一種基於改進型風力發電裝置的海洋浮標的製作方法

2023-05-22 01:34:21

本實用新型涉及海洋工程領域，具體涉及一種基於改進型風力發電裝置的海洋浮標。

背景技術：

海洋浮標是海洋石油/天然氣開採區域作業的平臺（船）都需要使用的安全預警設備，海洋浮標一般布放在距離作業平臺10 ～40海裡以外的位置，實時地海洋石油作業平臺（船）提供海洋內波、海面氣象（風速風向、溫度溼度等）、海洋水文（波高波向、海流的流速流向等）等信息，以供平臺( 船) 的安全作業參考。布設海洋觀測浮標也是獲取科研用海洋氣象、水文長期定點觀測數據的重要手段。近年來，隨著國家對海洋基礎科學研究和海洋（石油/ 天然氣）工程應用的投入日益加大，依賴海洋浮標技術來獲取特定海域的海洋和氣象數據信息的研究/ 工程的項目也頻繁立項並開展實施。

一般來說，海洋浮標一般分為水上和水下兩部分。水上部分裝有多種氣象要素傳感器，分別測量風速、風向、氣壓、氣溫和溼度等氣象要素；水下部分有多種水文要素的傳感器，分別測量波浪、海流、潮位、海溫和鹽度等海洋傳感要素。各傳感器產生的信號，通過儀器自動處理，由發射機定時發出，地面接收站將收到的信號進行處理，就得到了人們所需的資料。

大多數海洋浮標是由蓄電池供電的。但由於海洋浮標遠離陸地，換電池不方便，因此有不少海洋浮標裝備了太陽能蓄電設備。但太陽能電池供電系統在陰雨天氣中發電能力較弱，造成蓄電池充電不足而損壞，從而降低了可靠性。因而現有技術中也出現了使用風力電池供電系統對浮標進行供電的技術，但是現有浮標風力發電系統都是採用陸地型風力發電裝置直接安裝於浮標體之上，通過將發電機底部與浮標連接將發電機固定在浮標上。這種固定方式沒有考慮到浮標是安裝於水面上的，其搖擺頻率很高，在風力發電裝置只有底部固定的情況下，當發生搖擺時發電機底部軸承要承受相當大的力矩，很容易造成發電機損壞。

技術實現要素：

本實用新型的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種基於改進型風力發電裝置的海洋浮標，採用的技術方案如下：

一種基於改進型風力發電裝置的海洋浮標，包括浮體、系留支架和錨碇裝置，所述系留支架固定在所述浮體的下部，所述浮體上安裝有上層支架，所述上層支架上安裝有環形安裝架，所述上層支架內架設了支撐板，所述環形安裝架內接有安裝平臺，所述安裝平臺上設有檢測模塊，所述檢測模塊用於採集海洋浮標所放置的海域中的環境信息以及浮標工作時的溫度，所述安裝平臺和支撐板之間設有風力發電裝置，所述風力發電裝置兩端分別固定在安裝平臺和支撐板，所述風力發電裝置的電源輸出端連接到風能充電控制電路板的電源輸入端上，所述風能充電控制電路板的電源輸出端分別與蓄電池和檢測模塊連接，控制風力發電裝置為蓄電池供電及為檢測模塊供電。

現有技術沒有考慮到當風力發電裝置安裝在浮標上時，風力發電裝置會隨著浮標的搖擺而搖擺，而浮標的搖擺頻率很高，在風力發電裝置只有底部固定的情況下，當浮標搖擺時，發電機底部軸承會承受很大的力矩，容易導致風力發電裝置損壞。而本實用新型中，設置環形安裝架、安裝平臺和支撐板，使風力發電裝置兩端分別固定在安裝平臺和支撐板上，使得當浮標搖擺時，發電機底部軸承承受的力矩很小，甚至沒有力矩，因此有效提高了風力發電裝置的壽命。

作為優選，所述風力發電機的軸承兩端通過法蘭固定在安裝平臺和支撐板上。

作為優選，本實用新型還包括太陽能電池板，所述太陽能電池板安裝在上層支撐架上，所述太陽能電池板的電源輸出端連接到太陽能充電控制電路板的電源輸入端上，所述太陽能充電控制電路板的電源輸出端連接了蓄電池和檢測模塊，所述太陽能充電控制電路板(PHOCOS CML10)控制太陽能電路板為蓄電池充電及為檢測模塊供電。

海洋上除了風力資源豐富外，太陽能資源也很豐富，本實用新型設置太陽能電池板，利用太陽能為檢測模塊供電，太陽能與風力發電供電，充分保障浮標的供電。

作為優選，所述上層支撐架包括三根支撐杆，所述三個支撐杆形成等邊三角支撐結構。

作為優選，本實用新型包括三個太陽能電池板，三個太陽能電池板分別架設在相鄰的兩根支撐杆上。

三個支撐杆形成三角支撐結構，三個太陽能電池板分別安裝在相鄰的兩根支撐杆所組成的面上，這樣太陽在不同照射角度時，都有太陽能電池板接收到太陽光照，充分保障浮標的供電。

作為優選，所述檢測模塊包括溫溼度傳感器、氣壓計和風速儀中的一種或兩種以上。

作為優選，所述檢測模塊還包括CNR4輻射傳感器。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：本實用新型設置環形安裝架、安裝平臺和支撐板，使風力發電裝置兩端分別固定在安裝平臺和支撐板上，使得當浮標搖擺時，發電機底部軸承承受的力矩很小，甚至沒有力矩，因此有效提高了風力發電裝置的壽命。同時，通過合理設計上層支撐架以及太陽能電池板的布局，能夠有效利用太陽能。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述。

實施例：

如圖1所示，一種基於改進型風力發電裝置的海洋浮標，包括浮體10、系留支架9和錨碇裝置，所述系留支架9固定在所述浮體10的下部，所述浮體10上安裝有上層支架7，所述上層支架7上安裝有環形安裝架11，所述上層支架7內架設了支撐板6，所述環形安裝架11內接有安裝平臺4，所述安裝平臺4上設有檢測模塊，所述檢測模塊用於採集海洋浮標所放置的海域中的環境信息以及浮標工作時的溫度，所述安裝平臺4和支撐板6之間設有風力發電裝置5，所述風力發電裝置5的兩端分別固定在安裝平臺4和支撐板6上，所述風力發電裝置5的電源輸出端連接到風能充電控制電路板的電源輸入端上，所述風能充電控制電路板的電源輸出端分別與蓄電池和檢測模塊連接，控制風力發電裝置5為蓄電池供電及為檢測模塊供電。

所述風力發電機5的軸承的兩端通過法蘭安裝在安裝平臺4和支撐板6上。

本實施例還包括太陽能電池板8，所述太陽能電池板8安裝在上層支撐架7上，所述太陽能電池板8的電源輸出端連接到太陽能充電控制電路板的電源輸入端上，所述太陽能充電控制電路板的電源輸出端連接了蓄電池和檢測模塊，所述太陽能充電控制電路板控制太陽能電路板為蓄電池充電及為檢測模塊供電。

所述上層支撐架7包括三根支撐杆，所述三個支撐杆形成等邊三角支撐結構。

本實用新型包括三個太陽能電池板8，三個太陽能電池板8分別架設在相鄰的兩根支撐杆上。

所述檢測模塊包括溫溼度傳感器2、氣壓計3和風速儀1中的一種或兩種以上。

所述檢測模塊還包括CNR4輻射傳感器12。

本實施例中，風力發電裝置的型號為JD-鼠籠式垂直軸400W，所述太陽能電池板的型號為PMS45W，風能充電控制板型號為JD-FGK200，太陽能充電控制板型號為PHOCOS CML10，溫溼度傳感器的型號為HMP155A、氣壓計的型號為Setra278、風速儀的型號為YOUNG05106。