本技術(shù)涉及波浪能發(fā)電，尤其是一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置；建筑在海堤或海岸上，可以充分利用波浪帶來的能量，實現(xiàn)高效發(fā)電。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)發(fā)展對能源的需求增加和世界能源日益緊張，清潔能源的利用顯得尤為重要。傳統(tǒng)能源對環(huán)境造成的壓力使得人們對其利用時有所顧慮，人們對風能、太陽能等清潔能源的開發(fā)變得日益普遍，而波浪能作為清潔能源，其單位時間內(nèi)變化性小，可預測性好，且能量密度較高，因此，其開發(fā)、利用、甚至盡可能高效的捕獲轉(zhuǎn)換波浪能也成為一種重要的研究方向。目前波浪能開發(fā)應(yīng)用的主要待解決的問題是能源損失，由于海況復雜且不穩(wěn)定，導致相關(guān)轉(zhuǎn)化裝置變得復雜；因此，波浪能研究的目的是降低能源損失率和降低裝置研發(fā)和建設(shè)成本，提高裝置的復雜海況適應(yīng)性、穩(wěn)定性和可靠性。

2、現(xiàn)有的波浪能轉(zhuǎn)換裝置存在部分問題亟待解決，波浪能發(fā)電裝置在海洋中安裝大型發(fā)電廠以收集能源的成本非常高，強烈的海浪和風暴導致安裝在海中的波浪能轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障，而且波浪能發(fā)電廠安裝在遠離電網(wǎng)，同時又遠離電力需求的沿海地區(qū)，這使得與電網(wǎng)的連接變得困難且昂貴，此外，海浪發(fā)電難以遠距離輸送，從而造成消耗。

3、目前，振蕩氣室發(fā)電裝置的安裝方式主要垂直于水面安裝，發(fā)電方式受限，只能靠氣體壓縮來發(fā)電，波浪能利用率不高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置。

2、本實用新型提供的技術(shù)方案是：一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置，其特殊之處在于，由波浪能收集結(jié)構(gòu)、波浪能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和電能收集傳輸結(jié)構(gòu)三部分組成；

3、所述波浪能收集結(jié)構(gòu)包括振蕩氣室，振蕩氣室由前墻、氣室、后墻、氣室底坡腳、振蕩浮子組成；所述前墻、后墻與上下、左右封閉的墻體組成前面半開放結(jié)構(gòu)，中間形成氣室，氣室是只對wells透平開放的半封閉結(jié)構(gòu)；振蕩氣室底端設(shè)氣室底坡腳，氣室底坡腳與后墻連接；后墻由上、下兩部分組成，二者之間有wells氣室進氣口，上、下兩部分上分別開設(shè)后墻孔洞；后墻的上、下兩部分上分別設(shè)振蕩浮子；

4、所述波浪能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括液壓裝置和wells透平結(jié)構(gòu)；

5、所述液壓裝置由活塞桿、液壓泵、空氣壓力存儲裝置組成，所述振蕩浮子連接導桿，導桿與活塞桿連接，活塞桿通過后墻孔洞，連接液壓泵，液壓泵另一端連接空氣壓力存儲裝置，空氣壓力存儲裝置的進氣口與渦輪發(fā)電室內(nèi)的渦輪發(fā)電機平行對應(yīng)；所述液壓裝置空間的后墻上設(shè)出氣口；

6、所述wells透平結(jié)構(gòu)由透平氣室、透平轉(zhuǎn)子、導流葉片、透平軸、發(fā)電裝置組成，所述透平氣室與氣室連接，透平氣室內(nèi)的透平軸一端通過鍵接的方式與透平轉(zhuǎn)子相固定，透平轉(zhuǎn)子上設(shè)導流葉片，所述導流葉片沿透平軸均勻?qū)ΨQ分布；所述透平軸另一端與能量轉(zhuǎn)換室內(nèi)的固-固接觸式摩擦納米發(fā)電機連接；

7、所述電能收集傳輸結(jié)構(gòu)包括能量轉(zhuǎn)換室和渦輪發(fā)電室，所述能量轉(zhuǎn)換室上設(shè)出氣口；渦輪發(fā)電室內(nèi)的渦輪發(fā)電機和能量轉(zhuǎn)換室內(nèi)的固-固接觸式摩擦納米發(fā)電機通過電路傳輸電能。

8、進一步地，所述氣室內(nèi)靜水深為16m，前墻厚度為0.8m，前墻與豎直方向夾角為30°，氣室寬度為6.0m，前墻入水深度為3.0m，氣室長度為12m，氣室底坡腳高度為5.0m，氣室底坡腳的坡度為26°。

9、進一步地，所述振蕩浮子為中部鏤空、底部為實體的圓柱體結(jié)構(gòu)，振蕩浮子的外殼與內(nèi)部空腔的內(nèi)壁之間有填充物，振蕩浮子漂浮于水域中。

10、本實用新型的有益效果：通過壓縮空氣和振動浮子同時工作進行高效率的發(fā)電；利用波浪對空氣推動來進行發(fā)電，通過波浪的起伏來實現(xiàn)氣室壓力的變化，由此產(chǎn)生氣流驅(qū)動透平裝置轉(zhuǎn)動從而帶動發(fā)電機發(fā)電；壓縮空氣波能發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程為波浪能轉(zhuǎn)換為空氣動能、再轉(zhuǎn)換為機械能、最后轉(zhuǎn)換為電能；而振動浮子波能發(fā)電的過程則少空氣動能這一關(guān)，即波浪能轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為電能；二者結(jié)合的方式能夠更高效的捕獲波浪能，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，提高發(fā)電效率。

技術(shù)特征：

1.一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，由波浪能收集結(jié)構(gòu)、波浪能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和電能收集傳輸結(jié)構(gòu)三部分組成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述氣室（8）內(nèi)靜水深為16m，前墻（1）厚度為0.8m，前墻（1）與豎直方向夾角為?30°，氣室（8）寬度為6.0m，前墻（1）入水深度為3.0m，氣室（8）長度為12m，氣室底坡腳（4）高度為5.0m，氣室底坡腳（4）的坡度為26°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于，所述振蕩浮子（3）為中部鏤空、底部為實體的圓柱體結(jié)構(gòu)，振蕩浮子（3）的外殼與內(nèi)部空腔的內(nèi)壁之間有填充物，振蕩浮子（3）漂浮于水域中。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種振蕩水柱與浮子組合的高效波浪能轉(zhuǎn)化裝置，該裝置建設(shè)于海岸或海堤上，更加高效利用海岸的波浪能；其特點是，由波浪能收集結(jié)構(gòu)、波浪能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和電能收集傳輸結(jié)構(gòu)三部件組成；波浪能收集結(jié)構(gòu)由振蕩氣室和振蕩浮子組成，波浪能轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)由透平裝置和液壓裝置組成，電能收集傳輸結(jié)構(gòu)由渦輪發(fā)電機和固?固接觸式摩擦納米發(fā)電機構(gòu)成；該裝置由振蕩氣室和振蕩浮子共同作用，高效地捕獲的波浪能，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)化成機械能，再通過渦輪發(fā)電機進行發(fā)電，從而能夠更加充分利用波浪帶來的能量，實現(xiàn)高效發(fā)電。

技術(shù)研發(fā)人員：尚慶偉,李雪艷,曲恒良,譚遠香,陳瀾鎧,胡海,羅明媛
受保護的技術(shù)使用者：魯東大學
技術(shù)研發(fā)日：20240320
技術(shù)公布日：2024/12/30