本發(fā)明涉及海洋波浪能開發(fā)領(lǐng)域，特別是一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的防波堤波浪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

隨著能源需求不斷增加，非可再生能源貯量減少，人們逐漸開發(fā)清潔可再生能源。波浪能具有無污染、可再生、儲(chǔ)量大、分布廣等特點(diǎn)而倍受青睞，然而海洋波浪具有周期性，能量轉(zhuǎn)化不穩(wěn)定，如何提高波浪能的轉(zhuǎn)化率成為國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201110117283.4的專利，將波浪發(fā)電與近海防波堤相結(jié)合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了防波固堤和波浪能量轉(zhuǎn)化，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201520042935.6的專利，提出了一種將泄流通道入口段改為喇叭口的形式，來提高波浪發(fā)電效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問題，提供一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的防波堤波浪發(fā)電裝置，通過優(yōu)化儲(chǔ)水腔和泄流通道結(jié)構(gòu)，來提升泄流通道內(nèi)水流流速，最終提高波浪能量轉(zhuǎn)化率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的防波堤波浪發(fā)電裝置，由多臺(tái)水力發(fā)電單元組成，每個(gè)水力發(fā)電單元由防波堤斜坡、儲(chǔ)水腔、防波堤堤身、泄流通道和水力發(fā)電機(jī)組成，防波堤斜坡位于裝置的最前端，斜坡與水平地面的夾角為20°-40°,波浪通過防波堤斜坡躍入到儲(chǔ)水腔內(nèi)；儲(chǔ)水腔設(shè)置于防波堤堤身的前面，防波堤堤身高度為5-50m，儲(chǔ)水腔上下墻體棱角設(shè)計(jì)成圓弧狀，圓弧半徑為20-50m；防波堤堤身內(nèi)設(shè)方錐筒形泄水通道，泄水通道設(shè)計(jì)成前端截面大后端截面小的形式，每個(gè)泄水通道末端分別安裝一臺(tái)水力發(fā)電機(jī)組，利用文丘里管原理提高出口處水流流速。

本發(fā)明的工作機(jī)理：

波浪通過防波堤斜坡躍入儲(chǔ)水腔，提高儲(chǔ)水腔內(nèi)水頭，將水力發(fā)電機(jī)布置在泄流通道出口處，儲(chǔ)水腔內(nèi)外水頭差使水從泄流通道流出，帶動(dòng)水力發(fā)電機(jī)發(fā)電。將儲(chǔ)水腔上下墻體棱角設(shè)計(jì)成圓弧狀，波浪躍入儲(chǔ)水腔后沿圓弧狀坡道進(jìn)入泄水通道，水體變得穩(wěn)定，能降低水波動(dòng)引起的能量損失。將泄水通道設(shè)計(jì)成前端截面大后端截面小的形式，利用文丘里管原理提高出口處水流流速，利于水力發(fā)電機(jī)運(yùn)行，提高波浪能量轉(zhuǎn)化率。

本發(fā)明的有益效果是：

該發(fā)電裝置的儲(chǔ)水腔內(nèi)上下墻體的棱角設(shè)計(jì)成圓弧狀，減少腔內(nèi)水體的能量損失；變截面的的泄流通道，提升了水流流速，提高了能量轉(zhuǎn)化率。

附圖說明

圖1為本發(fā)電裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)電裝置的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、防波堤斜坡；2、儲(chǔ)水腔；3、防波堤堤身；4、泄水通道；5、水力發(fā)電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例：

一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的防波堤波浪發(fā)電裝置，由多臺(tái)水力發(fā)電單元組成，每個(gè)水力發(fā)電單元由防波堤斜坡1、儲(chǔ)水腔2、防波堤堤身3、泄流通道4和水力發(fā)電機(jī)5組成，防波堤斜坡1位于裝置的最前端，斜坡與水平地面的夾角為30°,波浪通過防波堤斜坡1躍入到儲(chǔ)水腔2內(nèi)；儲(chǔ)水腔2設(shè)置于防波堤堤身3的前面，防波堤堤身3高度為5-50m，儲(chǔ)水腔2上下墻體棱角設(shè)計(jì)成圓弧狀；防波堤堤身3內(nèi)設(shè)方錐筒形泄水通道4，泄水通道設(shè)計(jì)成前端截面大后端截面小的形式，每個(gè)泄水通道4末端分別安裝一臺(tái)水力發(fā)電機(jī)組5，利用文丘里管原理提高出口處水流流速。

該實(shí)施例中，防波堤堤身高50m；由于波浪具有不穩(wěn)定性，波浪躍入到儲(chǔ)水腔2后，容易引起內(nèi)部水流波動(dòng)，造成能量損失，因此本發(fā)明將儲(chǔ)水腔2與防波堤堤身3結(jié)合的上下棱角處設(shè)計(jì)成圓弧狀，上圓弧半徑為22m，下圓弧半徑48m，當(dāng)波浪躍入到儲(chǔ)水腔2后，沿圓弧壁進(jìn)入泄流通道4，使水流趨于穩(wěn)定，降低了能量損失。

水流驅(qū)動(dòng)水力發(fā)電機(jī)5旋轉(zhuǎn)做功，將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，水流流速越大，水力發(fā)電機(jī)5獲能越大。根據(jù)文丘里管原理，流量相同時(shí)截面積越小，流速越大，將泄流通道4設(shè)計(jì)成入口截面大、出口截面小的形式，增大了出口處的水流流速，泄水通道4入口尺寸為45mX25m，出口直徑為15m，水利發(fā)電機(jī)5直徑為14m，將水力發(fā)電機(jī)5安裝在出口處，有利于水力發(fā)電機(jī)5啟動(dòng)，同時(shí)提升發(fā)電功率。