一种集成式海流能量收集装置及其收集方法与流程

本申请涉及海波能量收集领域，特别涉及一种集成式海流能量收集装置及其收集方法。

背景技术：

1、目前海洋拥有巨大的可再生能源，海洋的可收集能量主要包括海波能、潮汐能，其中海波能又包括海波竖向起伏能量和海波水平流动能量。其中，潮汐能的开发利用已经很成熟，现在人类能够工业化将海洋能量转化为电能的只有潮汐发电。由于海波能开发利用所需要的高能量密度能量场，其海洋环境非常恶劣，现有的海波能开发利用基本停留在概念阶段。

2、即使是潮汐发电也受到苛刻的选址限制，实际能利用上的海洋能量对于人类的需求而言还是微不足道。海波能难以开发利用和工业化发电的主要原因有：

3、1、环境非常恶劣：电厂需要一个高能量密度的能量收集场，对海洋而言，能量场密度越高意味着环境越是恶劣。能量收集场海洋的狂风巨浪、汹涌暗流、高盐潮湿、远离海岸等无不令人望而却步。这样的环境给电厂的建造、维护、能源的传输等造成极大的困难。

4、2、没有坚固高效的海洋能量收集设备：现有的海洋能量收集设备还停留在概念阶段，没有有效的能量收集设备，海洋能量的工业化利用自然无从谈起。

5、3、没有将海上收集的能量高效输送到岸上并将海洋能量高效转化为电能的系统。

6、4、没有易于修建、易于检修、牢固耐用的能量场设施：在异常恶劣的海洋环境下，能量场设施做不到易修建、易检修、牢固耐用、模块化布置，要建成工业化的海面发电能源场将极度困难。

7、另外，由于长时间的使用，其收集能量的装置清洗工作难以进行，即反复的拆卸，导致工作量增加。另外在收集过程中也受到潮汐的影响。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种集成式海流能量收集装置及其收集方法，以解决相关技术中由于长时间的使用，其收集能量的装置清洗工作难以进行的问题。

2、第一方面，提供了一种集成式海流能量收集装置，其包括：

3、漂浮架体结构，其底部设有多个能量收集单元；能量收集单元包括限位罩体，限位罩体内部活动设有浮球，浮球的上部外表面设有用于和限位罩体内壁挤压的压电陶瓷环形件，下部外表面上设有倾斜向上的环形推动片；

4、电能收集线路，其与多个能量收集单元连接，以收集浮球运动过程中挤压的压电陶瓷环形件所产生的电能；

5、交变电场发生装置，其用于断开电能收集线路，并产生交变电场，以使压电陶瓷环形件发出超声波，以进行超声清洗。

6、由于限位罩体和漂浮架体结构固定连接，浮球活动设置在限位罩体内，并且由于环形推动片的设置，会随着海波而运动，以使限位罩体内壁挤压的压电陶瓷环形件产生电能。环形推动片的可以将任意方向上海波的流动转换为推动力，使得浮球运动。

7、在需要清洗时，利用交变电场发生装置将断开电能收集线路，并产生交变电场，以使压电陶瓷环形件发出超声波，以进行超声清洗，从而充分利用压电陶瓷的特性，使得发电功能和超声清洗功能相互结合，从而不需要拆卸浮球就可以进行清洗，以解决相关技术中由于长时间的使用，其收集能量的装置清洗工作难以进行的问题。

8、一些实施例中，还包括连接绳和海床锚固件，连接绳的一端连接所述漂浮架体结构，另一端连接所述海床锚固件；海床锚固件用于锚固在海床的岩石上。

9、一些实施例中，所述连接绳包括钢锁链和弹性链，弹性链的两端分别连接一根钢锁链。

10、一些实施例中，所述海床锚固件包括压重块和锚固杆，压重块的底部设有多个竖向设置的锚固杆；压重块和锚固杆的外表面涂覆有耐腐蚀层。为便于避免潮汐所带来的影响，连接绳包括钢锁链和弹性链，弹性链的两端分别连接一根钢锁链。弹性链的弹性量可以随着潮汐的变化而变化。为加强使用寿命，海床锚固件包括压重块和锚固杆，压重块的底部设有多个竖向设置的锚固杆；压重块和锚固杆的外表面涂覆有耐腐蚀层。压重块的使用可以使得锚固更为稳定。也便于后期的维修拆卸

11、一些实施例中，所述限位罩体包括半球形壳体，半球形壳体的内壁上设有阻挡环；半球形壳体的顶部设有与其内部空间连通的连接筒；连接筒的顶部与所述漂浮架体结构固定连接；

12、所述浮球的顶部设有吊线，吊线穿设所述连接筒与与所述漂浮架体结构固定连接；浮球内设有实心圆球。在保证浮球不会从限位罩体中流落而出的情况下，可以最大限度的移动，另外为加强受到海波流后作用在环形推动片上的推动力，在浮球内设有实心圆球，在浮球运动过程中，其内的实心圆球也随之滚动，以加强挤压压电陶瓷环形件的效果。

13、一些实施例中，所述压电陶瓷环形件包括弹性环，弹性环的内设有与其同心的环形安装槽，环形安装槽内设有多个呈环形分布的压电陶瓷。

14、一些实施例中，所述压电陶瓷环形件还包括与所述压电陶瓷连接的连接线，连接线与所述电能收集线路连接。

15、一些实施例中，所述交变电场发生装置包括太阳能发电组件，太阳能发电组件连接有蓄电池，蓄电池连接有交变电场发生电路和电能收集线路切断开关。交变电场发生装置可以利用太阳能发电组件平时存储能量，在清洗时提供能量，以上的电能收集线路和交变电场发生电路均为现有技术中相关已经常见的电路，在此不做过多的解释和说明。

16、一些实施例中，所述漂浮架体结构包括纵横交错连接的横杆和纵杆；

17、所述漂浮架体结构外周的横杆或纵杆的底部设有竖杆，竖杆的底部设有圆形浮盘。这一结构的设置使得，漂浮架体结构由圆形浮盘漂浮在海上，减少浮球对漂浮架体结构的浮力作用，加强受到海流量进行运动的效果。

18、第二方面提供了一种集成式海流能量收集装置的收集方法，其包括以下步骤：

19、在常态下，利用交变电场发生装置将电能收集线路连通，以收集浮球随海波运动的过程中，限位罩体内壁挤压的压电陶瓷环形件产生的电能；

20、在需要清洗时，利用交变电场发生装置将断开电能收集线路，并产生交变电场，以使压电陶瓷环形件发出超声波进行超声清洗。

21、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

22、由于限位罩体和漂浮架体结构固定连接，浮球活动设置在限位罩体内，并且由于环形推动片的设置，会随着海波而运动，以使限位罩体内壁挤压的压电陶瓷环形件产生电能，在需要清洗时，利用交变电场发生装置将断开电能收集线路，并产生交变电场，以使压电陶瓷环形件发出超声波，以进行超声清洗，从而充分利用压电陶瓷的特性，使得发电功能和超声清洗功能相互结合，从而不需要拆卸浮球就可以进行清洗，以解决相关技术中由于长时间的使用，其收集能量的装置清洗工作难以进行的问题。

技术特征：

1.一种集成式海流能量收集装置，其特征在于，其包括：

2.如权利要求1所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

3.如权利要求2所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

4.如权利要求2所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

5.如权利要求1所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

6.如权利要求1所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

7.如权利要求6所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

8.如权利要求7所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

9.如权利要求1所述的一种集成式海流能量收集装置，其特征在于：

10.一种集成式海流能量收集装置的收集方法，其特征在于，其包括以下步骤：

技术总结本申请涉及一种集成式海流能量收集装置及其收集方法，由于限位罩体和漂浮架体结构固定连接，浮球活动设置在限位罩体内，并且由于环形推动片的设置，会随着海波而运动，以使限位罩体内壁挤压的压电陶瓷环形件产生电能，在需要清洗时，利用交变电场发生装置将断开电能收集线路，并产生交变电场，以使压电陶瓷环形件发出超声波，以进行超声清洗，从而充分利用压电陶瓷的特性，使得发电功能和超声清洗功能相互结合，从而不需要拆卸浮球就可以进行清洗，以解决相关技术中由于长时间的使用，其收集能量的装置清洗工作难以进行的问题。技术研发人员：季建,徐颖俊,陈家旺,林渊,林佩雯受保护的技术使用者：浙江省海洋开发研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/18