【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法。
技术介绍
0、
技术介绍
：
1、推动能源转型、赋能绿色发展，是推动高质量发展的内在需求，也是当今国际社会的共同使命；波浪能作为海洋可再生能源中最主要的一部分，广泛分布于各大海域，具有能量密度高、获取难度低、可开发性强等特点，对于缓解能源危机、减少环境污染、解决深远海用电需求、开发海洋海岛资源等具有重要作用，开发前景广阔、应用意义深远。
2、随着波浪能技术的发展，由于传统波浪能发电装置能量采集形式过于单一、能量采集效率不高，使大多数波浪能发电装置的能量俘获效率过低，不能满足实际应用需求。而过低的能量俘获效率导致了高昂的发电成本，使得波浪能发电装置在包括风能、太阳能等的可再生能源市场中难以占据竞争优势，产业化进程被严重遏制。
3、由于传统垂荡或摆式单自由度浮子装置只具有在单个频率下达到共振状态的特性，因此，装置高效俘获波浪能的频带宽度窄，一旦波浪频率偏离装置共振频率，俘获效率便显著下降。这种传统波浪能发电装置只能适配非常单一的波况。
4、在实际的海域中，海浪多为风涌混合浪，风浪与涌浪相互叠加，季节变化性强。其中风浪周期多为3-5s、涌浪周期大于10s，波浪能量集中在两个频率附近，波浪谱为双峰谱。而单频浮子装置的不可更换性和单一波况适配性会导致共振波频外的波浪能无法得到良好俘获，在另一谱峰频率附近集中的波浪能会出现大量流失的现象，造成波浪能资源的浪费，影响波浪能的整体发电效率。
技术实现思路>
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术实施例提供了一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，方法设计合理，能够在实际海况风浪和涌浪并存的双峰谱波浪下进行双自由度运动响应获能，并通过双频共振响应实现对双频波浪能量的高效对应俘获，有效提升装置对实海况波浪的适应性和波浪能发电装置的发电效率，可应用于我国多数风涌混合浪的广泛海域，同时发电过程中不会产生二氧化碳和任何污染物质，不会污染海洋和大气环境，可根据用户需求进行自由装载在平台横梁处，在减小自身体积、降低装置占海面积的同时，可以充分利用风涌浪的多频率波浪能资源，最大化利用了海域的空间和能源，解决了现有技术中存在的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
3、一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，所述获能方法包括以下步骤：
4、s1，弹簧摆浮子波浪能发电装置进入工作状态，直接与海水接触，随着波浪做起伏运动，以将波浪能转换成弹簧摆浮子波浪能发电装置所持有的机械能；
5、s2，调节弹簧摆浮子波浪能发电装置的两个方向的运动自由度，适用于两个不同的波浪频率，以使弹簧摆浮子波浪能发电装置可以在两个波浪频率下都能产生共振响应；
6、s3，弹簧摆浮子波浪能发电装置采用摆臂调节浮子摆动自由度的共振频率，实现与低频峰频率的匹配，利用浮子在波浪作用力下绕摆动轴的摆动，主要俘获低频峰附近的波浪能；
7、s4，弹簧摆浮子波浪能发电装置采用半球形浮子与弹簧调节浮子沿长摆臂的径向自由度的共振频率，实现与高频峰频率的匹配，利用浮子在波浪作用力下的径向运动，主要俘获高频峰附近的波浪能；
8、s5，在摆臂上增设弹簧，使其成为非线性弹簧摆结构，利用其内共振特性，实现浮子动能在摆动和径向两个自由度之间的相互切换，将难以俘获的波浪能量转换到另一自由度进行俘获，进一步提高装置的能量俘获效率。
9、所述弹簧摆浮子波浪能发电装置包括相配合设置的转轴、弹簧摆臂、连接轴、摆动液压缸、直线液压缸和半球形浮子；所述摆动液压缸和弹簧摆臂的数量均为两个，所述摆动液压缸的旋转轴与转轴分别对应刚性连接，所述弹簧摆臂的上方固连在转轴上，所述弹簧摆臂的下方穿过半球形浮子与连接轴刚性固定。
10、所述直线液压缸的上方连接于转轴上，所述直线液压缸的下方连接于半球形浮子，以在受到波浪作用时，使半球形浮子随之做摆动运动和径向运动。
11、浮子摆动运动时，浮子带动弹簧摆臂一同摆动，同时带动摆动液压缸及后端发电机发电；浮子径向运动时，浮子会沿着弹簧摆臂运动带动直线液压缸及后端发电机发电。
12、所述浮子在平衡位置受到波浪的水平作用力时，浮子绕转轴运动，以驱动摆动液压缸将浮子摆动的机械能转换成电能；所述浮子在平衡位置受到波浪的垂向作用力时，驱动直线液压缸将径向运动的机械能转换成电能；当产生一定转角后，浮子将在波浪水平和垂向作用力共同作用下，进行摆动和径向运动，驱动摆动液压缸和直线液压缸获能。
13、在摆动液压缸上设有多个螺栓孔，以将摆动液压缸与半球形浮子相固连。
14、所述弹簧摆浮子波浪能发电装置能够安装在平台或横梁上，实现装置的集成搭载。
15、本专利技术采用上述结构，通过弹簧摆浮子波浪能发电装置随着波浪做起伏运动，以将波浪能转换成弹簧摆浮子波浪能发电装置所持有的机械能，进而通过能量转换系统转换成电能；通过弹簧摆浮子波浪能发电装置采用摆臂调节浮子摆动自由度的共振频率，实现与低频峰频率的匹配，利用浮子在波浪作用力下绕摆动轴的摆动，主要俘获低频峰附近的波浪能；通过弹簧摆浮子波浪能发电装置采用半球形浮子与弹簧调节浮子沿长摆臂的径向自由度的共振频率，实现与高频峰频率的匹配，利用浮子在波浪作用力下的径向运动，主要俘获高频峰附近的波浪能，具有简便高效、节能环保的优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于，所述获能方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：所述弹簧摆浮子波浪能发电装置包括相配合设置的转轴、弹簧摆臂、连接轴、摆动液压缸、直线液压缸和半球形浮子；所述摆动液压缸和弹簧摆臂的数量均为两个，所述摆动液压缸的旋转轴与转轴分别对应刚性连接，所述弹簧摆臂的上方固连在转轴上，所述弹簧摆臂的下方穿过半球形浮子与连接轴刚性固定。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：所述直线液压缸的上方连接于转轴上，所述直线液压缸的下方连接于半球形浮子，以在受到波浪作用时，使半球形浮子随之做摆动运动和径向运动。
4.根据权利要求3所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：浮子摆动运动时，浮子带动弹簧摆臂一同摆动，同时带动摆动液压缸及后端发电机发电；浮子径向运动时，浮子会沿着弹簧摆臂运动带动直线液压缸及后端发电机发电。
5.根据权利要求4所述的一种弹簧摆浮子波浪能发
6.根据权利要求2所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：在摆动液压缸上设有多个螺栓孔，以将摆动液压缸与半球形浮子相固连。
7.根据权利要求1所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：所述弹簧摆浮子波浪能发电装置能够安装在平台或横梁上，实现装置的集成搭载。
...【技术特征摘要】
1.一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于，所述获能方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：所述弹簧摆浮子波浪能发电装置包括相配合设置的转轴、弹簧摆臂、连接轴、摆动液压缸、直线液压缸和半球形浮子；所述摆动液压缸和弹簧摆臂的数量均为两个，所述摆动液压缸的旋转轴与转轴分别对应刚性连接，所述弹簧摆臂的上方固连在转轴上，所述弹簧摆臂的下方穿过半球形浮子与连接轴刚性固定。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：所述直线液压缸的上方连接于转轴上，所述直线液压缸的下方连接于半球形浮子，以在受到波浪作用时，使半球形浮子随之做摆动运动和径向运动。
4.根据权利要求3所述的一种弹簧摆浮子波浪能发电装置的双频高效获能方法，其特征在于：浮子摆动运动时，浮子带动弹簧摆臂一同摆动，同时...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄淑亭，王俊，刘延俊，郭磊，薛钢，王元之，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。