海浪发电 波浪能惯性液压差发电装置 海洋能源 绿色能源

海洋面积占地球面积百分之七十以上，蕴含着巨大的能量。人类一直致力于利用波浪能发电，目前主要海浪发电技术类型包含：机械式、气动式和液压式三大类。机械式，海浪带动浮体往复运动，把机械运动转化成单向旋转运动，带动发电机发电。气动式，海浪带动气室空气流动，空气流动带动气轮机发电。液压式，海浪带动 浮体<往复运动，浮体之间或浮体与基座之间的相对运动带动活塞内液体运动，再由液压马达带动 发电机发电。目前海浪发电有少量的商业化应用案例，但是没法规模化商业应用。目前海浪发电投资大，发电效率低，现有海浪发电装置抗风浪性能不理想，维护成本高，使得海浪发电成本远大于常规发电成本，造成海浪发电无法大规模商业化应用。波浪能 惯性液压差发电装置 采用一种新的发电方法，把海浪起伏惯性力转化成液体压力差，引起液体循环流动，液体带动管道发电机发电。波浪能惯性液压差发电装置可以不与海岸或海底连接，下水就可以发电，节省岸上或海底连接基座相关装置费用；主要发电零件包裹在浮体内，与海洋环境隔绝，抗风浪性能强，防腐性能强，运营维护成本低；波浪能惯性液压差发电装置的浮体和管道等主要零件可以采用塑料或玻璃钢等廉价材质，所需材料和零件均为已经规模生产的工业产品，节省制造成本；可以采用高密度高流动性液体或增加 惯性力施压块的重量提高发电效率，可以降低海浪发电成本，促进海浪发电商业化应用。

如图1、图2和图3所示波浪能惯性液压差发电装置，包括：浮体（1）和惯性液压差发电系统（2），所述浮体（1）浮在海面并绕横轴或纵轴随着海浪摇摆，浮体（1）摇摆时两端分别在竖直方向上做相反方向的变速运动，浮体（1）摇摆时两端在竖直方向上加速度方向相反；所述惯性液压差发电系统（2）由至少两个惯性力液压变压器（21）、管道发电机（22）、管道（23）和止回阀（24）组成；所述惯性力液压变压器（21）位于浮体（1）两端，当受到惯性力作用时对液体加压或减压，当两个惯性力液压变压器（21）一个加压另一个减压时，在两个惯性力液压变压器（21）之间的液体产生压力差，推动管道（23）内的液体流动；所述管道发电机（22）安装在管道（23）上，当管道（23）内的液体流动时带动管道发电机（22）内的叶轮转动发电；所述管道（23）把惯性力液压变压器（21）、管道发电机（22）和止回阀（24）连接成液体回路，液体可以在管道（23）回路内部定向循环流动；所述止回阀（24）用于调节管道（23）内液体的初始流动方向，使得液体沿着固定方向循环流动。

如图3所示波浪能惯性液压差发电装置，液体流动方向正常后可以依靠液体自身的惯性在管道（23）内保持固定方向流动，止回阀（24）可以停止工作或取消；止回阀（24）可以集成至管道发电机（22），即管道发电机（22）只能定向转动，不可以反转。

惯性液压差发电系统（2）内的液体随着海浪起伏时，受到液体自身重力势能变化的影响，引起液体压力差，但是与惯性力液压变压器（21）产生的液体压力差相比，液体重力势能变化引起的液体压力差小得多；当液体重力势能变化引起的液体压力差与惯性力液压变压器（21）产生的液体压力差同向时，有利于发电；当液体重力势能变化引起的液体压力差与惯性力液压变压器（21）产生的液体压力差反向时，不利于发电。管道（23）内的液体可以是水或高密度液体；当采用高密度高流动性液体时，可以提高发电效率。在浮体（1）和惯性液压差发电系统（2）之间的空隙注入泡沫材料，使得惯性液压差发电系统（2）与海洋环境隔绝，提升防腐性能和结构整体强度。

如图4所示波浪能惯性液压差发电装置，所述惯性力液压变压器（21）由外壳（211）、液体胶囊（212）和惯性力施压块（213）组成；所述外壳（211）在液体胶囊（212）和惯性力施压块（213）外侧，液体胶囊（212）和惯性力施压块（213）可以相对于外壳（211）上下运动；所述液体胶囊（212）内部有液体，可以收缩和膨胀，外表面为波纹形状使得收缩和膨胀反应更加灵敏；所述惯性力施压块（213）具有一定的质量，压在液体胶囊（212）上部，对液体胶囊（212）施加重力和惯性力。

当惯性力施压块（213）受到惯性力向上时，惯性力施压块（213）对液体胶囊（212）的压力等于其重力减去惯性力，这时液体推动惯性力施压块（213）向上运动做功；当惯性力施压块（213）受到惯性力向下时，惯性力施压块（213）对液体胶囊（212）的压力等于其重力加上惯性力，这时惯性力施压块（213）推动液体向下运动做功。惯性力施压块（213）对液体胶囊（212）的压力周期性变化，及液体自身惯性引起液体压强周期性变化，引起液体胶囊（212）内液体的压强周期性变化。惯性力施压块（213）材质为钢材时其密度远大于液体密度，可以节约空间；惯性力施压块（213）材质为同种液体时可以放入液体胶囊（212）内，融合在一起。增加惯性力施压块（213）的重量可以提高发电效率。可以在管道（23）或液体胶囊（212）上预留液体的注入接口，方便液体注入和检修。

如图2所示波浪能惯性液压差发电装置，所诉浮体（1）内部有连接板（3），把惯性液压差发电系统（2）和浮体（1）连接在一起；浮体（1）底部有配重（4），用于调节波浪能惯性液压差发电装置的重心，使得波浪能惯性液压差发电装置在遇到恶劣海况倾覆后可以自动恢复正常姿态；所述浮体（1）上有若干个检修盖（11），用于波浪能惯性液压差发电装置的组装和检修。配重（4）可以使用电池代替。在浮体（1）内部有下潜水箱或水袋，当遇到极端恶劣海况时，向水箱或水袋注入海水，潜入海底躲避风浪，当风浪变小后，压出水箱或水袋内的海水，浮出海面发电。

如图1和图2所示波浪能惯性液压差发电装置，所诉浮体（1）是船舶，即在船舶上安装惯性液压差发电系统（2）发电，还可以减少船舶的摇晃。

如图1和图2所示波浪能惯性液压差发电装置，浮体（1）上安装上电池和推进系统，用作海上长航时无人船。</p><p id="1HIODMFH">如图1所示波浪能惯性液压差发电装置，浮体（1）上安装太阳能发电板或小型风力发电机，使得发电更加稳定。

如图1所示波浪能惯性液压差发电装置，浮体（1）上安装监控设备、航标灯、救援设备或通信设备，用于海上无人值守、航海导航、海上救援值班或海上通信服务。

如图1所示波浪能惯性液压差发电装置，多个波浪能惯性液压差发电装置串联或并联，组成海浪发电厂。

如图1所示波浪能惯性液压差发电装置，浮体（1）作为海上平台的漂浮基座，即在海上平台安装惯性液压差发电系统（2）发电。

图1，为波浪能惯性液压差发电装置示意图：浮体（1）、检修盖（11）；

图2 ，为波浪能惯性液压差发电装置局部剖面示意图：浮体（1）、惯性液压差发电系统（2）、连接板（3）、配重（4）；

图3，为惯性液压差发电系统示意图：惯性液压差发电系统（2）、惯性力液压变压器（21）、管道发电机（22）、管道（23）、止回阀（24）；

图4，为惯性力液压变压器剖面示意图：惯性力液压变压器（21）、外壳（211）、液体胶囊（212）、惯性力施压块（213）。