基于悬臂结构的零碳浮子式波浪能发电装置行业领军者

摘要：波能是一种新的能源，分布广泛，储量巨大，安全无污染，由于它具有多种用途，开发前景广阔，正日益引起人们的重视。浮子式波浪能发电装置因其结构简单、波能利用率高而备受国内外学者的重视。虽然目前已有很多种浮子式结构，但是在这一领域还有很多需要改进和发展的方面。本文提出了“瑞驰无疆”新型的浮子发电设备的结构，以期在一定程度上改善其对波能的捕捉效率。

关键词：悬臂结构;浮子式波浪能;发电装置

一、波浪能发电定义

波浪能是由于海洋在吸收了太阳辐射后，表面温度和深水温度产生的温度差异，从而产生了水流动。因为风在海上刮过会产生风波，风能可以通过天然的形式储存在水里，并进行能量转换，所以，波能也可以说是另外一种能量的凝聚形式。波浪发电是继潮汐发电后，发展最为迅速的一项海上能源开发方法。波浪能是大气与海洋相互作用时产生的能量，因为在风力和海洋的引力作用下，它会周期性地上下起伏，波浪能具有一定的动能和一定的势能。波浪能的大小与波高的平方和起伏水面的面积成正比例关系。现在，日本，英国，美国，德国，加拿大，中国，都在进行着波浪发电的研究。

二、我国波浪能发电现状

波浪能转换装置设备是解决波能发电问题的关键。我国海浪能源资源十分丰富，而国内的波浪能发电技术发展相对滞后，与国际上的技术水平还有很大差距。我国的海洋能源资源数量庞大，但分布分散，分布不均，系统的能流密度较小，能量波动较大，利用率较低;海洋能源技术是海洋技术，蓄能技术，土工技术，水利技术，机械技术，材料技术，发电技术，传输技术，可靠性技术等的合集。由于技术发展不够成熟，导致一次性投入较大，且与传统能源相比，经济效益较差，影响了海洋能源的应用。

三、悬臂结构浮子式波浪能发电装置设计

在获取、吸收和利用波浪能时，正确地选取合适的浮子形态对提高吸波能量具有重要的作用。浮子随着波浪的波动而上下摇摆，把波浪能转换成浮子机械能，浮子带动与液压缸相连的活塞杆进行伸缩运动，把吸收的波浪能转换成液压能。多个液压缸排出的液压油都集中在同一高压油管上，通过蓄能稳定压力的蓄能器，将其送至液压电机，使其转动做功。完成工作后，液压油首先通过一条回油管，然后由各分支管道返回到各液压缸，形成一个完整的工作流程。

与传统的悬臂式波浪能发电设备不同，其的关键设计在于悬臂支架，可上下移动，垂直滑动轨道与支撑轴线垂直。支架轴的一端嵌入一个滑块，滑块和垂直滑块结合。在波浪力的作用下，支架的浮字将支撑架沿导轨上下移动。在支架两侧各装有一组悬臂式浮子装置，一共三套，沿著支架的轴线;在实际生产中，悬臂式浮子装置悬臂组的数目可按安装平台的尺寸和发电量的需求来决定，通过对支架的结构进行简单的调整即可完成。在结构上，悬臂随着波浪的移动而摇摆，通过安装在支架上的输入轴将转矩和转速输入齿轮换向增速器。将双向转动转化为单方向的输出，并由加速器加速后，将其送入液压泵箱，将液压泵推入其中。液压油通过一个输油管从一个安装在平台上的储油罐中输入，然后将装置在平台另一端的液压电机输入到输油管路中，驱动发电机来产生电力。在空腔的上部装有一个盖板，与滑块间设有检修槽，方便工人安装变速箱等设备，并定期进行维护。在安装了加速箱和液压泵之后，由于支架的重量有可能上升，浮子的吃水深度会降低对能量的吸收。可将液压顶杆或弹簧固定在滑板下方，从而确保每一套浮子都能在最优的能量捕捉状态下工作。在波浪力的作用下，悬臂的摆动具有较大的扭矩和较低的转速。因此，要使液压泵运转正常，就必须要设计一个齿轮加速装置。另外，因为悬臂的摆动是双向的，而且液压泵是单向的，因此，齿轮加速装置也必须具备换档的功能。

四、悬臂结构浮子式波浪能发电装置的优势

（一）高效捕获能源

在现有悬臂结构浮子式波浪能发电装置的基础上，创新地将悬臂架设计成能随着波浪起伏而升降的结构，在满足特定波长的情况下，悬臂的相对摆角可以得到很大的提高，因此，浮子式波能发电设备的波能捕捉效率得到明显改善。

（二）全新的构造，稳定而可靠

将浮子式和筏式的波浪能发电系统的优势相结合，不仅吸收了大量的能量，而且还达到了很高的可靠性。采用双体船作为固定平台，除了浮子外，其它部件如增速箱、液压系统、发电机组等不与海水直接接触，腐蚀减小，可靠性得到改善。易于维修保养。增强了抵御严寒天气的能力，在恶劣的天气环境中，如台风等，它的存活能力很强。

（三）超低功耗，高效率的生产

新型液压系统的创新设计，通过减少设备、简化电路设计，使液压系统的稳定性能得到明显改善。它既可以增加操作的可靠性，又可以降低液压系统的能耗，从而使发电效率得到提高。

（四）低门槛应用，造价成本低

该设备具有结构简单、制造、安装简便的特点，可以对目前的悬臂式浮子动波浪能发电装置进行改造，可以降低造价，能够快速的进行再生产。

结语：

波浪能作为一种新型可再生清洁能源，不仅储量丰富，应用范围也很广。为提高海洋波浪能资源的有效利用与开发，需要在海域中对最佳浮子式结构进行波能变换器的工作性能进行分析，在同一水域中，为了获得最大的波浪能量转化效率，因此，研究了悬臂型浮子波能变换器的波能转化特征，对于开发和利用波能资源有着重要的指导作用。“瑞驰无疆”以新的能量转化技术为基础，以波浪能高效的转换为电能，作为一种新型的能源应用方式。

参考文献：

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