一種搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋能與潮汐能、海洋溫差能、鹽梯度能、洋流能等能源一樣，是海洋能源中最豐富、最普遍、較難利用的資源之一。波浪能又是海洋能中所占比重較大的海洋能源。海水的波浪運動能產(chǎn)生十分巨大的能量。據(jù)估算，世界海洋中的波浪能達700億千瓦，占全部海洋能量的94%，是各種海洋能中的“首戶”。波浪是海水的運動形式之一，它的產(chǎn)生是外力(如風(fēng)、大氣壓力的變化、天體的引潮力等等)、重力與海水表面張力共同作用的結(jié)果。波浪形成時，水質(zhì)點作震蕩和位移運動。波浪能的大小與波高和周期有關(guān)，波高和周期又與地理位置、風(fēng)向、風(fēng)力、潮汐時間、海水深度、海床形狀、海床坡度等因素有關(guān)。據(jù)有關(guān)資料估算，全世界沿海岸線連續(xù)耗散的波浪能功率達27X 105 MW，技術(shù)上可利用的波浪能潛力為10X105MW。根據(jù)海洋觀測資料統(tǒng)計，中國陸地海岸線長達一萬八千多公里，大小島嶼6960多個，我國沿海有效波高約為2?3m、周期為9s的波列，波浪功率可達17?39kw/m，渤海灣更高達42kw/m。臺灣及福建、浙江、廣東等沿海沿岸波浪能的密度可達5?8kw/m。波浪能資源十分豐富，總量約有5億千瓦，可開發(fā)利用的約I億千瓦。
[0003]波浪能是最清潔的可再生資源，它的開發(fā)利用，將大大緩解由于礦物能源逐漸枯竭的危機，改善由于燃燒礦物能源對環(huán)境造成的破壞。1992年聯(lián)合國把海浪發(fā)電列為開發(fā)海洋可再生能源的首位，英國將海浪發(fā)電的研宄放在新能源開發(fā)的首位，甚至稱其為“第三能源”，海洋能源日益被許多國家所重視。
[0004]目前波能發(fā)電裝置的主要形式有活動點頭鴨、波面筏、振蕩水柱型、水流型和壓力柔性袋型等。
[0005]目前，大多數(shù)海洋浮標(biāo)是由蓄電池供電進行工作的。但由于海洋浮標(biāo)遠離陸地，換電池不方便。還有，目前大多數(shù)海上浮標(biāo)都是只利用太陽能或者風(fēng)能來發(fā)電，受天氣影響較大。比如大連，一年四季經(jīng)常有霧，從而降低了太陽能電池板的蓄電功能，而影響浮標(biāo)、航標(biāo)的使用。針對目前海上已有浮標(biāo)的弊端，從發(fā)電、環(huán)保、新型能源綜合利用的角度出發(fā)，本實用新型設(shè)計了一套綜合利用波浪能、太陽能以及風(fēng)能發(fā)電的新型海上浮標(biāo)。三種能源只要存在任何一種，浮標(biāo)就可以正常工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可綜合利用波浪能、太陽能和風(fēng)力能三種能源的搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)；進一步地，本實用新型提供一種波浪能可充分轉(zhuǎn)化為電能的搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)，其特征在于:包括:底座，所述底座上設(shè)置有置物架，所述置物架上設(shè)置有波浪能發(fā)電機組，所述底座上還設(shè)置有支撐架，所述支撐架頂端設(shè)置有燈塔，所述波浪能發(fā)電機組與所述燈塔電相連；所述支撐架上設(shè)置有太陽能發(fā)電裝置和風(fēng)能發(fā)電裝置。
[0009]所述波浪能發(fā)電機組包括做為定子的若干線圈、做為轉(zhuǎn)子的若干磁鐵、串聯(lián)若干所述線圈的電線、與所述線圈電相連的整流電路和與所述整流電路電相連的放大電路，所述放大電路與設(shè)置于所述燈塔內(nèi)的發(fā)光LED電相連。
[0010]本實用新型以磁鐵為轉(zhuǎn)子，線圈為定子。以線圈為浮體，在水面上隨著波浪晃動，里面的永磁體由于重力作用在線圈內(nèi)來回移動，這樣使線圈來切割磁感線從而產(chǎn)生電量，以充分利用波浪能來產(chǎn)生電能。
[0011]所述底座的下表面為向上彎曲的光滑曲面，所述底座上部還設(shè)置有用于提高重心的配重模塊。
[0012]本實用新型采用近光滑曲面作為底部，可以增大破水阻力，更好的吸收波浪能；并且增大切割磁感線發(fā)電裝置的高度，使其在波浪較小的情況下也能增大擺幅。
[0013]為了使本實用新型可以根據(jù)波浪產(chǎn)生一定的晃動，故提高了重心，波浪能發(fā)電機組不是貼著底座放置，而是設(shè)置于置物架上，提高了波浪能發(fā)電機組的位置，提高了浮標(biāo)的重心，同時在浮標(biāo)的內(nèi)部增加了配重模塊，為了更好的適應(yīng)不同海域的波浪頻率與幅度，能使本裝置更好的隨波浪產(chǎn)生晃動，從而帶動波浪能發(fā)電機組進行發(fā)電。
[0014]所述置物架的高度為使所述搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)的固有頻率和其所在海域的頻率一致，使其達到共振效果的高度。
[0015]海面上對于波浪能的利用取決于波浪的波長和頻率，而每個海域都有其頻率，為使本實用新型在波浪比較小的情況下能達到正常工作狀態(tài)，通過設(shè)置置物架的高度來使本裝置的固有頻率和所在海域的頻率一致，使其能達到共振的效果。
[0016]所述太陽能發(fā)電裝置包括若干塊太陽能板，若干塊所述太陽能板形成尖端朝上的錐形。
[0017]所述風(fēng)能發(fā)電裝置包括風(fēng)車。
[0018]所述放大電路、太陽能發(fā)電裝置和風(fēng)能發(fā)電裝置均通過蓄電池與所述發(fā)光LED電相連。
[0019]所述線圈和設(shè)置于所述線圈內(nèi)的所述磁鐵的個數(shù)相同，所述線圈的組數(shù)為2組，每組至少串聯(lián)4個線圈；所述電線為漆包線。
[0020]所述底座的底端用錨固定在海底。
[0021]所述發(fā)光LED為4~6盞5V的串聯(lián)LED發(fā)光二極管。
[0022]本實用新型漂浮于海面，用錨將其固定在海底，利用波浪的運動使其晃動，有晃動波浪能發(fā)電機組就能發(fā)出電，且晃動越大，發(fā)電量越大。而海洋中波浪能源源源不斷，因此，可實現(xiàn)波浪能和電能的充分轉(zhuǎn)化。
[0023]本實用新型分為三個部分:波浪能發(fā)電機組，底座和燈塔。
[0024]波浪能發(fā)電機組作為簡化的波能轉(zhuǎn)化裝置，內(nèi)裝有兩個線圈組及整流電路板，線圈內(nèi)部軌道安置磁球，當(dāng)浮標(biāo)結(jié)構(gòu)晃動時，磁球在其軌道上就可以運動，磁球的運動務(wù)必會切割磁感線，從而將波浪能直接轉(zhuǎn)化為電能，供浮標(biāo)燈的使用，達到了既提高波浪能的利用率，又降低波浪能轉(zhuǎn)換裝置成本的目的。
[0025]底座有特殊設(shè)計，由于該部位是直接漂浮于海面上，又控制著整個結(jié)構(gòu)在海面漂浮的狀態(tài)，所以，根據(jù)不倒翁的結(jié)構(gòu)原理，經(jīng)過充分的理論分析及實驗論證，嚴(yán)格控制該底座的重心，使其達到既能滿足晃動發(fā)電的需要又保證結(jié)構(gòu)在海面的整體穩(wěn)定性。
[0026]燈塔將太陽能發(fā)電裝置和風(fēng)能發(fā)電裝置布置在周圍，加以波浪能發(fā)電，以便三種能源的綜合利用，充分保證浮標(biāo)燈的正常工作。
[0027]根據(jù)波浪理論，海水中距離海面近的水質(zhì)點運動速度快、能量大。所以將本實用新型設(shè)計為漂浮于海面上。波浪的水質(zhì)點運動軌跡為橢圓形，要使其實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，首先利用水質(zhì)點的運動。本實用新型使海浪沖擊到底座上破壞水質(zhì)點的運動進而使海浪能轉(zhuǎn)化成使裝置擺動的機械能進而轉(zhuǎn)化為電能。
[0028]本實用新型提供的一種搖晃式波浪能發(fā)電浮標(biāo)，綜合利用太陽能、風(fēng)能和波浪能清潔能源，并將其利用于浮標(biāo)，使浮標(biāo)能適應(yīng)在各種天氣條件下持續(xù)發(fā)電，不會因為無風(fēng)、大霧或者連續(xù)下雨等不利天氣而中斷浮標(biāo)燈的使用；線圈作為定子，永磁鐵作為轉(zhuǎn)子，永磁鐵隨