
[0009]作为优选，所述浮子呈圆弧环状设置且沿立柱周向设置四个，所述海浪的波浪周期为小周期波浪时，所述四个浮子间无连接，所述海浪的波浪周期为中等周期波浪时，所述四个浮子其中两个相邻浮子之间通过连接器相连接，具体组合方式取决于实际浪向及周
期，所述海浪的波浪周期为大周期波浪时，所述四个浮子之间通过连接器依次相连。
[0010]作为优选，所述浮子与圆形平台之间发生相位耦合作用，可以提升浮子的获能效率，降低圆形平台的垂荡响应。
[0011]作为优选，所述连接器包括可伸缩地设于所述相邻浮子其一上的连接杆和设于所述相邻浮子另一上的插孔，连接杆伸入插孔内用于实现所述相邻浮子间的连接。
[0012]作为优选，所述浮子内设有用于蓄水的压载舱。
[0013]作为优选，所述平台上设有用于连接浮子的压载连接器。
[0014]作为优选，所述导轨组件包括沿立柱轴向设置的滑轨和设于浮子上且与滑轨相配合的滑块。
[0015]作为优选，所述平台通过斜向45
°
张紧式系泊线浮设于海里。
[0016]相比于现有技术，本技术的有益效果为：
[0017]1、本技术，通过连接器的设置，使得连接器能够实现相邻浮子间的连接，进而使得连接后的浮子的固有运动周期能够改变，使其自动适配不同海况下的谱峰周期和主要来浪方向，以使浮子的获能最大化。
[0018]2、本技术，通过加装并设计浸没于海水中特定深度的圆形平台，利用浅水效应实现开阔水域波浪能的聚焦，提升了垂荡浮子周围的波能密度，同时结合运动装置相位耦合技术，进一步增大浮子的相对垂荡运动，促使浮子获取更多的波浪能量。
[0019]3、本技术，通过压载舱以及压载连接器的设置，使得海水能够进入压载舱内以改变浮子重量，使浮子下沉并配合压载连接器能够实现其在平台上的固定，从而较佳地规避极端海浪造成浮子的损坏。
[0020]4、本技术，通过上部立柱的设计可以方便地进行拓展，必要时可以搭载风机俘获风能，提高装置的发电效率，降低清洁能源的商用开发成本。
[0021]5、本技术，通过浸没平台上阻尼板的布置方式可以有效地抑制平台的垂荡和摇晃运动，提升平台的稳定性，加强其与浮子的相位耦合效应。
附图说明
[0022]图1为实施例中的波浪能俘获装置在海底安装的结构示意图。
[0023]图2为实施例中的波浪能俘获装置的结构示意图。
[0024]图3为实施例中的扇形浮子的结构示意图。
[0025]图4为实施例中极端海况下的浮子连接于平台上的结构示意图。
[0026]图5为实施例中不同工况时浮子间的连接组合情况示意图。
[0027]图6为实施例中系泊系统布置示意图。
[0028]附图中各数字标号所指代的部位名称如下：
[0029]100、平台；105、阻尼板；110、立柱；120、浮子；130、系泊线；200、能量输出系统；210、连接器；220、压载连接器；300、导轨组件。
具体实施方式
[0030]为进一步了解本技术的内容，结合附图和实施例对本技术作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本技术进行解释而并非限定。
[0031]如图1
‑
6所示，本实施例提供了一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，其包括设于海里特定水深的平台100，所述平台100中间设有上端伸出海面的立柱110，所述立柱110的上端部处设有能量输出系统200，所述立柱110外沿其周向均匀布设有多个可浮于海面上且用于与能量输出系统200相连的扇形浮子120，所述浮子120通过导轨组件300可升降地设于立柱110上，相邻浮子120间设有连接器210，连接器210用于根据海浪的谱峰周期大小和主要来浪方向实现相邻浮子120间的连接。
[0032]本实施例中，该波浪能俘获装置适用于中等水深，基于漂浮式基础进行设计，使得在实际使用时，位于特定水深的波浪传播至平台100处由于浅水效应使波浪的波高增大，波能密度增加，此时波浪推动浮子120沿垂向运动的幅度显著增大，从而提高了浮子120的获能；
[0033]本实施例中，平台100呈圆形设置，圆形的平台100相对于浮子120的尺寸及与其垂向之间的距离满足一定的比例关系从而实现入射波的浅水效应，提升浮子120周边波浪的波能密度。
[0034]其中，该平台100为浮式基本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，其特征在于：包括设于海里的平台(100)，所述平台(100)中间设有上端伸出海面的立柱(110)，所述立柱(110)的上端部处设有能量输出系统(200)，所述立柱(110)外沿其周向均匀布设有多个浮于海面上且用于与能量输出系统(200)相连的浮子(120)，所述浮子(120)通过导轨组件(300)可升降地设于立柱(110)上，相邻浮子(120)间设有连接器(210)，连接器(210)用于根据海浪的波浪周期大小和来浪方向实现相邻浮子(120)间的连接。2.根据权利要求1所述的一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，其特征在于：所述浮子(120)呈圆弧环状设置且沿立柱(110)周向设置四个，所述海浪的波浪周期为小周期波浪时，所述四个浮子(120)间无连接；所述海浪的波浪周期为中等周期波浪时，所述四个浮子(120)其中两个相邻浮子(120)之间通过连接器(210)相连接，分组方式取决于来浪方向及谱峰周期；所述海浪的波浪周期为大周期波浪时，所述四个浮子(120)之间通过连接器(210)依次相连。3.根据权利要求1所述的一种布放于中等水深自适应海况的高效波浪能俘获装置，其特征在于：所述连接器(210)包括可伸缩地设于所述相邻浮子(120)其一上的连接杆和设于所述相邻浮子(120)另一上的插孔，连接杆伸入插孔内用于实现所述相邻浮子(120)间的连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张茴栋，王彤，许聪，史宏达，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：新型
国别省市：
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