一种海浪发电系统的制作方法

1.本实用新型实施例涉及海洋发电及新能源领域，具体涉及一种海浪发电系统。


背景技术：

2.能源是人类永恒的需求，进入21世纪以来，随着科技的不断发展，传统的石化能源对地球环境造成了巨大的压力，能源危机越来越引发人们的焦虑，全球范围都在寻找新能源。风能发电、太阳能发电虽然属于清洁能源，却由于能量的随机性，难以集中并入电网。虽然核能发电看似无穷无尽，却存在着许多安全的隐患，小太阳聚变工程也遥遥无期，我国是一个能源极不均衡的国家，电力来源的半数以上来自火电，火力发电的特征决定了技术上调峰能力差，长期的燃煤消耗客观上还造成了很大的环境压力。波浪能发电技术的应用，可以缓解很多这方面问题，同时带来积极的长期经济效益，特别是解决沿海发达地区长期缺电的困扰，具有广阔的应用前景。
3.海洋占全球总面积的71％的，都知道海浪打起来冲击力非常大，即便在风和日丽的季节，海水水流仍在不断涌动，便有了波浪发电的构想。波浪能发电是区别于效率低下的潮汐发电是一种新的发电电源，然而，现有的波浪能装置的总发电效率大都比较低，存在诸多问题，如制造成本昂贵、装置可靠稳定性不高及并网难度大等，加上海浪紊乱，一般以为难以与常规能源相竞争。
4.如公开号为cn107956630b公开的一种摆动式海浪发电装置，包括位于两端的支架，两支架之间设置有在海浪作用下作往复摆动的叶板组件；叶板组件两端经摆臂吊装于两端的支架上，两端的摆臂下端均铰接于叶板组件上，至少一端的摆臂上端经能量转化机构带动发电机发电。该装置通过海浪带动叶板组件前后摆动从而给通过摆臂连接的能量转化机构提供机械能，将该机械能转化为电能，而该装置在实际安装时较复杂，且能量利用率较低，没有很好地解决“点浮式制约”的问题，所谓点浮式制约是拾能体(浮体、鸭头、叶片等等)在海浪中有时会同时受到海浪的上和下的作用，而相互抵消，其发生的几率和拾能体的大小成正比，也就是说：拾能体越大，制约(抵消)的几率越多，拾能就少！既需要化整为零充分利用海浪，又需要化零为整提高功率，由于海浪是波能，具有无序、叠加和紊乱的特征，就导致了海浪发电中的拾能体不管大小，必然会产生“点浮式制约”。
5.因此，亟需一种安装较为简单，发电效率高，能很好解决点浮式制约的海浪发电系统。


技术实现要素：

6.为此，本实用新型实施例提供一种海浪发电系统，包括：拾能体、与拾能体连接的发电组件以及与发电组件连接用于蓄电的储电装置，拾能体为单向抬头机，该单向抬头机包括：随海浪涌动上下运动的浮托机构以及设置在该浮托机构端部的摇臂机构，摇臂机构通过设置在摇臂机构远离浮托机构一端的传动组件与发电组件连接，发电组件与储电装置连接。
7.在其中一个实施例中，传动组件包括：传动轴以及设置在该传动轴上的梯块单向器，浮托机构通过摇臂机构与该梯块单向器连接，梯块单向器设置在传动轴上，该梯块单向器数量与摇臂数量对应设置。
8.在其中一个实施例中，发电组件包括：与传动组件连接的飞轮组件以及与飞轮组件连接的发电机。
9.在其中一个实施例中，飞轮组件包括：增速箱和飞轮；增速箱一端连接传动组件，另一端通过转轴连接飞轮。
10.在其中一个实施例中，增速箱由主动齿轮和被动齿轮啮合组成，其中主动齿轮与传动组件连接，被动齿轮通过转轴与飞轮连接。本机构中，被动齿轮为单向结构，可以充分发挥临时飞轮储能效应。
11.在其中一个实施例中，浮托机构侧面形状为流线形船头状。
12.在其中一个实施例中，单向抬头机两两相邻设置，至少两组；其中相邻两组的单向抬头机的摇臂机构分别为长摇臂和短摇臂。
13.在其中一个实施例中，浮托机构包括：设置在长摇臂上的第一浮托件和设置在短摇臂上的第二浮托件，第一浮托件和第二浮托件彼此之间互相相邻设置；
14.第一浮托件和第二浮托件通过两者形状的设置在该第一浮托件和第二浮托件之间形成流线型的水流通道。可通过流体“窄管效应”快速转换冲击力为上浮力。同时高效收纳涌动波浪。
15.在其中一个实施例中，浮托机构在其中间底部位置设有空腔，该空腔面向海浪方向设有开口。
16.在其中一个实施例中，该系统还包括矩阵架，该矩阵架侧面固定有发电组件，该单向抬头机通过传动组件阵列在该矩阵架上，形成海浪发电矩阵。
17.本实用新型实施例具有如下优点：
18.1、利用自身流线型结构，将迎面而来的海浪冲击力巧妙转化为上托力，再利用单向杠杆原理，自由落体原理反复撬动驱动轴单向旋转，并通过一个齿轮箱联动惯性飞轮机构形成持久的旋转发电，投资小、寿命长。
19.2、在冲击单向抬头机的过程中，海浪将被侧向汇流，通过流线型的水流通道，由“窄管效应”产生强大的向下负压，和水的浮力一起转换成朝上的抬升力，自然造浪并通过单向器将巨大的扭力化为源源不断旋转的驱动；波峰过后，抬头机自由落入波谷，还是通过单向器反向打滑，克服长期困扰人们的“点浮式制约”现象。
20.3、在浮托机构下方设置有开口超项海浪方向的空腔，在海浪冲击过来时能够产生朝上的抬升力。
21.4、通过设置飞轮组件有效化解海浪能量的部分波动。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
23.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
24.图1为本实用新型的系统结构示意图；
25.图2为本实用新型的单向抬头机连接结构示意图；
26.图3为本实用新型的发电组件结构示意图；
27.图4为本实用新型的矩阵结构示意图。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1所示，一种海浪发电系统，包括：单向抬头机1、与单向抬头机1连接的发电组件2以及与发电组件2连接用于蓄电的储电装置(图未示)；
30.该单向抬头机1包括：随海浪涌动上下运动的浮托机构11以及设置在该浮托机构11端部的摇臂机构12，摇臂机构12通过设置在摇臂机构12远离浮托机构11一端的传动组件3与发电组件2连接，发电组件2与储电装置(图未示)连接。其中，浮托机构11侧面形状为流线形船头状。浮托机构11外形流畅，由坚固的轻型材料制成，类似船头，有一定的自重。正常情况下，它浮在水面，通过摇臂机构12连接在传动轴32上，即使在轻微的海浪冲击下也能产生成吨的上浮力并通过力矩再次放大。
31.其中，传动组件3包括：传动轴32以及设置在该传动轴32上的梯块单向器31，浮托机构11通过摇臂机构12与该梯块单向器31连接，梯块单向器31设置在传动轴32上，该梯块单向器31数量与单向抬头机1数量对应设置。
32.优选地，发电组件2包括：与传动组件3连接的飞轮组件21以及与飞轮组件21连接的发电机；飞轮组件21包括：增速箱211和飞轮212；增速箱211一端连接传动组件3，另一端通过转轴23连接飞轮212。其中，增速箱211由主动齿轮2111和被动齿轮2112啮合组成，其中主动齿轮2111与传动组件3连接，被动齿轮2112通过转轴23与飞轮212连接。飞轮212同样通过梯形单向器与转轴23连接，只能向发电方向进行高速旋转。
33.其使用方法是由单向抬头机1产生的巨大扭力，通过大扭距增速箱211撬动飞轮212飞速旋转，将稳定的惯性动能输入发电机；也可以在发电之前先通过电机先将飞轮212正向驱动到一定的转速，再接通发电源，飞轮212储能的应用可以有效化解海浪能量部分波动。
34.优选地，单向抬头机1两两相邻设置，至少两组；其中相邻两组的单向抬头机1的摇臂机构12分别为长摇臂121和短摇臂122。其中设置长摇臂121的单向抬头机1提供强大的力矩，实现低转速启动及维持，设置短摇臂122的单向抬头机1可以均衡旋转速度，维持持续不
断的发电。投资小、寿命长。
35.优选地，浮托机构11在其中间底部位置设有空腔113，该空腔113面向海浪方向设有开口。
36.优选地，浮托机构11包括：设置在长摇臂121上的第一浮托件111和设置在短摇臂122上的第二浮托件112，第一浮托件111和第二浮托件112彼此之间互相相邻设置；
37.参照图4上部分水流示意，第一浮托件111和第二浮托件112通过两者形状的设置在该第一浮托件111和第二浮托件112之间形成流线型的水流通道。海浪在冲击矩阵的过程中，将被侧向汇流，通过流线型的水流通道，由“窄管效应”产生强大的向下负压，和水的浮力一起转换成朝上的抬升力，自然造浪并通过单向器将巨大的扭力化为源源不断旋转的驱动。波峰过后，抬头机自由落入波谷，还是通过单向器反向打滑，克服长期困扰人们的“点浮式制约”现象。
38.参照图4在其中一个实施例中，该系统还包括矩阵架4，该矩阵架4侧面固定有发电组件2，该单向抬头机1通过传动组件3阵列在该矩阵架上，形成海浪发电矩阵。
39.进一步优选地，发电机设置为偶相位变相电动机，利用相位矩阵的串并联投切，构成稳定的直流电压输出，和储能站进行直连，形成双元输出特性，最后逆变并网。此过程中通过电气储能直流系统，构建稳定输出的发电电源。海浪虽然能量密度达到风能的20倍左右，但对于拾浪体的功力释放同样带有随机性，其特征也和风能接近。通过该种方式设置发电机能够充分解决随机性的损耗。
40.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。