本發(fā)明涉及波浪發(fā)電，特別涉及一種基于空氣彈簧機(jī)構(gòu)的內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

1、海洋能作為一種可再生能源，具有廣闊的發(fā)展前景和重要的戰(zhàn)略意義，因?yàn)楹Ｑ筚Y源豐富，分布廣泛，而且與地球的自然環(huán)境緊密相關(guān)。波浪能發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。未來隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐步成熟，波浪能發(fā)電有望成為能源領(lǐng)域的重要補(bǔ)充。

2、當(dāng)前，現(xiàn)有的波浪能發(fā)電裝置多采用彈簧系統(tǒng)用于振子的復(fù)位和推動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的發(fā)電。但是，現(xiàn)有彈簧系統(tǒng)用于振子的復(fù)位和波浪能能量傳遞，存在諸多不足，例如無法實(shí)現(xiàn)彈簧彈性系數(shù)的可調(diào)，這也導(dǎo)致無法在波浪能發(fā)電過程中對(duì)振子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電效能進(jìn)行一個(gè)有效的干預(yù)，以提高波浪能發(fā)電效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種基于空氣彈簧結(jié)構(gòu)的內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置及其控制方法、波浪發(fā)電系統(tǒng)，通過設(shè)置復(fù)位組件對(duì)pto動(dòng)子組件位移時(shí)進(jìn)行復(fù)位，避免了在pto動(dòng)子組件移動(dòng)方向設(shè)置剛性彈簧導(dǎo)致的裝置占用空間較大的問題，縮短了整個(gè)裝置在pto動(dòng)子組件移動(dòng)方向的長(zhǎng)度，還通過可調(diào)復(fù)位組件解決了剛性彈簧彈性系數(shù)為固定值的問題，實(shí)現(xiàn)了彈性系數(shù)可調(diào)，提高了pto動(dòng)子組件發(fā)電控制的精度。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例的第一方面提供了一種內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置，包括：封閉式浮子、復(fù)位組件、pto動(dòng)子組件和pto主軸；

3、所述復(fù)位組件、所述pto動(dòng)子組件和所述pto主軸設(shè)置于所述封閉式浮子內(nèi)部；

4、所述pto主軸兩端分別與所述封閉式浮子內(nèi)壁的頂部和底部連接，所述pto動(dòng)子組件套設(shè)于所述pto主軸上；

5、在所述封閉式浮子受到波浪沖擊時(shí)，所述pto動(dòng)子組件沿所述pto主軸的軸向往復(fù)移動(dòng)，帶動(dòng)所述pto動(dòng)子組件中的發(fā)電機(jī)發(fā)電；

6、所述復(fù)位組件兩端分別與所述封閉式浮子內(nèi)壁以及所述pto動(dòng)子組件連接，在所述pto動(dòng)子組件沿所述pto主軸的軸向移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)所述pto動(dòng)子組件復(fù)位。

7、進(jìn)一步地，在所述封閉式浮子受到波浪沖擊時(shí)，所述pto動(dòng)子組件沿所述pto主軸的軸向脫離初始位置，所述復(fù)位組件在所述pto動(dòng)子組件脫離所述初始位置時(shí)向所述pto動(dòng)子組件(3)施加使其返回所述初始位置的彈性力。

8、進(jìn)一步地，所述復(fù)位組件一端與所述pto動(dòng)子組件的側(cè)壁活動(dòng)連接；另一端與所述封閉式浮子的內(nèi)壁活動(dòng)連接。

9、進(jìn)一步地，所述復(fù)位組件包括：第一空氣彈簧和第二空氣彈簧；

10、所述第一空氣彈簧連接于所述封閉式浮子的第一內(nèi)側(cè)壁與所述pto動(dòng)子組件的第一外側(cè)壁之間；

11、所述第二空氣彈簧連接于所述封閉式浮子的第二內(nèi)側(cè)壁與所述pto動(dòng)子組件的第二外側(cè)壁之間；

12、其中，所述第一內(nèi)側(cè)壁和所述第二內(nèi)側(cè)壁分別為所述封閉式浮子的兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)側(cè)壁，所述第一外側(cè)壁和所述第二外側(cè)壁分別為所述pto動(dòng)子組件的兩個(gè)相對(duì)的外側(cè)壁。

13、進(jìn)一步地，所述復(fù)位組件還包括：第一氣泵、第二氣泵和氣室；

14、所述第一氣泵分別與所述氣室和所述第一空氣彈簧管路連通，用于對(duì)所述第一空氣彈簧內(nèi)的氣體壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)；

15、所述第二氣泵分別與所述氣室和所述第二空氣彈簧管路連通，用于對(duì)所述第二空氣彈簧內(nèi)的氣體壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。

16、進(jìn)一步地，所述內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置還包括：控制組件；

17、所述控制組件分別所述pto動(dòng)子組件與所述復(fù)位組件電連接；

18、所述控制組件用于獲取所述pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息和所述復(fù)位組件的狀態(tài)信息，并基于二者的狀態(tài)信息通過調(diào)節(jié)所述復(fù)位組件的氣體壓力值；

19、其中，所述pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息包括：所述pto動(dòng)子組件的位置信息和運(yùn)動(dòng)方向信息，所述復(fù)位組件的狀態(tài)信息包括：所述復(fù)位組件內(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓值。

20、進(jìn)一步地，所述內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置還包括：第一支撐架和第二支撐架；

21、所述pto主軸的一端通過所述第一支撐架與所述封閉式浮子內(nèi)壁的頂部固定連接，所述pto主軸的另一端通過所述第二支撐架與所述封閉式浮子內(nèi)壁的底部固定連接。

22、進(jìn)一步地，所述第一支撐架朝向所述pto動(dòng)子組件的一側(cè)與所述pto動(dòng)子組件相應(yīng)位置設(shè)置有若干個(gè)防撞塊；

23、所述第二支撐架朝向所述pto動(dòng)子組件的一側(cè)與所述pto動(dòng)子組件相應(yīng)位置設(shè)置有若干個(gè)防撞塊。

24、進(jìn)一步地，所述pto主軸的橫截面形狀為圓形、橢圓形或多邊形。

25、相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例的第二方面提供了一種內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置控制方法，用于控制上述內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置，包括如下步驟：

26、獲取pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息和復(fù)位組件的狀態(tài)信息；

27、根據(jù)所述pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息和復(fù)位組件的狀態(tài)信息，對(duì)所述復(fù)位組件的氣體壓力值進(jìn)行調(diào)整。

28、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息和復(fù)位組件的狀態(tài)信息，對(duì)所述復(fù)位組件的氣體壓力值進(jìn)行調(diào)整，包括：

29、當(dāng)所述pto動(dòng)子組件沿所述pto主軸軸向遠(yuǎn)離初始位置時(shí)，基于控制組件控制所述復(fù)位組件中的氣泵對(duì)空氣彈簧進(jìn)行充氣；

30、當(dāng)所述pto動(dòng)子組件沿所述pto主軸軸向靠近初始位置時(shí)，基于所述控制組件控制所述復(fù)位組件中的氣泵對(duì)空氣彈簧進(jìn)行放氣。

31、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息和復(fù)位組件的狀態(tài)信息，對(duì)所述復(fù)位組件的氣體壓力值進(jìn)行調(diào)整，包括：

32、判斷所述pto動(dòng)子組件與其位于所述pto主軸上的初始位置的距離是否大于最大行程；

33、如是，則基于控制組件控制所述復(fù)位組件中的氣泵對(duì)空氣彈簧進(jìn)行充氣，將所述空氣彈簧的實(shí)時(shí)氣壓值調(diào)整至最大氣壓值。

34、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述pto動(dòng)子組件的狀態(tài)信息和復(fù)位組件的狀態(tài)信息，對(duì)所述復(fù)位組件的氣體壓力值進(jìn)行調(diào)整，包括：

35、基于控制組件獲取所述復(fù)位組件的實(shí)時(shí)氣壓值；

36、將所述實(shí)時(shí)氣壓值與標(biāo)準(zhǔn)氣壓值進(jìn)行比較；

37、當(dāng)所述實(shí)時(shí)氣壓值與所述標(biāo)準(zhǔn)氣壓值的差值大于所述標(biāo)準(zhǔn)氣壓值的預(yù)設(shè)比例時(shí)，基于所述控制組件控制所述復(fù)位組件中的氣泵對(duì)空氣彈簧的氣壓進(jìn)行調(diào)整，將所述空氣彈簧的實(shí)時(shí)氣壓值均調(diào)整至所述標(biāo)準(zhǔn)氣壓值，使所述復(fù)位組件的彈性系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)彈性系數(shù)一致。

38、相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例的第三方面提供了一種波浪發(fā)電系統(tǒng)，包括若干個(gè)上述內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置。

39、進(jìn)一步地，所述波浪發(fā)電系統(tǒng)還包括：浮子固定裝置；

40、所述浮子固定裝置通過懸鏈系泊方式分別與每個(gè)所述內(nèi)振蕩波浪發(fā)電裝置連接。

41、本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果：

42、1.通過設(shè)置復(fù)位組件對(duì)pto動(dòng)子組件位移時(shí)進(jìn)行復(fù)位，避免了在pto動(dòng)子組件移動(dòng)方向設(shè)置剛性彈簧導(dǎo)致的裝置占用空間較大的問題，縮短了整個(gè)裝置在pto動(dòng)子組件移動(dòng)方向的長(zhǎng)度；

43、2.通過可調(diào)復(fù)位組件解決了剛性彈簧彈性系數(shù)為固定值的問題，實(shí)現(xiàn)了彈性系數(shù)可調(diào)，提高了pto動(dòng)子組件發(fā)電控制的精度；

44、3.通過對(duì)復(fù)位組件中的空氣彈簧進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，可以使空氣彈簧在pto主軸方向往復(fù)移動(dòng)時(shí)保持彈性系數(shù)不變，實(shí)現(xiàn)更好的控制效果；

45、4.通過對(duì)復(fù)位組件中的空氣彈簧進(jìn)行調(diào)節(jié)，在空氣彈簧在牽引運(yùn)動(dòng)時(shí)增大空氣彈簧中氣壓，在空氣彈簧在壓縮運(yùn)動(dòng)時(shí)降低空氣彈簧中氣壓，使pto動(dòng)子組件中振子傳遞波浪能的效率更高且更容易回彈；

46、5.在發(fā)電過程，通過檢測(cè)pto動(dòng)子組件中振子的位置和速度，可以對(duì)復(fù)位組件中的空氣彈簧進(jìn)行調(diào)節(jié)，在pto動(dòng)子組件超過最大行程時(shí)增大空氣彈簧彈性系數(shù)和阻尼，實(shí)現(xiàn)快速減速的目的。