TW202009367A - 波浪發電系統 - Google Patents

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Abstract

一種波浪發電系統，包含一個浮體裝置，以及至少一個發電設備。該浮體裝置包括一艘能被波浪帶動而上下移動的船隻，以及一根沿該船隻的長度方向延伸並設置在該船隻底部外側的補強樑。該至少一個發電設備包括一發電裝置及一搖桿裝置。該搖桿裝置具有一個設置在該船隻上的連接單元，以及一根兩相反端分別樞接該發電裝置與連接單元的搖桿。該連接單元具有一個設置於該船隻上並樞接該搖桿的纜繩座、一條套設於該船隻且穿設於該補強樑並以兩相反端分別連接該纜繩座的兩相反端的纜繩，以及一條設置於該補強樑及該纜繩間的墊條。

Description

波浪發電系統
本發明是有關於一種水力發電裝置，特別是指一種能利用波浪發電的波浪發電系統。
參閱圖1、2，公開第201704633號專利案提供了一種波浪發電系統，適用於設置在一水岸及其鄰近的一水域，並能利用該水域的波浪發電。該波浪發電系統包含一個設置在該水岸上的搖桿裝置11、一個設置在該水岸上並位於該搖桿裝置11的近岸側且樞接該搖桿裝置11的其中一端的液壓裝置12、一個設置在該水域並樞接該搖桿裝置11的另外一端的浮塊13、一個設置在該水岸並位於該液壓裝置12近岸側且能被該液壓裝置12驅動的升降裝置14、一個設置在該水岸並位於該升降裝置14近岸側的循環發電裝置15，以及一個能於該升降裝置14與該循環發電裝置15間移動的移動媒介16。
當波浪帶動該浮塊13往上移動時，該浮塊13能帶動該搖桿裝置11樞擺，並擠壓該液壓裝置12的該液體，透過該液體驅動該升降裝置14帶動該移動媒介16往上移動，並使該移動媒介16移動至該循環發電裝置15。位於該循環發電裝置15中的該移動媒介16能在重力作用下驅動該循環發電裝置15作動並產生電力。當該浮塊13下降而不再擠壓該液壓裝置12時，該移動媒介16則能再次移動至該升降裝置14中，以利下次發電循環進行。
此種現有的波浪發電系統，雖然能夠利用波浪發電，但總體來說機構較為複雜，除了發電成本較高外，組裝維修也較不方便。該浮塊13的體積太小，發電效率不高，如要建造符合經濟發電效率之浮塊13又需要耗費很大的成本。前述種種問題，均有待改善。
本發明的目的，在於提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的波浪發電系統。
該波浪發電系統，適用於設置在彼此鄰接的一水岸及一能產生波浪的水域，並包含一個浮體裝置，以及至少一個發電設備。
該浮體裝置包括一艘能被波浪帶動而上下移動的船隻，以及一根沿該船隻的長度方向延伸並設置在該船隻底部外側的補強樑。
該至少一個發電設備包括一發電裝置及一搖桿裝置。該搖桿裝置具有一個設置在該水岸的桿座、一個設置在該船隻上的連接單元，以及一根樞接該桿座且兩相反端分別樞接該發電裝置與連接單元的搖桿。該連接單元具有一個設置於該船隻上並樞接該搖桿的纜繩座、一條套設於該船隻且穿設於該補強樑並以兩相反端分別連接該纜繩座的兩相反端的纜繩，以及一條設置於該補強樑及該纜繩間的墊條。該搖桿能被上下移動的該船隻及該連接單元驅動而樞擺，傳動該發電裝置發電。
該波浪發電系統的功效在於：以現有的船隻取代以往的浮塊，能產生符合經濟效益的發電效率，該補強樑及該墊條則能提高該船隻的強度，使該船隻能耐受波浪的拍打侵襲，而能取代以往的浮塊。
參閱圖3至5，本發明波浪發電系統的一個實施例，適用於設置在彼此鄰接的一水岸21及一水域22。該水岸21沿一水岸方向D1延伸。該水岸21於本實施例中為碼頭，但在本發明的其他實施態樣中也能為海岸。該水域22則為能掀起波浪之海洋。定義波浪之前進與後退方向為左右方向D2。
該波浪發電系統包含一個設置於該水域22的浮體裝置3，以及數個連接該浮體裝置3的發電設備4。
該浮體裝置3包括一艘船隻31、一根沿該船隻31的長度方向D3延伸並組裝於該船隻31底部外側的補強樑32、一塊設置於該補強樑32及該船隻31底部間的墊片33，以及數塊沿該長度方向D3間隔排列並設置於該補強樑32及該墊片33間的鋼板34。
該船隻31於本實施例中為廢棄或退役的船隻31，不過在實施上也能為新的船隻31。該船隻31具有一個沿寬度方向D4剖切的剖面概呈U形的船體311，以及一個設置於該船體311的甲板312。該船體311具有兩左右間隔且高於該甲板312的頂緣313。
該補強樑32沿寬度方向D4剖切的剖面概呈I形，並具有一個適配該船體311底部曲線地彎曲的彎曲段321、一個間隔地位於該彎曲段321下方且水平橫向延伸的水平段322，以及一個上下延伸連接於該彎曲段321與水平段322間的延伸段323。該墊片33沿該船隻31的長度方向D3延伸，且寬度大致上適配該彎曲段321的寬度。
於本實施例中，該等發電設備4的數量為兩個，且分別連接該船隻31的船首與船尾，但在本發明的其他實施態樣中，本發明也能僅包含一個連接該船隻31中間部位的所述發電設備4，或者包含數量更多且彼此沿著該船隻31的長度方向D3間隔排列的所述發電設備4。
每一發電設備4包含一個設置在水岸21上的發電裝置5，以及一個連接於該發電裝置5及該浮體裝置3間的搖桿裝置6。
每一發電裝置5包括一個設置在該水岸21上的轉輪單元51、一個樞接該轉輪單元51的曲柄52，以及一個能被該轉輪單元51帶動而發電的發電單元53。
每一轉輪單元51具有一個設置於該水岸21並位於該發電單元53與該搖桿裝置6間的輪座511，以及一個能轉動地設置於該輪座511上的轉輪512。每一曲柄52的其中一端樞接該轉輪512偏離軸心的部位，另外一端則樞接該搖桿裝置6。每一發電單元53具有一個設置在該水岸21上並具有一根轉子531的發電機532、一個能帶動該轉子531轉動且輪外徑小於該轉輪512之外徑的傳動輪組533，以及一條鏈接於該傳動輪組533及該轉輪512間以供該轉輪512帶動該傳動輪組533的鏈條534。
每一搖桿裝置6包括一個設置於該水岸21並位於該轉輪單元51及該浮體裝置3間的桿座61、一根樞接該桿座61的搖桿62，以及一個連接於該搖桿62及浮體裝置3間的連接單元63。
每一桿座61可上下升縮，而可帶動該搖桿62上升或下降，以在潮汐變化時能調整該搖桿62的高度位置，以期取得最佳的發電效果。
每一搖桿62為可彎曲變形而能適應潮差的彈性桿件，並具有彼此相反的一個的第一端部621與一第二端部622，以及一個位於該第一端部621與該第二端部622間並樞接該桿座61的樞接桿部623。每一第一端部621樞接各別的曲柄52的該另外一端。每一第二端部622樞接各別的連接單元63。
每一連接單元63具有一個樞接該第二端部622並設置於該浮體裝置3的該船隻31上的纜繩座64、一條穿設於該補強樑32的該延伸段323且兩相反端分別連接該纜繩座64的兩相反端的纜繩65、一條設置於該補強樑32及該纜繩65間的墊條66，以及兩個沿該船隻31的寬度方向D4間隔地設置於該船隻31的該甲板312及該纜繩座64間的波浪頂昇緩衝組67。每一纜繩座64具有一根沿該船體311的寬度方向D4延伸地橫架於該船體311上的橫柱641，以及一根由該橫柱641往上延伸並樞接該搖桿62的該第二端部622的樞接柱642。
每一波浪頂昇緩衝組67具有一個固設於該纜繩座64該橫柱641底端的固定板671、一個裝設於該船體311上的組裝板672、一個間隔地位於該組裝板672上方的間隔板673、兩個分別組裝於該固定板671底端及該間隔板673頂端的萬向接頭674，以及一個組接於該等萬向接頭674間的阻尼器675。每一組裝板672具有一個與該甲板312間隔地橫向延伸的橫板部676，以及一個橫剖面呈倒U形並套蓋於船體311的其中一頂緣313上的套板部677。
參閱圖3、5、6，該浮體裝置3的該船隻31，能被該水域22形成的波浪帶動而上下移動，並在一個如圖3所示的水面位置及一個如圖6所示的高點位置間變換。
於該低點位置，該水域22的水面大致與海平面相當，每一搖桿裝置6的該搖桿62的該第二端部622受該船隻31的影響而低於對應的該第一端部621，使每一搖桿62於圖面中呈現左高右低的狀態。
當波浪湧來，該船隻31將被波浪推升而來到該高點位置。於該高點位置，該水域22的水面高於該海平面，該船隻31透過甲板312頂推該等波浪頂昇緩衝組67，再透過該等波浪頂昇緩衝組67及對應的該纜繩座64頂推對應的該搖桿62，而使每一搖桿62於圖面中呈現對應的該第二端部622高於對應的該第一端部621的左低右高狀態。
該船隻31在不斷湧入的波浪作用下，將會帶動每一搖桿62的該第二端部622，使每一搖桿62以各自的該樞接桿部623為樞擺中心樞擺，進而透過對應的該第一端部621驅動對應該曲柄52帶動該轉輪單元51的該轉輪512轉動，並進一步傳動對應的該傳動輪組533帶動對應的該發電機532發電。
該補強樑32能防護該船隻31，避免該船隻31在波浪的侵襲下斷裂。該墊片33能解決該補強樑32與該船隻31剛性材料不匹配問題。每一鋼板34能保護該船隻31，避免該船體311受纜繩65的圍束力壓迫而產生線狀的凹陷變形。每一鋼板34沿該長度方向D3延伸的寬度能為對應的該纜繩65的繩寬的3～8倍。該等波浪頂昇緩衝組67能於船隻31左右搖擺時提供阻尼，而使整體運作穩定。
在本發明的其他實施態樣中，該波浪發電系統也能包含數個所述的浮體裝置3，且能為每一浮體裝置3搭配一個所述的發電設備4的實施態樣，也能為每一浮體裝置3搭配數個所述發電設備4的實施態樣。
綜上所述，本發明波浪發電系統的功效在於：以現有的船隻31取代以往的浮塊，能產生符合經濟效益的發電效率，該補強樑32及該墊條66則能提高該船隻31的強度，故該船隻31能耐受波浪的拍打侵襲，而能取代以往的浮塊。
以上所述者，僅為本發明的實施例而已，不能以此限定本發明的申請專利範圍，且依本發明申請專利範圍及說明書的記載內容所作的等效變化態樣，亦應為本發明申請專利範圍所涵蓋。
21‧‧‧水岸22‧‧‧水域3‧‧‧浮體裝置31‧‧‧船隻311‧‧‧船體313‧‧‧頂緣312‧‧‧甲板32‧‧‧補強樑321‧‧‧彎曲段322‧‧‧水平段323‧‧‧延伸段33‧‧‧墊片34‧‧‧鋼板4‧‧‧發電設備5‧‧‧發電裝置51‧‧‧轉輪單元511‧‧‧輪座512‧‧‧轉輪52‧‧‧曲柄53‧‧‧發電單元531‧‧‧轉子532‧‧‧發電機533‧‧‧傳動輪組534‧‧‧鏈條6‧‧‧搖桿裝置61‧‧‧桿座62‧‧‧搖桿621‧‧‧第一端部622‧‧‧第二端部623‧‧‧樞接桿部63‧‧‧連接單元64‧‧‧纜繩座641‧‧‧橫柱642‧‧‧樞接柱65‧‧‧纜繩66‧‧‧墊條67‧‧‧波浪頂昇緩衝組671‧‧‧固定板672‧‧‧組裝板673‧‧‧間隔板674‧‧‧萬向接頭675‧‧‧阻尼器676‧‧‧橫板部677‧‧‧套板部D1‧‧‧水岸方向D2‧‧‧左右方向D3‧‧‧長度方向D4‧‧‧寬度方向
本發明其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個局部剖切且不完整的一個剖視圖，說明一個現有的波浪發電系統的其中一個運作狀態； 圖2是一個類似圖1的剖視圖，說明現有的該波浪發電系統的另外一個運作狀態； 圖3是一個局部剖切且不完整的剖視圖，說明本發明波浪發電系統的一個實施例處於一個水面位置； 圖4是一個俯視圖，說明該實施例； 圖5是一個局部剖切且不完整的剖視圖，放大說明該實施例的一部分；及 圖6是一個類似圖3的剖視圖，說明該實施例處於一個高點位置。
21‧‧‧水岸
22‧‧‧水域
3‧‧‧浮體裝置
31‧‧‧船隻
32‧‧‧補強樑
33‧‧‧墊片
34‧‧‧鋼板
4‧‧‧發電設備
5‧‧‧發電裝置
51‧‧‧轉輪單元
511‧‧‧輪座
512‧‧‧轉輪
52‧‧‧曲柄
53‧‧‧發電單元
533‧‧‧傳動輪組
534‧‧‧鏈條
6‧‧‧搖桿裝置
61‧‧‧桿座
62‧‧‧搖桿
621‧‧‧第一端部
622‧‧‧第二端部
623‧‧‧樞接桿部
63‧‧‧連接單元
64‧‧‧纜繩座
65‧‧‧纜繩
66‧‧‧墊條
67‧‧‧波浪頂昇緩衝組
D2‧‧‧左右方向
D4‧‧‧寬度方向

Claims (8)

  1. 一種波浪發電系統，適用於設置在彼此鄰接的一水岸及一能產生波浪的水域，並包含： 一個浮體裝置，包括一艘能被波浪帶動而上下移動的船隻，以及一根沿該船隻的長度方向延伸並設置在該船隻底部外側的補強樑；及 至少一個發電設備，包括一發電裝置及一搖桿裝置，該搖桿裝置具有一個設置在該水岸的桿座、一個設置在該船隻上的連接單元，以及一根樞接該桿座且兩相反端分別樞接該發電裝置與連接單元的搖桿，該連接單元具有一個設置於該船隻上並樞接該搖桿的纜繩座、一條套設於該船隻且穿設於該補強樑並以兩相反端分別連接該纜繩座的兩相反端的纜繩，以及一條設置於該補強樑及該纜繩間的墊條，該搖桿能被上下移動的該船隻及該連接單元驅動而樞擺，傳動該發電裝置發電。
  2. 如請求項1所述的波浪發電系統，其中，該浮體裝置還包括至少一塊設置於該補強樑及該船隻間的鋼板。
  3. 如請求項2所述的波浪發電系統，其中，該浮體裝置還包括一塊設置於該補強樑及該至少一塊鋼板間的墊片。
  4. 如請求項1所述的波浪發電系統，其中，該補強樑具有一個適配該船隻底部曲線地彎曲的彎曲段、一個間隔地位於該彎曲段下方的水平段，以及一個上下延伸連接於該彎曲段與水平段間的延伸段。
  5. 如請求項1所述的波浪發電系統，其中，該連接單元還具有至少一個設置在該船隻及該纜繩座間的波浪頂昇緩衝組，該至少一個波浪頂昇緩衝組具有一個固設於該纜繩座的固定板、一個裝設於該船隻上的組裝板、一個間隔地位於該組裝板上方間隔板、兩個分別組裝於該固定板及該間隔板上的萬向接頭，以及一個組接於該等萬向接頭間的阻尼器。
  6. 如請求項5所述的波浪發電系統，其中，該組裝板具有一個橫向延伸的橫板部，以及一個橫剖面呈倒U形且套蓋於該船隻的套板部。
  7. 如請求項1至6中任一項所述的波浪發電系統，包含數個所述的發電設備，該等發電設備沿該水岸延伸的一個水岸方向間隔設置。
  8. 如請求項7所述的波浪發電系統，其中，每一發電設備的該發電裝置包括一個設置在該水岸上的轉輪單元、一個樞接該轉輪單元及對應的該搖桿的曲柄，以及一個能被該轉輪單元帶動而發電的發電單元，該船隻能被波浪帶動而上下移動並帶動每一發電設備的該搖桿樞擺，進而驅動每一曲柄帶動每一轉輪單元作動，傳動對應的該發電單元發電。
TW107129967A 2018-08-28 2018-08-28 波浪發電系統 TW202009367A (zh)

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