便携平面阵列摇板式波浪能发电单元及发电装置的制作方法

本发明涉及波浪能发电装置，具体涉及便携平面阵列摇板式波浪能发电单元及发电装置。

背景技术：

1、波浪能是人类开发利用最早、也是可再生能源中最主要的能源之一。为了获取波浪能，人们开发出了各式各样的波浪能发电装置。但是现有的波浪能发电装置大都存在以下缺点：1、由于齿轮传动或气室传动使结构阻尼增加而导致收集表面波时的二级能量转化率较低；2、渔船作业、无动力帆船航行等海上活动需要充足的电力能源时，发电装置体积庞大、不便携且造价昂贵。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术存在收集表面波时的二级能量转化率较低、渔船作业、无动力帆船航行等海上活动需要充足的电力能源时，体积庞大、不便携且造价昂贵的技术问题，而提供了便携平面阵列摇板式波浪能发电单元及发电装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特殊之处在于：包括第一浮筒、第二浮筒、至少一个波浪能转化组件、设置在所述第一浮筒内的第一电池、设置在所述第二浮筒内的第二电池、与所述第一电池连接的第一电能输出接口以及与所述第二电池连接的第二电能输出接口；

4、所述波浪能转化组件包括传动轴、旋转板、设置在第一浮筒内且与所述第一电池连接的第一发电机以及设置在第二浮筒内且与所述第二电池连接的第二发电机；所述第一发电机以及第二发电机通过所述传动轴连接；所述旋转板的一端设置在传动轴上且位于相互平行设置的第一浮筒和第二浮筒之间，另一端伸入水中。

5、进一步地，为了方便根据不同的环境作业条件更换不同的旋转板，所述旋转板的一端可拆卸套设在传动轴上；所述旋转板从靠近传动轴的一端向远离传动轴的方向厚度逐渐减小，可以减轻自重以及降低阻尼。

6、进一步地，所述第一浮筒、第二浮筒均由圆柱筒体以及位于所述圆柱筒体两端的半球状壳体组成；

7、所述第一电能输出接口设置在第一浮筒的圆柱筒体远离海平面的一侧；所述第二电能输出接口设置在第二浮筒的圆柱筒体远离海平面的一侧，防止海水进入电能输出接口。

8、进一步地，还包括两个锚链以及两个防水盖板；

9、一个所述锚链可拆卸设置在第一浮筒的圆柱筒体靠近海平面的一侧，另一个锚链可拆卸设置在第二浮筒的圆柱筒体靠近海平面的一侧，便于固定；一个所述防水盖板设置在第一电能输出接口外侧，另一个防水盖板设置在第二电能输出接口外侧，进一步防止海水进入电能输出接口，保证了使用的安全性。

10、进一步地，为了提高发电效率，所述波浪能转化组件为两个，两个波浪能转化组件中的第一发电机的输出轴平行且沿第一浮筒的轴向排布；其两个第二发电机的输出轴平行且与两个第一发电机相对设置，两个第一发电机分别通过两个传动轴与两个第二发电机连接。

11、进一步地，为了减轻重量、提供耐腐蚀性能，所述第一浮筒、第二浮筒均采用pc+abs工程塑料合金；所述旋转板表面涂覆有碳素材料；所述第一电池、第二电池均采用锂离子电池；所述第一发电机、第二发电机均采用磁力发电机。

12、同时，本发明还提供了一种便携平面阵列摇板式波浪能发电装置，其特殊之处在于：包括依次连接的n个发电单元；其中，n≥2，且n为整数；

13、所述发电单元采用上述的便携平面阵列摇板式波浪能发电单元。

14、进一步地，为了组合连接方便，所述发电单元还包括第一连接组件以及第二连接组件；所述第一连接组件包括设置在第一浮筒一端的m个第一实心连接杆以及设置在第一浮筒另一端的m个第一空心连接杆；所述第二连接组件包括设置在第二浮筒一端的p个第二实心连接杆以及设置在第二浮筒另一端的p个第二空心连接杆；其中，m≥1，p≥1，且m与p均为整数；

15、m个所述第一实心连接杆与第一浮筒另一端的m个第一空心连接杆相适配；所述第一浮筒的m个第一实心连接杆可拆卸套设于相邻发电单元的第一浮筒另一端的m个第一空心连接杆内；

16、p个所述第二实心连接杆与第二浮筒另一端的p个所述第二空心连接杆相适配；所述第二浮筒的p个第二实心连接杆可拆卸套设于相邻发电单元的第二浮筒另一端的p个第二空心连接杆内。

17、进一步地，m＝2；p＝2；两个所述第一实心连接杆与两个所述第二空心连接杆的连接端朝向同一方向且相互平行。

18、本发明的有益效果：

19、1、本发明提供了便携平面阵列摇板式波浪能发电单元及发电装置，其中，发电单元可完整地实现发电功能。本发明中的第一发电机、旋转板以及第二发电机通过传动轴共轴设置，解决了因齿轮传动或气室传动使结构阻尼增加而导致收集表面波时的二级能量转化率较低的问题，同时共轴的设计降低了制造难度和维修成本，提高了使用寿命。本发明采用摇板波涌技术将自然界产生的各类零散、不规律、差异极大的波浪形式转化为可利用的波浪能，提高了波浪能的利用效率。此外，本发明既可固定在渔船尾部、防波堤岸边，又可独立漂浮在海面上，满足了多种复杂环境下工作的需求，与传统的波浪能发电装置相比，适应能力更强。

20、2、本发明提供的便携平面阵列摇板式波浪能发电装置采用发电单元组合式的设计理念，有利于更大程度地满足不同海况环境下波浪能的获取与发电需求。通过第一连接组件以及第二连接组件将多个发电单元组合起来，可实现组合式发电，因此可按照所需电量大小、发电环境等选择不同数量的发电单元进行组合作业，能较好地满足不同场合、发电环境下的需求。此外，本发明中的发电单元结构小巧，成本低，安装简单，便于携带，解决了渔船作业、无动力帆船航行等海上活动电力能源不足以及电能收集困难的问题。

21、3、本发明中第一浮筒、第二浮筒均由圆柱筒体与圆柱筒体两端的半球状壳体组成，相比于长方体或者球体，该形状在波浪的冲击下具有更好的稳定性，同时相比于球形，该形状具有较高的长宽比，因此可以设置较多的旋转板，提高能量收集效率。除此之外，其狭长的内部空间有利于设置其所搭载的内部设备，极大降低了工艺难度。本发明中的旋转板为可拆卸设计，使其维护简单，根据不同的水深、海况作业条件，可更换不同长度、横截面积的旋转板以满足波浪能最大程度的转化，另外，旋转板的厚度逐渐减小可以减轻自重以及降低阻尼。

22、4、本发明中第一浮筒、第二浮筒均采用pc+abs工程塑料合金，这种材料既具有优良的耐热耐候性、尺寸稳定性、以及耐冲击性能，又具有优良的加工流动性，因此第一浮筒、第二浮筒既满足了工作性能，制造工艺又不复杂。本发明中的旋转板表面涂覆有碳素材料，达到防腐和减小摩擦力的作用，使其化学稳定性好、耐高温、耐盐碱、耐腐蚀，能够保证在盐雾、海水腐蚀环境下稳定工作。本发明中的第一电池、第二电池均采用锂离子电池，其能量密度高、高电压、无污染、循环寿命高，可满足渔船、工业照明等对电池高容量、长寿命、可快速充放电的要求。锂离子电池可反复充放电，实现了对该波浪能发电装置的预充电需求，进而满足了该波浪能发电装置在恶劣海况以及能见度较低的环境下放置时的照明及定位等电力需求。

技术特征：

1.一种便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特征在于：包括第一浮筒(11)、第二浮筒(12)、至少一个波浪能转化组件(13)、设置在所述第一浮筒(11)内的第一电池(14)、设置在所述第二浮筒(12)内的第二电池(15)、与所述第一电池(14)连接的第一电能输出接口(16)以及与所述第二电池(15)连接的第二电能输出接口(17)；

2.根据权利要求1所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特征在于：所述旋转板(134)的一端可拆卸套设在传动轴(133)上；所述旋转板(134)从靠近传动轴(133)的一端向远离传动轴(133)的方向厚度逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特征在于：所述第一浮筒(11)、第二浮筒(12)均由圆柱筒体以及位于所述圆柱筒体两端的半球状壳体组成；

4.根据权利要求3所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特征在于：还包括两个锚链(10)以及两个防水盖板；

5.根据权利要求4所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特征在于：所述波浪能转化组件(13)为两个，两个波浪能转化组件(13)中的第一发电机(131)的输出轴平行且沿第一浮筒(11)的轴向排布；其两个第二发电机(132)的输出轴平行且与两个第一发电机(131)相对设置，两个第一发电机(131)分别通过两个传动轴(133)与两个第二发电机(132)连接。

6.根据权利要求5所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电单元，其特征在于：所述第一浮筒(11)、第二浮筒(12)均采用pc+abs工程塑料合金；所述旋转板(134)表面涂覆有碳素材料；所述第一电池(14)、第二电池(15)均采用锂离子电池；所述第一发电机(131)、第二发电机(132)均采用磁力发电机。

7.一种便携平面阵列摇板式波浪能发电装置，其特征在于：包括依次连接的n个发电单元(1)；其中，n≥2，且n为整数；

8.根据权利要求7所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电装置，其特征在于：所述发电单元(1)还包括第一连接组件(18)以及第二连接组件(19)；所述第一连接组件(18)包括设置在第一浮筒(11)一端的m个第一实心连接杆(181)以及设置在第一浮筒(11)另一端的m个第一空心连接杆(182)；所述第二连接组件(19)包括设置在第二浮筒(12)一端的p个第二实心连接杆(191)以及设置在第二浮筒(12)另一端的p个第二空心连接杆(192)；其中，m≥1，p≥1，且m与p均为整数；

9.根据权利要求8所述的便携平面阵列摇板式波浪能发电装置，其特征在于：m＝2；p＝2；两个所述第一实心连接杆(181)与两个所述第二空心连接杆(192)的连接端朝向同一方向且相互平行。

技术总结
本发明涉及波浪能发电装置，为解决现有技术存在二级能量转化率较低、海上活动需要充足的电力能源时，体积庞大、不便携且成本高的技术问题。本发明便携平面阵列摇板式波浪能发电单元包括第一浮筒、第二浮筒、至少一个波浪能转化组件、第一电能输出接口、第二电能输出接口、设置在第一浮筒内的第一电池以及设置在第二浮筒内的第二电池；波浪能转化组件包括传动轴、设置在传动轴上的旋转板、设置在第一浮筒内且与第一电池连接的第一发电机以及设置在第二浮筒内且与第二电池连接的第二发电机，第一发电机以及第二发电机通过传动轴连接。还公开了便携平面阵列摇板式波浪能发电装置，包括依次连接的多个发电单元。

技术研发人员：郭权势,卢强,方厚林,张德志,唐仕英,刘赟哲,张亮永
受保护的技术使用者：西北核技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14