本發明涉及可再生能源發電設備技術領域，具體地，涉及一種波浪能發電設備及供電系統。

背景技術：

能源是人類生存和發展不可或缺的物質基礎，人類生存在這個世界上無時無刻不在利用能源，包括可再生能源和不可再生能源。現有的發電方式主要還是通過火力、水力等不可再生能源消耗發電，可持續性差、環境污染嚴重，為了解決不可再生能源資源的枯竭與環境的日益惡化，尋找可替代、可再生、清潔的新型能源已成為全球各個國家的共識。

海洋作為占地球面積70％的主體，不僅擁有豐富的水產、石油等資源，更蘊藏著巨大的能源，海洋能源主要以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在。其中海洋波浪能在海洋中無處不在，而且受時間限制相對較小，同時波浪能的能流密度最大，可通過較小的裝置提供可觀的廉價能源(主要以電能為主)。因此，波浪能發電一直倍受人們的重視和關注。

波浪能發電是通過波浪能轉換裝置將波浪能進行轉換，通過波浪能轉換裝置捕獲波浪所具有的動能和勢能，并將波浪能轉換裝置與海面相交的水線面內的一部分波浪能轉換為機械能，再將機械能轉換為電能，實現波浪能到電能的轉換。在各式各樣的波浪能發電裝置中，鴨式波浪能裝置是一種較為高效的波浪能裝置。

技術實現要素：

為了改善現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種波浪能發電設備及供電系統，以提供一種新的結構的波浪能發電設備。

在本發明的實施例中提供了一種波浪能發電設備，波浪能發電設備包括能量收集裝置、能量傳遞裝置和發電裝置；所述能量收集裝置包括浮子、連桿、活塞和放置活塞的缸體，所述連桿的一端連接所述浮子，所述連桿的另一端與活塞相連接，并且活塞上設置有止回閥；所述能量傳遞裝置包括輸水管道，所述輸水管道用于連接所述缸體和發電裝置，并且所述輸水管道上設置有止回閥；所述發電裝置包括發電機艙以及放置于所述發電機艙中的水輪發電機。

優選地，所述浮子的數量為多個，多個所述浮子的尺寸不同，并且多個所述浮子呈密集陣列式分布設置以便能更充分收集波浪的能量。

優選地，所述浮子為由親水性材料制成。

優選地，所述浮子的形狀為浮萍形。

優選地，所述能量收集裝置還包括有水箱，所述水箱與多個所述缸體相連接，用于收集多個所述缸體內的水。

優選地，所述水輪發電機為沖擊式水輪發電機。

優選地，所述缸體底部設置有固定件，所述固定件用于將所述缸體固定在海床上或漂浮于海洋里。

優選地，所述缸體側邊設置有出水口，所述出水口靠近缸體底部設置。

優選地，所述輸水管道的一端連接所述缸體的出水口，所述輸水管道的另一端連接所述水輪發電機的入水口。

在本發明的實施例中還提供了一種供電系統，所述供電系統包括如上所述的波浪能發電設備。

本發明提供的波浪能發電設備，其包括能量收集裝置、能量傳遞裝置和發電裝置；所述能量收集裝置包括浮子、連桿、活塞和放置活塞的缸體，所述連桿的一端連接所述浮子，所述連桿的另一端與活塞相連接，并且活塞上設置有止回閥；所述能量傳遞裝置包括輸水管道，所述輸水管道用于連接所述缸體和發電裝置，并且所述輸水管道上設置有止回閥；所述發電裝置包括發電機艙以及放置于所述發電機艙中的水輪發電機。在使用本發明提供的波浪能發電設備時，先將其放到海中，浮子隨著波浪上下浮動，通過連桿帶動活塞上下運動；當活塞向上運動時，活塞上的止回閥開啟，管道上的止回閥關閉，讓海水流入缸體內，收集能量；當活塞下行時，活塞上的止回閥關閉，管道上的止回閥開啟，利用波浪下行的能量將海水經由輸水管道送入發電機艙，沖擊水輪發電機發電，轉化后的水重新排入大海。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備，本發明提供的波浪能發電設備具有結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海岸的發電，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

本發明提供的供電系統，所述供電系統包括如上所述的波浪能發電設備。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備，本發明提供的波浪能發電設備具有收集波浪能量充分、結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的波浪能發電設備的第一種結構示意圖；

圖2為本發明提供的波浪能發電設備的第二種結構示意圖；

圖3為本發明提供的波浪能發電設備的第三種結構示意圖；

圖4為本發明提供的波浪能發電設備的第四種結構示意圖。

圖標：1－波浪能發電設備；10－能量收集裝置；100－浮子；110－連桿；111－重力錘；120－缸體；121－第一橫桿；122－第二橫桿；123－彈簧；124－壓力感應裝置；20－止回閥；30－輸水管道；300－排水閥；40－發電裝置；50－水箱。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語如出現“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等，其所指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，如出現術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“連通”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

本發明提供了一種波浪能發電設備1及供電系統，下面給出多個實施例對本發明提供的波浪能發電設備1及供電系統進行詳細描述。

實施例1

本發明提供的波浪能發電設備1，其包括能量收集裝置10、能量傳遞裝置和發電裝置40；能量收集裝置10包括浮子100、連桿110、活塞和放置活塞的缸體120，連桿110的一端連接浮子100，連桿110的另一端與活塞相連接，并且活塞上設置有止回閥20；能量傳遞裝置包括輸水管道30，輸水管道30用于連接缸體120和發電裝置40，并且輸水管道30上設置有止回閥20；發電裝置40包括發電機艙以及放置于發電機艙中的水輪發電機。在使用本發明提供的波浪能發電設備1時，先將其放到海中，浮子100隨著波浪上下浮動，通過連桿110帶動活塞上下運動；當活塞向上運動時，活塞上的止回閥20開啟，管道上的止回閥20關閉，讓海水流入缸體120內，收集能量；當活塞下行時，活塞上的止回閥20關閉，管道上的止回閥20開啟，利用波浪下行的能量將海水經由輸水管道30送入發電機艙，沖擊水輪發電機發電，轉化后的水重新排入大海。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備1，本發明提供的波浪能發電設備1具有收集波浪能量充分、結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

連桿110可以為剛性連桿；并且可以將連桿110與活塞之間的連接設置為可拆卸地連接，連桿110與浮子100之間連接設置為可拆卸地連接。這樣的目的在于，當連桿110、活塞與浮子100之間任意一個部件產生了損壞時，都可以對產生損壞的部件進行更換，而不需要對整體進行更換，降低了維修成本，也客觀上延長了本發明提供的波浪能發電設備1的使用壽命。

具體地，如圖1所示，缸體120內設置有橫桿，橫桿包括第一橫桿121和第二橫桿122，第一橫桿121與第二橫桿122通過彈簧123連接；連桿110下方設置有重力錘111，重力錘111位于第二橫桿122上方，在重力錘111因為浮子100的作用沿上下方向運動時，帶動第二橫桿122相對于第一橫桿121運動。

缸體120內還設置有壓力感應裝置124，用于感應此時缸體120內的液體的壓力；并且在輸水管道30與缸體120連通的一端設置有排水閥300。缸體120通過支撐桿固定在海底或采用浮式設計漂浮在海洋一定深度處。

如圖2所示，浮子100的數量為多個，多個浮子100的尺寸不同，并且多個浮子100呈密集陣列式分布設置以便能更充分收集波浪的能量。本發明通過設置多個浮子100，且多個浮子100之間采用密集陣列式排布的方式設置以充分獲取波浪能量，目的在于將本發明提供的波浪能發電設備1放入海洋后，密集陣列式排列的浮子100能夠適應各個不同方向的來波，因此能夠更充分的利用波浪能。

進一步地，浮子100可以為由親水性材料制成。親水性材料是指被水濕潤，并能通過毛細管作用將水吸入材料內部的材料。

如圖3所示，浮子100的形狀可以設置為浮萍形。浮子100的形狀可以為多種形狀，將其設置為浮萍型有三個好處，其一是美觀，其二是使得浮子100在受到波浪的沖擊時更容易發生搖擺，從而帶動活塞進行上下運動，其三是可根據海域典型波浪的振幅和波長大小來優化設計浮萍的大小，以便更充分地獲取該海域波浪的能量。

水輪發電機是指以水輪機為原動機將水能轉化為電能的發電機。水流經過水輪機時，將水能轉換成機械能，水輪機的轉軸又帶動發電機的轉子，將機械能轉換成電能而輸出，是水電站生產電能的主要動力設備。

優選地，水輪發電機可以采用沖擊式水輪發電機。沖擊式水輪機是借助于特殊導水機構引出具有動能的自由射流，沖向轉輪水斗，使轉輪旋轉做功，從而完成將水能轉換成機械能的一種水力原動機。在沖擊式水輪機中，以工作射流與轉輪相對位置和做工次數的不同，可分為切擊式水輪機、斜擊式水輪機和雙擊式水輪機。理論分析證明，當水斗節圓處的圓周速度約為射流速度的一半時，效率最高。沖擊式水輪機在負荷發生變化時，轉輪的進水速度方向不變，水頭變化相對較小，速度變化不大，因而效率受負荷變化的影響較小，效率曲線比較平緩，最高效率超過91％。

缸體120底部設置有固定件，固定件用于將缸體120固定在海床上或將缸體120漂浮于海洋里。在投入使用時，可以利用缸體120底部的固定件將缸體120固定在海床上或將缸體120漂浮于海洋里。可替代地，也可以將缸體120底部直接錨固在海床上，使得整個缸體120均位于水面下或將缸體120漂浮于海洋里。將波浪能發電設備1固定于海面之下，使得其安全性高，并且固定件的設置也使得波浪能發電設備1更加便于安裝。

缸體120側邊設置有出水口，出水口靠近缸體120底部設置。本發明提供的波浪能發電設備1采用浮萍形密集陣列式排布的浮子100獲得能量，活塞壓水形成動能，再經過缸體120將動能轉化成壓能，達到一定能量后再出水帶動水輪機發電，將出水口設置于缸體120底部是為了在重力作用下水的動能可以直接轉化為壓能。

輸水管道30的一端連接缸體120的出水口，輸水管道30的另一端連接水輪發電機的入水口。輸水管道30的作用是將缸體120內的水送入水輪發電機中，使得缸體120內的水對水輪發電機進行沖擊，從而完成發電。

具體地，發電機艙被錨泊在海面上。錨泊是指用錨及錨鏈、錨纜將船或浮式結構物系留于海上，限制外力引起的漂移，使其保持在預定位置上的定位方式。

本發明提供的供電系統，供電系統包括如上所述的波浪能發電設備1。供電系統還可以包括有儲電設備，儲電設備用于將本發明提供的波浪能發電設備1制造的電能儲備起來。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備1，本發明提供的波浪能發電設備1具有收集波浪能量充分、結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

實施例2

本發明提供的波浪能發電設備1，其包括能量收集裝置10、能量傳遞裝置和發電裝置40；能量收集裝置10包括浮子100、連桿110、活塞和放置活塞的缸體120，連桿110的一端連接浮子100，連桿110的另一端與活塞相連接，并且活塞上設置有止回閥20；能量傳遞裝置包括輸水管道30，輸水管道30用于連接缸體120和發電裝置40，并且輸水管道30上設置有止回閥20；發電裝置40包括發電機艙以及放置于發電機艙中的水輪發電機。在使用本發明提供的波浪能發電設備1時，先將其放到海中，浮子100隨著波浪上下浮動，通過連桿110帶動活塞上下運動；當活塞向上運動時，活塞上的止回閥20開啟，管道上的止回閥20關閉，讓海水流入缸體120內，收集能量；當活塞下行時，活塞上的止回閥20關閉，管道上的止回閥20開啟，利用波浪下行的能量將海水經由輸水管道30送入發電機艙，沖擊水輪發電機發電，轉化后的水重新排入大海。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備1，本發明提供的波浪能發電設備1具有收集波浪能量充分、結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

本發明提供的波浪能發電設備1的實施例2和實施例1的區別在于，如圖4所示，能量收集裝置10還包括有水箱50，水箱50與多個缸體120相連接，用于收集多個缸體120內的水。設置水箱50的目的在于，將多個缸體120內的水集中收集起來，再送入水輪發電機中進行發電，從而可以將不同浮子100收集到的不同方向的海洋波浪匯總到一個方向上去，從而實現了水流的定向運動。

綜上所述，本發明提供的波浪能發電設備1，其包括能量收集裝置10、能量傳遞裝置和發電裝置40；能量收集裝置10包括浮子100、連桿110、活塞和放置活塞的缸體120，連桿110的一端連接浮子100，連桿110的另一端與活塞相連接，并且活塞上設置有止回閥20；能量傳遞裝置包括輸水管道30，輸水管道30用于連接缸體120和發電裝置40，并且輸水管道30上設置有止回閥20；發電裝置40包括發電機艙以及放置于發電機艙中的水輪發電機。在使用本發明提供的波浪能發電設備1時，先將其放到海中，浮子100隨著波浪上下浮動，通過連桿110帶動活塞上下運動；當活塞向上運動時，活塞上的止回閥20開啟，管道上的止回閥20關閉，讓海水流入缸體120內，收集能量；當活塞下行時，活塞上的止回閥20關閉，管道上的止回閥20開啟，利用波浪下行的能量將海水經由輸水管道30送入發電機艙，沖擊水輪發電機發電，轉化后的水重新排入大海。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備1，本發明提供的波浪能發電設備1具有收集波浪能量充分、結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

本發明提供的供電系統，供電系統包括如上所述的波浪能發電設備1。本發明的目的是針對現有技術的不足，提出了一種新的結構的波浪能發電設備1，本發明提供的波浪能發電設備1具有收集波浪能量充分、結構簡單，實施方便，維護成本低的特點，同時其具有較強的抗風浪能力，能廣泛應用于近海或遠海的發電。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。