一種海浪發(fā)電系統(tǒng)、海上平臺以及氫能源基地的制作方法

本發(fā)明涉及能源利用技術領域，具體涉及一種海浪發(fā)電系統(tǒng)、海上平臺以及氫能源基地。

背景技術：

隨著世界經濟的發(fā)展、人口的激增、社會的進步，人們對能源的需求日益增長。占地球表面積70％的廣闊海洋，集中了97％的水量，蘊藏著巨大的能量，其中包括海浪能、潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等。其中，海浪能由于開發(fā)過程中對環(huán)境影響最小且以機械能的形式存在，是品位最高的海洋能。據估算，全世界海浪能的理論估值為10⁹kW量級，是現(xiàn)在世界發(fā)電量的數百倍，有著廣闊的商業(yè)前景，因而也是各國海洋能研究開發(fā)的重點。

人類探索海浪發(fā)電已有上百年的歷史，其中歐美發(fā)達國家的海浪發(fā)電技術在世界上處于較為領先的地位。但海浪發(fā)電研究目前在商用化方面一直無法像火電、核電等一樣普及。究其原因，就是因為海浪發(fā)電的成本遠遠高于其它發(fā)電方式，開發(fā)海浪發(fā)電沒有商業(yè)價值。主要技術原因在于各類海浪發(fā)電都存在這樣或那樣的缺陷，僅適用于某些范圍內的海浪的研究，沒有實際利用價值；這是因為海浪變化巨大，現(xiàn)有裝置無法適應如此巨大變化，只能獲取其中一小部分適應裝置工作的海浪能量，大部分海浪能無法獲取。

海浪的能量雖然巨大，但是一直無法被很好的利用，其根本原因在于目前沒有一種技術可以全部高效的利用各種大小的海浪能。現(xiàn)在的技術都只能利用其中一小部分海浪能，余下的絕大部分海浪能無法利用，導致海浪發(fā)電綜合成本高，產出能量小，實際利用價值不高。另外，現(xiàn)有技術中還存在海 浪太小不能發(fā)電，海浪太大也不能發(fā)電的問題。只有對應設計大小的特定海浪才可以發(fā)電，這樣大多數海浪能量都不能發(fā)電，都浪費了。而且由于過去的海浪發(fā)電技術投入大，產出太低，在經濟上遠遠不及煤電、核電、水電成本低，所以目前全世界還沒有大量投資海浪發(fā)電。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種海浪發(fā)電系統(tǒng)、海上平臺以及氫能源基地。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種海浪發(fā)電系統(tǒng)，包括電能利用裝置、發(fā)電裝置和用于將變化海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動的轉化裝置；所述發(fā)電裝置與所述轉化裝置相連并接收所述海水波動進行發(fā)電，所述電能利用裝置與所述發(fā)電裝置相連以使所述發(fā)電裝置產生的電能被用戶利用。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的海浪發(fā)電系統(tǒng)，將大小不同的海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動，發(fā)電裝置可以穩(wěn)定高效的發(fā)電，使大小不同的海浪全部充分利用，包括其它發(fā)電裝置不能利用的過大或過小的海浪，大大降低了發(fā)電成本，具有實用價值和巨大的經濟效益。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，所述轉化裝置包括接收管和多根調節(jié)管，所述接收管的一端與所述調節(jié)管的一端固定相連且相互連通，所述接收管的另一端接收任意角度的變化海浪并將變化海浪輸送至所述調節(jié)管內，所述調節(jié)管將變化海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動；

所述發(fā)電裝置為多個，每根所述調節(jié)管內至少安裝一個發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置將所述海水波動轉化為電能。

采用上述進一步方案的有益效果是：將大小不同的海浪轉化為多個獨立管道內的海水波動，并且每根獨立的管道內部都是穩(wěn)定幅度的波動，在穩(wěn)定 波動的管道內，發(fā)電裝置可以穩(wěn)定高效的發(fā)電；通過在每根調節(jié)管內至少安裝一個發(fā)電裝置，可將每根調節(jié)管內的海浪動能充分利用。

進一步，每根所述調節(jié)管內均設有一個控制所述調節(jié)管和所述接收管是否連通的控制閥，所述控制閥位于所述發(fā)電裝置和所述接收管之間。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過在所述接收管內設置控制閥，可根據海浪的大小來控制調節(jié)管使用的個數，進而無論海浪大小，都能調節(jié)管內的海水波動變成適合發(fā)電機發(fā)電所需的波動，或者相當于海浪最大幅度狀態(tài)發(fā)電，發(fā)電效率高。

進一步，所述發(fā)電裝置包括水動能發(fā)電裝置，所述水動能發(fā)電裝置包括發(fā)電機和葉輪；所述葉輪的中心與所述發(fā)電機的電機軸固定相連；

海水在所述調節(jié)管內上下流動，驅動所述葉輪順時針或逆時針轉動，所述葉輪帶動所述發(fā)電機轉動進行發(fā)電。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過采用發(fā)電機，可直接利用海水波動驅動發(fā)電。

進一步，所述發(fā)電裝置還包括調節(jié)所述葉輪轉向的轉向控制器，用于控制所述葉輪與所述發(fā)電機之間的斷開與連接；

所述葉輪內部含有可調節(jié)葉片角度的調節(jié)裝置，用于根據海浪的大小和方向對所述葉輪中葉片的角度進行調節(jié)。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置轉向控制器，無論海水向上或向下流動，都能根據需要調整葉輪的轉動方向，使得無論水流方向如何變化，發(fā)電機旋轉方向不變；通過調節(jié)葉片角度的調節(jié)裝置，可根據海浪大小和方向對所述葉輪中葉片角度進行調節(jié)，保證葉輪轉速和方向穩(wěn)定不變，使得發(fā)電機發(fā)電更加穩(wěn)定。

進一步，所述發(fā)電裝置包括螺桿式發(fā)電機、驅動螺桿和第一活塞，所述驅動螺桿遠離所述接收管的一端與所述螺桿式發(fā)電機傳動連接，所述驅動螺桿靠近所述接收管的一端與所述第一活塞固定相連，所述第一活塞滑動連接 在所述調節(jié)管的內壁上；

海水從所述接收管進入到所述調節(jié)管內并推動所述第一活塞沿所述調節(jié)管軸向運動，進而帶動所述驅動螺桿運行，所述驅動螺桿驅動所述螺桿式發(fā)電機進行發(fā)電。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置驅動螺桿和第一活塞，可利用海浪推動第一活塞，使得驅動螺桿在調節(jié)管內做活塞運動，進而帶動發(fā)電機轉動發(fā)電，結構簡單，容易實現(xiàn)。

進一步，所述發(fā)電裝置為氣流發(fā)電機和風力驅動裝置，所述風力驅動裝置和所述氣流發(fā)電機的電機軸相連；

海水流入所述調節(jié)管內時，所述調節(jié)管內海水上方的氣流被海水推動帶動風力驅動裝置轉動以驅動所述氣流發(fā)電機進行發(fā)電。

采用上述進一步方案的有益效果是：發(fā)電裝置脫離海水，更換維修容易，使用壽命長。

進一步，所述發(fā)電裝置還包括第二活塞；所述調節(jié)管和/或所述接收管的內壁上滑動連接有一個第二活塞；海水推動所述第二活塞沿所述調節(jié)管或所述接收管軸向運動，所述第二活塞推動所述調節(jié)管內的海水或空氣運動以驅動所述葉輪轉動或所述第一活塞軸向移動或所述風力驅動裝置轉動，所述葉輪帶動所述發(fā)電機發(fā)電，所述第一活塞帶動所述螺桿式發(fā)電機發(fā)電，所述風力驅動裝置驅動所述氣流發(fā)電機發(fā)電。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置第二活塞驅動海水波動，使海水動能利用率更高。

一種海浪發(fā)電方法，包括以下步驟：

S1，將變化海浪通過轉化裝置轉化為穩(wěn)定的海水波動；

S2，通過穩(wěn)定的海水波動驅動發(fā)電裝置進行發(fā)電；

S3，所述發(fā)電裝置產生的電能通過傳輸電路傳輸至用戶或用于電解水產生氫能源或轉化為其它能源或其它電能驅動方式制取氫能源。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的方法通過將大小不同的海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動，發(fā)電裝置可以穩(wěn)定高效的發(fā)電，使大小不同的海浪全部充分利用，包括其它發(fā)電裝置不能利用的過大或過小的海浪，大大降低了發(fā)電成本，具有實用價值和巨大的經濟效益。

進一步，所述S1包括：通過接收管接收任意方向的變化海浪并將變化海浪輸送至調節(jié)管內，所述調節(jié)管將所述變化海浪的振動幅度放大或縮小后轉化為穩(wěn)定的海水波動。

進一步，所述S1還包括：通過多個所述調節(jié)管內控制閥的打開個數和/或打開角度來控制流入到所述調節(jié)管內的海水的振動幅度；所述控制閥打開時，所述調節(jié)管與所述接收管相連通。

一種海上平臺，包括多個以任意方式組合固定的所述海浪發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明的有益效果是：根據組合方式不同，海浪發(fā)電系統(tǒng)可大可小，發(fā)電量也可大可小，海浪發(fā)電系統(tǒng)的投資也可大可小，非常靈活，具有很大的實用價值，便于投資。另外海浪發(fā)電系統(tǒng)可以固定使用，也可以移動使用，甚至可以作為艦船或其它移動體的動力，實現(xiàn)艦船等移動體的自獲動力而無需攜帶能源，甚至艦船等移動體本身的構造就是發(fā)電裝置。

進一步，還包括一個或多個平臺框架，所述平臺框架呈一端封堵的筒狀結構；

所述平臺框架的內腔中和/或所述平臺框架的外側壁上至少安裝有一個所述海浪發(fā)電系統(tǒng)，所述調節(jié)管沿所述平臺框架的軸向布置，所述接收管從所述平臺框架的敞口端伸出。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置平臺框架，可將海浪發(fā)電系統(tǒng)進一步組裝起來，可根據需要構造成任意裝置。由于平臺具有浮力，可以作為船體結構、艦船的甲板、城市或島嶼的地面、海上漂浮的公路、碼頭等主體結構使用，本身是海浪發(fā)電設施同時又具有其它用途。也可以做海上救援基地、軍事基地、旅游基地、工業(yè)基地、海洋養(yǎng)殖基地、體育訓練基地、 科學基地、倉儲基地、大學城、監(jiān)獄基地等。由于用途多樣，使海浪發(fā)電的成本與其它用途分擔，進一步降低海浪發(fā)電的成本。

進一步，所述平臺框架與所述調節(jié)管的外壁之間密封有用于為所述海上平臺提供浮力的空氣。

進一步，還包括多個支撐管，所述支撐管的一端一體連接在所述調節(jié)管遠離所述接收管的一端上且與所述調節(jié)管相連通，所述支撐管的另一端抵接在所述平臺框架的封堵端上；所述支撐管上開設有多個排氣孔。

采用上述進一步方案的有益效果是：支撐管可以讓海上平臺可以承受巨大的壓力，從而可以在海上平臺上建設任何需要承重的項目。

一種氫能源基地，包括多個上述的海上平臺，所述電能利用裝置為電解水裝置，所述海上平臺和所述電解水裝置電連接，所述電解水裝置利用所述海上平臺產生的電能對水進行電解分離產生氫能源。

本發(fā)明的有益效果是：地球3/4都是海洋，只有1/4的陸地，人們生活在陸地上，逐漸感到土地不足，能源匱乏、污染巨大，甚至引起戰(zhàn)爭以及有向太空移民的想法。本發(fā)明可以把人生活居住地向海洋擴展，可以增加3/4的使用面積，這比太空移民成本低的多，也現(xiàn)實的多。人類一直在尋找取代石油、煤炭、核能等的清潔能源，本發(fā)明在使國土面積增加的同時，使海浪發(fā)電系統(tǒng)產出的廉價電能大量的轉化為氫能源，而“氫能源”是公認的世界上最好的、可以廣泛使用的能源。本發(fā)明能產生巨量的氫能源，是唯一可行的廉價制取氫能源的方案，制取的氫能源可以供全球使用，從而徹底取代石油、煤炭、核能等能源，也是世界各國的戰(zhàn)略資源，成為人類取之不盡用之不竭的環(huán)保能源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的海浪發(fā)電系統(tǒng)的工作流程圖；

圖2為本發(fā)明的發(fā)電裝置的工作原理示意圖一；

圖3為本發(fā)明的發(fā)電裝置的工作原理示意圖二；

圖4為本發(fā)明的發(fā)電裝置的工作原理示意圖三；

圖5為實施方式一中調節(jié)管的的立體結構示意圖；

圖6為圖4中A部的放大結構示意圖；

圖7為實施方式一中葉輪的立體結構示意圖；

圖8為實施方式二中調節(jié)管的立體結構示意圖；

圖9為圖8中B部的放大結構示意圖；

圖10為實施方式三中氣流發(fā)電機的工作原理示意圖；

圖11為本發(fā)明的海浪發(fā)電系統(tǒng)實施方式一的立體結構示意圖；

圖12為實施方式一中的海浪發(fā)電系統(tǒng)的底部結構示意圖；

圖13為本發(fā)明的海浪發(fā)電系統(tǒng)實施方式二的立體結構示意圖；

圖14為本發(fā)明的海浪發(fā)電系統(tǒng)實施方式三的立體結構示意圖；

圖15為本發(fā)明的海上平臺的立體結構示意圖；

圖16為本發(fā)明的海上平臺使用狀態(tài)示意圖一；

圖17為本發(fā)明的海上平臺使用狀態(tài)示意圖二。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、接收管；11、第一單元模塊；12、第二單元模塊；2、調節(jié)管；21、入水口；3、發(fā)電機；4、葉輪；41、外輪盤；42、內輪盤；43、連接軸；44、葉片；45、葉片軸；46、驅動電機；47、中間齒輪；48、驅動齒輪；5、螺桿式發(fā)電機；51、齒輪；6、驅動螺桿；61、第一活塞；7、氣流發(fā)電機；8、風力驅動裝置；9、平臺框架；91、支撐管；92、排氣孔；10、控制閥。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例1

如圖1-圖15所示，本實施例的一種海浪發(fā)電系統(tǒng)，包括電能利用裝置、發(fā)電裝置和用于將變化海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動的轉化裝置；所述發(fā)電裝置與所述轉化裝置相連并接收所述海水波動進行發(fā)電，所述電能利用裝置與所述發(fā)電裝置相連以使所述發(fā)電裝置產生的電能被用戶利用。本實施例的海浪發(fā)電系統(tǒng)，將大小不同的海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動，發(fā)電裝置可以穩(wěn)定高效的發(fā)電，使大小不同的海浪全部充分利用，包括其它發(fā)電裝置不能利用的過大或過小的海浪，大大降低了發(fā)電成本，具有實用價值和巨大的經濟效益。

如圖1至圖6所示，本實施例的所述轉化裝置包括接收管1和多根調節(jié)管2，所述接收管1的一端與所述調節(jié)管2的一端固定相連且相互連通，所述接收管1的另一端接收任意角度的變化海浪并將變化海浪輸送至所述調節(jié)管2內，所述調節(jié)管2將變化海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動；將大小不同的海浪轉化為多個獨立管道內的海水波動，并且每根獨立的管道內部都是穩(wěn)定幅度的波動，在穩(wěn)定波動的管道內，發(fā)電裝置可以穩(wěn)定高效的發(fā)電；通過在每根調節(jié)管內至少安裝一個發(fā)電裝置，可將每根調節(jié)管內的海浪動能充分利用。

本實施例的所述發(fā)電裝置為多個，每根所述調節(jié)管2內至少安裝有一個發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置將所述海水波動轉化為電能。每根所述調節(jié)管2內均設有一個控制所述調節(jié)管2和所述接收管1是否連通的控制閥10，所述控制閥10位于所述發(fā)電裝置和所述接收管1之間。通過在所述接收管1內設置控制閥10，可根據海浪的大小來控制調節(jié)管使用的個數，進而無論海浪的大小，使得調節(jié)管內的海浪波動幅度正好處于發(fā)電機發(fā)電效率最高狀態(tài)，發(fā)電效率高。

本實施例將變化的海浪通過調節(jié)管變成穩(wěn)定的海水波動。在調節(jié)管2內，穩(wěn)定的海水波動可以用來穩(wěn)定的發(fā)電，發(fā)出來的電能可以通過傳輸電路輸送 給用戶，也可以轉化為其它能量，以便進行運輸和儲存，比如轉化為氫能進行儲存。由于海浪變化無常，極不穩(wěn)定，直接應用效果不好，儲存起來可以獲得穩(wěn)定的能源，使用效果更好。

本實施例的發(fā)電裝置可以是任何發(fā)電裝置，以下舉三種實施方式進行說明，具體如下所示。

實施方式一：如圖6和圖7所示，本實施方式的所述發(fā)電裝置為水動能發(fā)電裝置，它包括發(fā)電機3和葉輪4，所述發(fā)電機3的電機軸和所述葉輪4的中心軸線均沿所述調節(jié)管2的軸向布置；所述葉輪4的中心與所述發(fā)電機3的電機軸固定相連；海水在所述調節(jié)管2內上下流動，驅動所述葉輪4順時針或逆時針轉動，所述葉輪4帶動所述發(fā)電機3轉動進行發(fā)電。

如圖7所示，本實施方式的所述發(fā)電裝置還可以包括調節(jié)所述葉輪4轉向的轉向控制器，用于控制葉輪4與發(fā)電機3之間的斷開與連接；所述葉輪4與所述發(fā)電機3的之間由轉向控制器連接。通過設置轉向控制器，無論海水向上或向下流動，都能根據需要調整兩個反向的葉輪與發(fā)電機軸的連接方式，使兩個葉輪其中一個與發(fā)電機的軸連接，另一個葉輪與發(fā)電機軸斷開，以便保證發(fā)電機轉動的方向不變，使得無論水流方向如何變化，都能保證發(fā)電機旋轉方向不變。

如圖7所示，本實施方式的所述葉輪4包括外輪盤41、內輪盤42、連接軸43、葉片44和葉片角度調節(jié)裝置，所述外輪盤41和所述內輪盤42均成環(huán)筒狀，所述外輪盤41套接在所述內輪盤42外側，所述葉片44為多個且每個葉片44中部均固定有一根葉片軸45，所述葉片軸45的兩端分別垂直轉動連接在所述外輪盤41的內壁上和所述內輪盤42的外壁上；

如圖7所示，本實施例的所述內輪盤42套接在所述連接軸43的外側且與所述連接軸43之間留有安裝空隙，所述葉片角度調節(jié)裝置安裝在所述安裝空隙內，所述葉片角度調節(jié)裝置的一端與所述連接軸43固定相連，其另一端與所述葉片軸45固定相連。

如圖7所示，本實施方式的所述葉片角度調節(jié)裝置包括驅動電機46和驅動齒輪組，所述驅動電機46與所述驅動齒輪組的一端固定相連，所述驅動齒輪組的另一端與所述葉片軸45固定相連。所述驅動齒輪組包括中間齒輪47和驅動齒輪48，驅動電機46驅動中間齒輪47轉動，中間齒輪47帶動驅動齒輪48轉動，驅動齒輪48驅動所述葉片軸45轉動。當調節(jié)管2內海水流速變化的時候，對應的葉片角度也發(fā)生相應變化，通過設置葉片角度調節(jié)裝置從而使得葉輪轉動速度更穩(wěn)定，進而使得發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電，發(fā)電效率更高，獲得的電能更多。

實施方式二：如圖8和圖9所示，本實施方式的所述發(fā)電裝置包括螺桿式發(fā)電機5、驅動螺桿6和第一活塞61，所述驅動螺桿6遠離所述接收管1的一端與所述螺桿式發(fā)電機5傳動連接，所述驅動螺桿6靠近所述接收管1的一端與所述第一活塞61固定相連，所述第一活塞61滑動連接在所述調節(jié)管2的內壁上；海水從所述接收管1進入到所述調節(jié)管2內并推動所述第一活塞61沿所述調節(jié)管2軸向運動，進而帶動所述驅動螺桿運行，所述驅動螺桿6驅動所述螺桿式發(fā)電機5進行發(fā)電。通過設置驅動螺桿和活塞，可利用海浪推動活塞，使得驅動螺桿在調節(jié)管內做活塞運動，進而帶動發(fā)電機轉動發(fā)電，結構簡單，容易實現(xiàn)。

如圖9所示，本實施例的所述螺桿式發(fā)電機5的電機軸的四周套接固定有齒輪51，所述螺桿式發(fā)電機5的電機軸與所述驅動螺桿6垂直布置且所述齒輪與所述驅動螺桿6的螺紋嚙合；所述驅動螺桿6軸向移動時，帶動所述螺桿式發(fā)電機5的電機軸轉動。

實施方式三：如圖10所示，本實施方式的所述發(fā)電裝置包括氣流發(fā)電機7和風力驅動裝置8，所述風力驅動裝置8和所述氣流發(fā)電機7的電機軸相連；海水流入所述調節(jié)管2內時，所述調節(jié)管2內海水上方的氣流被海水推動帶動風力驅動裝置8轉動以驅動所述氣流發(fā)電機7進行發(fā)電。

本實施方式的所述風力驅動裝置可以為任意能夠接受風能并驅動所述 氣流發(fā)電機轉動的驅動裝置。

本實施例中，如圖10所示，當海浪大小發(fā)生變化時，本實施例也可通過調節(jié)控制閥10的角度變化來控制流入調節(jié)管2中的海水流量，來實現(xiàn)調節(jié)管2中海水幅度的穩(wěn)定?？傊?，按照圖2，圖3，圖4，圖5等可以分別衍生或組合出各種方式，可以變形出各種控制、發(fā)電方式，都屬于本發(fā)明保護范圍。

除了上述實施方式的結構外，上述實施方式的所述發(fā)電裝置還可包括第二活塞，如圖2-圖5所示，所述第二活塞可滑動連接在所述調節(jié)管2或所述接收管1的內壁上，或所述調節(jié)管2和所述接收管1中各有一個第二活塞；海水推動所述第二活塞沿所述調節(jié)管2或所述接收管1軸向運動，所述第二活塞推動所述調節(jié)管2內的海水或空氣運動以驅動所述葉輪4轉動或所述第一活塞61軸向移動或所述風力驅動裝置8轉動，所述葉輪4帶動所述發(fā)電機3發(fā)電，所述第一活塞61帶動所述螺桿式發(fā)電機5發(fā)電，所述風力驅動裝置8驅動所述氣流發(fā)電機發(fā)電。

本實施例的海浪發(fā)電系統(tǒng)可以適應各種大小海浪，無論多大的海浪都能全部轉化為穩(wěn)定的海浪能量，然后充分利用，也包括其它技術無法利用的海浪。使得本實施例的海浪發(fā)電系統(tǒng)可以實現(xiàn)低成本投資而高效產出，其成本低于煤電、油電、核電和水電等，這樣就提高了投入產出比，使得海浪發(fā)電成本降低，使海浪發(fā)電具有巨大的商業(yè)開發(fā)價值，并且根據需求投資可大可小，非常實用。利用本實施例的海浪發(fā)電系統(tǒng)直接用來電解水，制取氫能源，由于氫能源的可持續(xù)性和環(huán)保，未來可以取代石油、煤炭和核電等，成為未來世界的廉價、環(huán)保和永久性的清潔能源。

本實施例利用調節(jié)管，可將小幅度的波浪放大成大幅度的波浪，滿足發(fā)電機的需求，以達到發(fā)電機的最大發(fā)電效率。具體如圖2-圖4所示，調節(jié)管和接收管相連，調節(jié)管和接收管中均充滿海水，接收管用于接收海浪，調節(jié)管用于調節(jié)海浪。當海浪上下波動時，可以將接收管中的海水波動幅度等效 為大海的海水波動幅度。接收管的橫截面積為S₁，其內海水上下運動速度為V₁，海水波動幅度為A₁，調節(jié)管的橫截面積為S₂，調節(jié)管內海水上下運動速度為V₂，海水波動幅度為A₂。海浪向上波動時，接收管中海水向上流動進入到調節(jié)管中，為了便于理解，可以把接收管和調節(jié)管中的海水截面S₁和S₂理解為兩個等效活塞，兩個活塞之間充滿了海水，由于海水不可壓縮，接收管中的海水進入到調節(jié)管中后維持體積不變，即：S₁V₁t＝S₂V₂t，S₁V₁＝S₂V₂(其中t是時間)。因此，我們可以得到以下公式：通過改變S₁/S₂的比例就可以改變速度V₂/V₁的放大倍數，通過改變A₂/A₁的放大倍數，使得無論多小幅度的海浪都可以放大為可利用的大幅度的海浪。

例如在進行結構設計的時候，假設大海中海浪振幅A₁最小為A_min，最大時為A_max。通過設計調節(jié)S₁/S₂的大小，可以使得調節(jié)管內海浪振幅A₂和A_max相同，這樣即使最小的海浪也能放大為持續(xù)的最大海浪，使放置在調節(jié)管內的發(fā)電機達到最大的發(fā)電效果，這就解決了因為海浪小，海水運動速度低而不易被利用的特性，也解決了較小幅度海浪的發(fā)電問題。另外，由于發(fā)電機也有一定的橫截面，使得調節(jié)管的橫截面積S₂進一步縮小，此時的水流放大倍數會被進一步放大，海浪的利用效率將進一步得到提高。

本實施例將大小幅度不同的海浪分別轉化為多個調節(jié)管中較為穩(wěn)定的振幅波動，使得各種大小的海浪全部被充分利用，并進行發(fā)電。

如圖3所示，本實施例可以根據需求使一根接收管對應多根調節(jié)管，將多根調節(jié)管分別命名為調節(jié)管a、b、c...等，每根調節(jié)管內均放置有發(fā)電機和控制閥。當海浪的幅度從最小向最大逐漸增大時，為了使調節(jié)管內的水流速度V₂穩(wěn)定在一個值，調節(jié)管的控制閥打開的數量也相應增加；當海浪波動幅度逐漸減小時，則打開的控制閥數量減少。假設每根調節(jié)管的截面積相同，共有n根調節(jié)管，這就相當于將一個幅度A₁的海浪分解成n個獨立的管道中的海水波動，而分解后的每個管道內海水波動幅度A₂穩(wěn)定。分解的 管道數量n隨著海浪A₁大小而變化，比值不變。即S_2a＝S_2b＝S_2c…＝S_2n，S₂＝n×S_2a。

因為所以當不變時，不變。由于 比值不變，所以海浪A₁大則分解數量n大，海浪A₁小則分解數量n就小。海浪A₁的幅度對應n的大小。

這就把變化的海浪轉化為穩(wěn)定的海浪，將波浪大小變化轉化為管道數量多少的變化，這類似于數學微分的思路。

把大小不同的海浪轉化為多個獨立管道內的海水波動，并且每根獨立管道內都是穩(wěn)定幅度的波動，在穩(wěn)定波動的管道內水動能發(fā)電機可以穩(wěn)定高效發(fā)電。這樣無論海浪大小都可以高效利用發(fā)電，使大小不同的海浪全部充分利用，從而實現(xiàn)大小不同的海浪能的全部高效利用。

實際設計可以有多種方法，這里舉例說明一種設計方法：見圖2，圖中關系為：設計時我們假設大海中海浪振幅A₁在最小時候為A_min，最大時候為A_max。通過設計調節(jié)S₁/S₂大小，使海浪處于最小振幅A_min時，調節(jié)管a中的海浪振幅A₂與A_max相同，即當海浪處于最小振幅A_min時調節(jié)管a中的水動能發(fā)電機也能達到最大海浪振幅時的發(fā)電效果。當海浪幅度逐漸增大時，調節(jié)管b、c等的控制閥依次打開，相當于S₂逐步增大，S₂隨著海浪的增大而逐步增大，以保持a、b、c等每根調節(jié)管道中水流的波動幅度A₂保持在A_max穩(wěn)定不變，每根調節(jié)管中的水動能發(fā)電機都可以一直處于最大海浪狀態(tài)進行發(fā)電，十分的高效。通過拆分海浪，可以使不同大小的海浪對應不同數量管道，而工作的水動能發(fā)電機一直在最大海浪狀態(tài)下發(fā)電，從而把海浪能從小到大全部高效利用。

本實施例可以使全部調節(jié)管加起來的截面積S₂與接收管的截面積S₁相 當。當海浪達到最大時，每根所述調節(jié)管內的控制閥均打開，此時S₁＝S₂，A₁＝A₂＝A_max，調節(jié)管不再放大，而每一個管道都處于最大海浪狀態(tài)。

總之，無論海浪大小，調節(jié)管內都相當于海浪最大幅度狀態(tài)發(fā)電，所以效率非常高；而當海浪逐步減小時，只是關閉控制閥使得水動能發(fā)電機數量減小，而工作的水動能發(fā)電機仍處于最大海浪發(fā)電狀態(tài)。

本實施例的每根調節(jié)管的結構是按最大海浪高度設計，所以即使海浪幅度達到最大，發(fā)電機工況仍然不變，仍然可以高效率發(fā)電。即使海浪最小時候也能通過減小S₂面積來達到海浪最大狀態(tài)的運動，發(fā)電機工況仍然不變。海浪從最小到最大變化的時候，通過調節(jié)管a、b、c等中的控制閥調節(jié)，S₂中打開控制閥的調節(jié)管中海水上下波動始終保持不變。這樣無論海浪大小，其攜帶的能量都能全部高效并以恒定效率地轉化為電能。

如圖4所示，本實施例可以通過增加調節(jié)管的數量來增加S₂，使得S₁和S₂的比例可以任意變化。圖4中，增加了調節(jié)管j、k、l、m、n、o等。當海浪高度超出設計范圍時，可以打開調節(jié)管j、k、l、m、n、o等的控制閥，增加調節(jié)管的數量，使得S₂>S₁，調節(jié)管從放大作用變成縮小作用，反過來使海浪幅度縮小，原理與放大一樣。

本實施例通過放大或縮小海浪振幅，把變化幅度的海浪轉化為較為穩(wěn)定的上下流動海水的方法，較穩(wěn)定的上下海水流動可以高效穩(wěn)定的發(fā)電，使最小、最大以及各種海浪都轉化為可以高效利用的能量。

本實施例可以將多根調節(jié)管以各種形式集合在一體，形成各種單元模塊，再以各種單元模塊為基本單位進行組合，實現(xiàn)海浪發(fā)電以及其他各種功能。數量眾多的調節(jié)管集合在一體，就像蜂巢一樣機械強度極大，所以能夠經受住巨大的臺風沖擊和海浪沖擊，也能夠作為公路、陸地、機場、航母、艦船等的主體結構，這些堅固的主體結構也可以作為承載平臺，也可以配上電解水裝置來打造氫能源基地。

本實施例的調節(jié)管和接收管的結構有多種實施方式，舉例說明其中三 種，分別如下。

實施方式一：如圖11和圖12所示，將多根調節(jié)管2排列固定成第一單元模塊11，該第一單元模塊11的一端形成一個錐形空腔，該錐形空腔即為接收管1，即多根所述調節(jié)管2排列后的一端構成了一個接收管1；每根所述調節(jié)管2的入水口處圍成了所述接收管1，接收管1用于接收海浪。每根所述調節(jié)管2的入水口的方向可以相同，也可以不同。例如，縱向布置的入水口主要吸收海浪的縱向波動能，橫向布置的入水口主要吸收海浪的橫向波動能。海浪的波動能從入水口進入到調節(jié)管內后，根據海浪幅度大小以及發(fā)電機的最高效率發(fā)電所需的海浪幅度大小來調節(jié)控制閥的開啟數量，使發(fā)電機維持高效發(fā)電。在實際操作中，由于本實施方式的接收管為錐形結構，每根所述調節(jié)管內的控制閥可以從中心開始向外一圈一圈逐步打開，也可以采用其他形式打開。本實施方式的發(fā)電機和控制器應盡量設置在調節(jié)管內靠近入水口的位置處。

實施方式二：如圖13所示，本實施方式將多根調節(jié)管2排列固定成第二單元模塊12，第二單元模塊12的入水口21均橫向布置，本實施方式可在第二單元模塊12的外部包覆一個接收管1，接收管1用于接收流入到入水口的海水的橫向波動，使入水口主要吸收海水的橫向波動能來實現(xiàn)發(fā)電功能。

實施方式三：如圖14，本實施方式可將第一單元模塊11和第二單元模塊12進行任意形式的組合，例如將第一單元模塊11外側設置多個第二單元模塊12，這樣就可接收任意方向的海浪波動。

實施例2

本實施例的一種海浪發(fā)電方法，包括以下步驟：

S1，將變化海浪通過轉化裝置轉化為穩(wěn)定的海水波動；

S2，通過穩(wěn)定的海水波動驅動發(fā)電裝置進行發(fā)電；

S3，所述發(fā)電裝置產生的電能通過傳輸電路傳輸至用戶或用于電解水產生氫能源或轉化為其它能源或其它電能驅動方式制取氫能源。

本實施例的S1包括：通過接收管接收任意方向的變化海浪并將變化海浪輸送至調節(jié)管內，所述調節(jié)管將所述變化海浪的振動幅度放大或縮小后轉化為穩(wěn)定的海水波動。

本實施例可通過多個所述調節(jié)管內控制閥的打開個數或打開角度來控制流入到所述調節(jié)管內的海水的振動幅度；所述控制閥打開時，所述調節(jié)管與所述接收管相連通。

本實施例的海浪發(fā)電方法通過將大小不同的海浪轉化為穩(wěn)定的海水波動，發(fā)電裝置可以穩(wěn)定高效的發(fā)電，使大小不同的海浪全部充分利用，大大降低了發(fā)電成本，具有實用價值和巨大的經濟效益。

實施例3

如圖15所示，本實施例的一種海上平臺，包括一個或多個平臺框架9和多個實施例1所述的海浪發(fā)電系統(tǒng)，所述平臺框架9呈一端封堵的筒狀結構；所述平臺框架9的內腔中和/或所述平臺框架9的外側壁上至少安裝有一個所述海浪發(fā)電系統(tǒng)，所述調節(jié)管2沿所述平臺框架9的軸向布置，所述接收管1從所述平臺框架9的敞口端伸出，另外所述平臺框架9與所述調節(jié)管2的外壁之間也可以密封有空氣，起到浮力的作用。本實施例的海上平臺可根據需要選擇組裝平臺框架9的個數和大小，當需要類似航母類大型裝置時，可采用多個平臺框架9進行搭建。

本實施例的海浪發(fā)電系統(tǒng)還包括多個支撐管91，所述支撐管91的一端一體連接在所述調節(jié)管2遠離所述接收管1的一端上且與所述調節(jié)管2相連通，所述支撐管91的另一端抵接在所述平臺框架9的封堵端上；所述支撐管91上開設有多個排氣孔92。支撐管91可以讓海上平臺可以承受巨大的壓力，從而可以在海上平臺上建設任何需要承重的項目。

本實施例的電能利用裝置可以為電解水裝置，可將海上平臺作為氫能源基地使用。本實施例也可作為艦船的甲板、城市或島嶼的地面、公路、碼頭等主體結構。平臺框架9的使用可以有無限的可能性?？蓪⒋罅康牡谝粏卧?模塊11相互組合后，再將第二單元模塊12固定在第一單元模塊11周圍，并在第一單元模塊11和第二單元模塊12組合體外頭罩上一個大型的平臺框架9，第一單元模塊11、第二單元模塊12和平臺框架9之間有一個大型的密閉空間，可使第一單元模塊11和第二單元模塊12形成一個巨大的海上漂浮平臺。海上漂浮平臺配上電解水裝置，能產生氫能源，就能夠實現(xiàn)自我能量補給，甚至成為一個能量補給站，向外提供能源；也可以作為整個平臺自己的動力能源，推動平臺的運動。當第一單元模塊11和第二單元模塊12數量非常多時候，可以使平臺大到足以實現(xiàn)飛機的起落，就可以作為航母來進行應用；或者大到可以容納一個城市的人口時，可以作為海上人工島或者海上城市的平臺使用。而當第一單元模塊11和第二單元模塊二12數量減少時，也可以用作艦船等使用。當平臺在氫能源的動力推動下運動時，就可以使平臺追隨臺風移動，以獲得最大海浪能量。

圖16是模塊單元組合構成公路或地面的案例之一。在此案例中，第一單元模塊11和第二單元模塊12按照需求相互組合，組成整體外形類似于建筑的磚形式的長方體或正方體或其它形狀的模塊。如圖16所示，這些由第一單元模塊11和第二單元模塊12構成的像建筑的磚一樣的模塊再相互組合成碼頭、漂浮的陸地、城市或者島嶼等。城市之間的海上高速公路、碼頭、漂浮的陸地、城市、航母、艦船、海岸、島嶼或者其它地方，都可以由海浪發(fā)電模塊構成，所以發(fā)電量巨大。所有的模塊都可以加裝制氫裝置來制取并儲存氫能源，可以自用及對外界提供能量。

如圖17所示，第一單元模塊11、第二單元模塊12和平臺框架9，還可以形成漂浮的陸地方格，陸地方格全部由各種單元模塊構成，可以提供海浪發(fā)電以及氫能源；方格內可以做海水養(yǎng)殖，可以為生活在這個漂浮陸地上的生物提供足夠的食物。方格陸地上可以建住房、工廠、學校等。因為這里有足夠的食物以及足夠的能源，完全可以實現(xiàn)自給自足，甚至還能向外輸出能源和食物，這樣人類就可以離開大陸向海洋開發(fā)永久居住地，從而擴大地球 土地面積，擴大國家的國土面積，從而使更多的人有寬松的生存環(huán)境。由于漂浮的城市可以自己獲得能源及動力，可以隨著氣候移動，例如冬季去南方夏季去北方，使這個城市四季如春，沒有污染。也可以做海上救援基地、軍事基地、旅游基地、工業(yè)基地、海洋養(yǎng)殖基地、體育訓練基地、科學基地、倉儲基地、大學城、監(jiān)獄基地等，總之有無限多種用途。

地球3/4都是海洋，只有1/4的陸地，人們生活在陸地上，逐漸感到土地不足，污染巨大，甚至有向太空移民的想法。本發(fā)明可以把人生活居住地向海洋擴展，可以增加3/4的使用面積，這比太空移民成本低的多，也現(xiàn)實的多。本發(fā)明可以使國土面積增加的同時，吸收了海浪的能量，使海上城市更加穩(wěn)定安全，同時使海浪發(fā)電系統(tǒng)產出的電能廉價大量的轉化為氫能源，產量巨大的氫能源可以供全球使用，從而徹底取代石油、煤炭、核能等能源，成為人類取之不盡用之不竭的環(huán)保能源。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。