浮式浮力摆波浪能发电装置技术领域
本发明属于海洋可再生能源领域，浮力摆波浪能发电装置。
背景技术
波浪能是以动能形态出现的海洋能之一。汹涌澎湃的海洋波浪能蕴藏着极大的能
量，据计算，在每平方千米的海面上，运动着的海洋波浪大约蕴藏着30万kW的能量，全球波
浪能功率超过700亿kW，其中可开发利用的为20亿到30亿kW。波浪中蕴藏的巨大能源，使得
各国都十分重视利用这种能源作为发电的动力。利用海洋波浪发电，既不消耗任何燃料和
资源，又不产生任何污染，投资少，见效快，合理开发利用波浪能具有重大的实用价值。这种
不占用任何土地，只要有海洋波浪就能发电的方法，特别适合于那些无法架设电线的沿海
小岛以及航标灯、浮标等的电源使用。
目前，利用海洋波浪发电的方法大致有三种：一是利用海洋波浪的上下运动所产
生空气流或水流，使气(水)轮机转动，从而带动发电机发电；二是利用海洋波浪装置的前后
摆动或转动产生空气流或水流，使气(水)轮机转动，从而带动发电机发电；三是将低压的波
浪变为小体积的高压水，然后把水引入高位水池积蓄起来，使它形成一个水头，再来冲动水
轮发电机发电。
由波浪理论可知，水质点在立波驻点处会作往复运动，宏观上表现为人们常见的
波浪团簇往复运动。摆式波浪能发电装置就是利用这种现象，在波浪力的作用下利用摆板
的往复运动从而捕获波浪能量，通过与摆板摆轴相连的液压传动系统转换为液压能，进而
转换为电能发电。
目前的浮力摆通常都与海底的固定基础相铰接，这种浮力摆一直从海底穿透到海
面上，可以获得较大的波浪推力。但是这种坐底式的浮力摆波浪能装置受限水深，随着水深
的增加，浮力摆的尺寸也要随之增加，造价也就要相应提高。同时，坐底式的浮力摆一旦发
生损坏或者遇到极端天气，其维修所花费的代价和结构发生破坏的风险都是相当高的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种可迁移能力强，安装和维修
保养成本较低的浮式浮力摆波浪能发电装置，该发电装置的浮式基础通过系泊线系泊到海
底，可以使此种发电装置适应不同的水深环境，并在发电装置需要维修时，无需潜水员在水
下长时间作业，并在恶劣天气来临时，提前将发电装置与系泊线解脱，拖回安全位置以避免
浮力摆发电装置结构发生破坏。技术方案如下：
一种浮式浮力摆波浪能发电装置，包括浮力摆波浪能发电装置主体、浮式基础1和
系泊系统，浮力摆波浪能发电装置主体包括摆板支座3，液压缸4，摆板5和液压发电设备，其
特征在于，
在摆板支座3固定在浮式基础1上，所述的浮式基础1包括构成封闭空间的甲板11、
船底板12，舷侧板13和首尾封板14，通过横舱壁21、纵舱壁23将浮式基础内部划分为不同舱
室，横舱壁上设有扶强材22，纵舱壁上设有扶强材24，浮式基础内部设有用于放置包括液压
发电设备在内的设施的仪器设备舱、多个压载水舱和固定压载舱，通过向各个压载水舱注
水和抽水，实现浮式基础在水中的上升和下沉，固定压载舱用于调整浮式基础的重量和重
心；
系泊系统采用多点系泊方式，各系泊缆的一端呈辐射状系泊在海底，另一端系泊
在浮式基础的下方的系泊设备处。
本发明是一种带有浮式基础的浮式浮力摆波浪能发电装置。
1、系泊方式采用多点系泊方式，各系泊缆的一端呈辐射状系泊在海底，另一端系
泊在浮式基础的下方的系泊设备处，浮式基础通过张紧的系泊缆系泊到海底，浮式基础在
波浪作用下仅能出现小幅运动，从而保证浮力摆的发电效率受到较小的影响。
2、采用多点系泊系统，使得浮式基础运动的稳定性较好，上部浮力摆可以正常发
电，因此这种浮式浮力摆波浪能发电装置无需固定于海底，其可迁移能力较强，使得其安装
和修护成本下降。
3、采用张紧式系泊方式，在浮式基础内部设置压载水舱，先给压载水舱内进行注
水，浮式基础下沉到指定位置，连接好系泊线之后，再将压载水舱抽空，实现张紧式系泊。
4、系泊缆的形式、长度、布置方案等设计参数可以根据作业海域水深、海床土壤性
能等参数做出相应设计及调整。
5、由于浮式基础作为一个承载浮力摆的浮式平台，浮式基础上可以安装不同尺寸
不同型号的浮力摆。
本发明的突出优点是：
1、本发明的浮式基础采用多点张紧式系泊系统定位，使得浮式基础运动的稳定性
良好，浮式基础上部浮力摆可以正常发电，发电装置整体无需固定到海底，其可迁移能力
强，降低了发电装置的安装和维修保养成本；
2、该浮式浮力摆波浪能发电装置具有良好的水动力性能，浮力摆可以在额定?？?br />下正常作业发电；
3、根据浮式浮力摆波浪能发电装置作业水深的不同，可以选取不同系泊缆形式，
使得该发电装置的作业海域灵活，具有很强的适应能力；
4、该发电装置的浮式基础适用性强，可以安装不同尺寸，不同型号的浮力摆作为
波浪能捕获装置。
附图说明
图1为本发明的浮式浮力摆波浪能发电装置的立体示意图；
图2为本发明的浮式基础结构示意图；
图3为本发明的多点系泊系统布置示意图。
图中：1为浮式基础，2为系泊缆，3为摆板支座，4为液压缸，5为摆板，11为甲板，12
为船底，13为舷侧，14为首尾封板，15为横梁，16为甲板纵桁，17为肋板，18为船底龙骨，19为
肋骨，20为首尾封板扶强材，21为横舱壁，22为横舱壁扶强材，23为纵舱壁，24为纵舱壁扶强
材，25为系泊设备。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进行详细描述。
参考图1，是根据本发明一个实施例的多点系泊式浮式浮力摆波浪能发电装置的
示意图。本浮式浮力摆波浪能发电装置包含浮力摆波浪能发电装置主体、浮式基础1和系泊
缆2。浮力摆波浪能发电装置包括摆板支座3，液压缸4，摆板5和液压发电设备(置于浮式基
础1内)，其中，摆板通过单轴铰与摆板支座铰接在一起，摆板仅可绕转轴进行转动，液压缸
一端连接于摆板，另一端连接于摆板支座，摆板在波浪的作用下进行往复运动时，即可推动
液压缸进行发电。摆板支座通过一定的方式与浮式基础连接在一起。
该浮式基础采用船舶的板架结构型式，如参考图2所示，其设有甲板11，甲板上设
有加强结构横梁15，甲板纵桁16；浮式基础设有船底板12，船底设有加强结构肋板17，船底
龙骨18；浮式基础设有舷侧板13，舷侧设有加强结构肋骨19；浮式基础设有首尾封板14，首
尾封板设有加强结构扶强材20；浮式基础通过横舱壁21、纵舱壁23将浮式基础内部划分为
不同舱室，横舱壁上设有扶强材22，纵舱壁上设有扶强材24。浮式基础内部设有4个压载水
舱，通过向压载水舱注水和抽水，实现浮式基础在水中的上升和下沉，浮式基础内部设有两
个固定压载舱，用于调整浮式基础的重量和重心，浮式基础内部设有一个仪器设备舱，用于
放置液压发电设备等。
根据浮式浮力摆波浪能发电装置安装海域的具体环境情况不同，选定一定数量的
系泊缆，本实施方案中选定8根系泊缆，浮式基础的每个角上布置2根系泊缆，2根缆成90°夹
角，将各系泊缆的一端呈辐射式系泊在海底，另一端系泊在浮式基础1的四个角上的系泊设
备25处，系泊布置示意图如图3所示。通过这样的设计，使得浮式基础在其自身和摆板均受
到波浪的作用下，仍然能够保持平稳的运动，使浮力摆的发电性能受到较小的影响。
本发明的浮式浮力摆波浪能发电装置，可保证在正常工作状况下的稳性，浮式基
础在风浪流作用下发生较小的运动响应。在具体实施过程中，首先在预定海域安装系泊系
统所需的各根系泊缆，进而需要把浮式浮力摆波浪能发电装置拖航至预定地点，通过向压
载水舱中进行注水，使得装置整体进行下沉，待达到指定吃水位置后，将各根系泊缆与浮式
基础进行连接，然后通过抽干压载水舱中的压载水，使得浮式浮力摆波浪能发电装置张紧
式的系泊于海底。
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