一種風能、海洋能綜合利用發電平臺的製作方法

2024-04-03 20:19:05

本發明涉及海洋能利用領域，特別涉及一種風能、海洋能綜合利用發電平臺。

背景技術：

隨著石油、煤等不可再生能源的消耗，人們逐漸考慮如何充分利用海洋上的能源，而海洋上的風能、潮流能、波浪能屬於無窮無盡的可再生資源，而且屬於無汙染的綠色能源。海上利用風力進行發電的技術已經成熟，但是，相比於海上風力發電，波浪能發電裝置和潮流發電裝置的能量轉化率較低，單位發電成本較高，一定程度限制了二者的充分利用。故如何將風能、潮流能及波浪能三者充分利用，並採用同一裝置進行發電，是近年來一直研究的課題。

申請號為201410206109.0的中國發明專利公開了基於單樁平臺的風能‐波浪能‐潮流能集成發電結構，包括單樁平颱風力發電結構、波浪能發電裝置和潮流能發電裝置，單樁平颱風力發電結構包括風力機、塔架結構、單樁支撐結構和配套電力傳輸系統，波浪能發電裝置設在塔架結構水面處，潮流能發電裝置設在水下的單樁支撐結構上。該發明採用單樁平臺結構施工便利、建造成本低，適用範圍廣；風力發電、波浪發電和潮流發電共享單樁支撐結構和電力傳輸系統，可有效降低單位發電成本。該發明能夠將風能、潮流能、波浪能有效轉化為電能，轉化效率高。但該發明存在以下不足，潮流能發電裝置中的轉子繞水平軸旋轉，發電過程中遇到的阻礙作用較大，同時將電能傳輸過程中，能量傳輸效率不高。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供了一種風能、海洋能綜合利用發電平臺，通過將風力發電裝置、潮流能發電裝置和波浪能發電裝置通過共同的電力傳輸系統，傳輸電能，可有效降低單位發電成本，提高能量利用率、傳輸效率。

為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：

一種風能、海洋能綜合利用發電平臺，包括設置在海平面以下的潮流能發電裝置、固定樁、風力發電裝置和波浪能發電裝置；所述潮流能發電裝置包括葉輪機；所述葉輪機包括水平轉動的葉輪；

所述固定樁內設有電力傳輸系統；所述電力傳輸系統與所述風力發電裝置連接；所述電力傳輸系統與所述潮流能發電裝置連接；所述電力傳輸系統與所述波浪能發電裝置連接。

本發明的有益效果在於：

區別於現有技術，將潮流能轉換為葉輪豎直方向旋轉的動能，存在能量轉換過程中會受到的動力較小；本發明中的潮流能發電裝置包括葉輪機，所述葉輪機包括水平轉動的葉輪；所述葉輪能夠將潮流能轉換為水平旋轉的動能，所述葉輪水平方向旋轉過程中，能夠增加葉輪旋轉過程受到的潮流動力，從而提高了潮流能轉換為電能的轉化率；通過風力發電裝置、潮流能發電裝置和波浪能發電裝置共同設置在風機的固定樁上；同時通過共同的電力傳輸系統，傳輸電能，可有效降低單位發電成本，提高能量利用率、傳輸效率。

附圖說明

圖1為本發明實施例的一種風能、海洋能綜合利用發電平臺的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的一種風能、海洋能綜合利用發電平臺的俯視結構示意圖；

標號說明：

1、潮流能發電裝置；2、葉輪機；3、葉輪；4、固定樁；5、滑道；6、波浪能發電裝置；7、振蕩式浮子；8、連杆；9、豎軸；10、第一支撐架；11、第二支撐架；12、濾波裝置；13、外框；14、第一橫向支撐杆；15第三支撐架；16、第二橫向支撐杆；17、豎向支撐杆。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖予以說明。

本發明最關鍵的構思在於：通過風力發電裝置、潮流能發電裝置和波浪能發電裝置通過共同的風機電力傳輸系統傳輸電能，可有效降低單位發電成本，提高能量傳輸效率。

本發明的工作原理：當海平面上升或者下降時，通過所述潮流能發電裝置與所述固定樁滑動連接，調節潮流能發電裝置離海平面的深度，同時將潮流能轉換為葉輪的動能，從而進行發電；通過所述波浪能發電裝置與所述固定樁滑動連接，能夠保證所述振蕩式浮子維持在海平面上，同時能夠將波浪能轉換為振蕩式浮子的動能，從而進行發電；潮流能發電裝置與波浪能發電裝置連接，當潮流能發電裝置能量不足，不能維持其上下滑動時，波浪能發電裝置能夠提供電能給潮流能發電裝置；當波浪能發電裝置能量不足，不能維持其上下滑動時，潮流能發電裝置能夠提供電能給潮流能發電裝置；通過潮流能發電裝置與波浪能發電裝置連接，使潮流能發電裝置和波浪能發電裝置能一直處於工作狀態。

請參照圖1和圖2，本發明提供的一種風能、海洋能綜合利用發電平臺，包括設置在海平面以下的潮流能發電裝置1、固定樁4、風力發電裝置和波浪能發電裝置6；所述潮流能發電裝置1包括葉輪機2；所述葉輪機2包括水平轉動的葉輪3；

所述固定樁4內設有電力傳輸系統；所述電力傳輸系統與所述風力發電裝置連接；所述電力傳輸系統與所述潮流能發電裝置1連接；所述電力傳輸系統與所述波浪能發電裝置6連接。

從上述描述可知，本發明的有益效果在於：所述潮流能發電裝置包括葉輪機，所述葉輪機包括水平轉動的葉輪；所述葉輪能夠將潮流能轉換為水平旋轉的動能，所述葉輪水平方向旋轉過程中，能夠增加葉輪旋轉過程遇到的潮流動力，從而提高了潮流能轉換為電能的轉化率；通過風力發電裝置、潮流能發電裝置和波浪能發電裝置共享風機的固定樁和風機電力傳輸系統，可有效降低單位發電成本，提高能量傳輸效率。

進一步的，所述固定樁4外表面設有滑道5；所述潮流能發電裝置1與所述滑道5滑動連接；所述滑道5固定不動，所述潮流能發電裝置1隨著海平面的升降沿著滑道5上下滑動。

從上述描述可知，通過所述潮流能發電裝置與所述滑道滑動連接，當海平面上升或者下降時，能夠維持潮流能發電裝置在海平面下方的一定深度，使潮流能發電裝置處於最佳的工作狀態，使潮流能高效的轉換為電能。

進一步的，所述波浪能發電裝置6包括振蕩式浮子7和L型的連杆8；所述振蕩式浮子7內部設有凹腔；所述連杆8一端與所述振蕩式浮子7連接，另一端與所述滑道5滑動連接；所述滑道5固定不動，所述連杆8隨著海平面的升降沿著滑道5上下滑動。

從上述描述可知，所述振蕩式浮子內部設有凹腔，能夠增大所述振蕩式浮子在海平面上的浮力；通過連杆與所述滑著滑動連接，當海平面上升或者下降時，能夠使振蕩式浮子始終處於海平面上，使振蕩式浮子一直處於工作狀態，能夠將波浪能轉換為振蕩式浮子的動能，提高了波浪能的利用率；並不會因為漲潮或者退潮時，海平面升降而使波浪能發電裝置不能工作。

進一步的，所述潮流能發電裝置1與所述波浪能發電裝置6連接；所述風力發電裝置與所述潮流能發電裝置1連接。

從上述描述可知，當出現設備故障時，風力發電裝置、潮流能發電裝置和波浪能發電裝置可相互提供電力支持保障，提升海上能量設備的生存能力。

進一步的，所述潮流能發電裝置1包括豎軸9、第一支撐架10和第二支撐架11；所述豎軸9的一端與所述第一支撐架10垂直連接；所述豎軸9的另一端與所述第二支撐架11垂直連接；所述葉輪3上設有通孔，所述葉輪3通過通孔套設在所述豎軸9上；所述第一支撐架10在所述第二支撐架11之上，所述第一支撐架10上設有濾波裝置12，所述濾波裝置12覆蓋所述第一支撐架10。

從上述描述可知，所述葉輪通過通孔套設在所述豎軸上，所述葉輪能夠將潮流能轉換為水平旋轉的動能，所述葉輪繞豎軸旋轉過程中，能夠增加葉輪旋轉過程遇到的潮流動力；通過所述濾波裝置覆蓋所述第一支撐架，能夠減小海面波浪對潮流能的影響。

進一步的，所述第一支撐架10包括外框13和第一橫向支撐杆14；所述外框13為正多邊形或圓形；所述第一橫向支撐杆14的一端與所述外框13連接，所述第一橫向支撐杆14的另一端與所述滑道5滑動連接；所述第二支撐架11與所述第一支撐架10大小和形狀相同。

從上述描述可知，所述外框為正多邊形或圓形，方便潮流能發電裝置對稱布置；通過所述第一橫向支撐杆的一端與所述外框連接，能夠增加所述第一支撐架的強度，避免所述第一支撐架在沿著固定樁上下滑動時，受到過大的壓力而產生變形。

進一步的，所述潮流能發電裝置1還包括第三支撐架15，所述第三支撐架15包括第二橫向支撐杆16和豎向支撐杆17；所述第二橫向支撐杆16一端與所述豎向支撐杆17中部垂直連接，所述第二橫向支撐杆16另一端與所述滑道5滑動連接；所述豎向支撐杆17一端與所述第一支撐架10垂直連接，所述豎向支撐杆17另一端與所述第二支撐11架垂直連接。

從上述描述可知，通過所述第三支撐架與所述第一支撐架、所述第二支撐架及固定樁連接，增加了所述潮流能發電裝置的強度及剛度。

進一步的，所述風力發電裝置固定在所述固定樁4上部。

從上述描述可知，通過固定樁上部設置風力發電裝置，能夠將風能轉換為電能，提高了海上能源的利用。

進一步的，一種風能、海洋能綜合利用發電平臺還包括第一升降裝置和第二升降裝置；所述第一升降裝置設置在所述潮流能發電裝置1內部；使所述潮流能發電裝置1通過所述第一升降裝置沿著滑道5表面上下滑動；所述第二升降裝置設置在所述波浪能發電裝置6內部；使所述波浪能發電裝置6通過所述第二升降裝置沿著滑道5表面上下滑動。

從上述描述可知，通過所述第一升降裝置，能夠調節潮流能發電裝置離海平面的深度，使其處於最佳工作狀態，提高潮流能的利用率；通過所述第二升降裝置，能夠使波浪能發電裝置沿著固定樁上下滑動，使振蕩式浮子始終處於海平面上，將波浪能轉換為電能，提高了波浪能的利用率。

進一步的，所述潮流能發電裝置1包括第一潮流能發電裝置和第二潮流能發電裝置；所述第一潮流能發電裝置和所述第二潮流能發電裝置關於所述固定樁4對稱設置；所述波浪能發電裝置6包括第一波浪能發電裝置和第二波浪能發電裝置；所述第一波浪能發電裝置和所述第二波浪能發電裝置關於所述固定樁4對稱設置。

從上述描述可知，通過潮流能發電裝置關於所述固定樁對稱設置，波浪能發電裝置關於所述固定樁對稱設置，最大限度消除了來流不均勻性對潮流能、波浪能發電裝置發電效率的影響。

請參照圖1至圖2，本發明的實施例一為：

本發明提供的一種風能、海洋能綜合利用發電平臺，包括設置在海平面以下的潮流能發電裝置1；所述潮流能發電裝置1包括葉輪機2；所述葉輪機2包括水平轉動的葉輪3；所述固定樁4外表面設有滑道5；所述潮流能發電裝置1包括豎軸9、第一支撐架10、第二支撐架11和第三支撐架15；所述豎軸9的一端與所述第一支撐架10垂直連接；所述豎軸9的另一端與所述第二支撐架11垂直連接；所述葉輪3上設有通孔，所述葉輪3通過通孔套設在所述豎軸9上；所述第一支撐架10在所述第二支撐架11之上，所述第一支撐架10上設有濾波裝置12，所述濾波裝置12覆蓋所述第一支撐架10；所述第一支撐架10包括外框13和第一橫向支撐杆14；所述外框13為正多邊形或圓形；所述第一橫向支撐杆14的一端與所述外框13連接，所述第一橫向支撐杆14的另一端與所述滑道5滑動連接；所述第二支撐架11與所述第一支撐架10大小和形狀相同；所述第三支撐架15包括第二橫向支撐杆16和豎向支撐杆17；所述第二橫向支撐杆16一端與所述豎向支撐杆17中部垂直連接，所述第二橫向支撐杆16另一端與所述滑道5滑動連接；所述豎向支撐杆17一端與所述第一支撐架10垂直連接，所述豎向支撐杆17另一端與所述第二支撐11架垂直連接；所述潮流能發電裝置1與所述滑道5滑動連接；所述滑道5固定不動；所述潮流能發電裝置1內部設有所述第一升降裝置，使所述潮流能發電裝置1通過所述第一升降裝置沿著滑道5表面上下滑動。

從本發明的實施例一可知，所述潮流能發電裝置包括葉輪機，所述葉輪機包括水平轉動的葉輪；所述葉輪安裝在所述豎軸上，所述葉輪能夠將潮流能轉換為水平旋轉的動能；所述第一支撐架上設有濾波裝置，所述濾波裝置能夠減小海面波浪對潮流能的影響，從而減小葉輪旋轉過程受到波浪衝擊的影響；通過所述第一升降裝置，能夠調節潮流能發電裝置離海平面的深度，使其處於最佳工作狀態，能夠減小海平面上的波浪對葉輪的影響。

本發明的實施例二為：

本發明提供的一種風能、海洋能綜合利用發電平臺，包括設置在海平面以下的潮流能發電裝置1、波浪能發電裝置6和風力發電裝置、固定樁4、第一升降裝置和第二升降裝置；所述潮流能發電裝置1包括葉輪機2；所述葉輪機2包括水平轉動的葉輪3；所述固定樁4外表面設有滑道5；所述固定樁4內設有電力傳輸系統；所述電力傳輸系統與所述風力發電裝置連接；所述電力傳輸系統與所述潮流能發電裝置1連接；所述電力傳輸系統與所述波浪能發電裝置6連接；所述潮流能發電裝置1包括豎軸9、第一支撐架10、第二支撐架11和第三支撐架15；所述豎軸9的一端與所述第一支撐架10垂直連接；所述豎軸9的另一端與所述第二支撐架11垂直連接；所述葉輪3上設有通孔，所述葉輪3通過通孔套設在所述豎軸9上；所述第一支撐架10在所述第二支撐架11之上，所述第一支撐架10上設有濾波裝置12，所述濾波裝置12覆蓋所述第一支撐架10；所述第一支撐架10包括外框13和第一橫向支撐杆14；所述外框13為正多邊形或圓形；所述第一橫向支撐杆14的一端與所述外框13連接，所述第一橫向支撐杆14的另一端與所述滑道5滑動連接；所述第二支撐架11與所述第一支撐架10大小和形狀相同；所述第三支撐架15包括第二橫向支撐杆16和豎向支撐杆17；所述第二橫向支撐杆16一端與所述豎向支撐杆17中部垂直連接，所述第二橫向支撐杆16另一端與所述滑道5滑動連接；所述豎向支撐杆17一端與所述第一支撐架10垂直連接，所述豎向支撐杆17另一端與所述第二支撐11架垂直連接；所述潮流能發電裝置1與所述滑道5滑動連接；所述滑道5固定不動，所述潮流能發電裝置1隨著海平面的升降沿著滑道5上下滑動；所述波浪能發電裝置6包括振蕩式浮子7和L型的連杆8；所述振蕩式浮子7內部設有凹腔；所述連杆8一端與所述振蕩式浮子7連接，另一端與所述滑道5滑動連接；所述滑道5固定不動，所述連杆8隨著海平面的升降沿著滑道5上下滑動；所述潮流能發電裝置1與所述波浪能發電裝置6連接；所述第一升降裝置設置在所述潮流能發電裝置1內部；使所述潮流能發電裝置1通過所述第一升降裝置沿著滑道5表面上下滑動；所述第二升降裝置設置在所述波浪能發電裝置6內部；使所述波浪能發電裝置6通過所述第二升降裝置沿著滑道5表面上下滑動；所述風力發電裝置固定在所述固定樁4上部；所述潮流能發電裝置1包括第一潮流能發電裝置和第二潮流能發電裝置；所述第一潮流能發電裝置和所述第二潮流能發電裝置關於所述固定樁4對稱設置；所述波浪能發電裝置6包括第一波浪能發電裝置和第二波浪能發電裝置；所述第一波浪能發電裝置和所述第二波浪能發電裝置關於所述固定樁4對稱設置。

綜上所述，本發明提供的一種風能、海洋能綜合利用發電平臺，所述潮流能發電裝置包括葉輪機，所述葉輪機包括水平轉動的葉輪；所述葉輪能夠將潮流能轉換為水平旋轉的動能，所述葉輪水平方向旋轉過程中，能夠增加葉輪旋轉過程遇到的潮流動力，從而提高了潮流能轉換為電能的轉化率；通過所述潮流能發電裝置與所述滑道滑動連接，當海平面上升或者下降時，能夠維持潮流能發電裝置在海平面下方的一定深度，使潮流能發電裝置處於最佳的工作狀態，使潮流能高效的轉換為電能；所述振蕩式浮子內部設有凹腔，能夠增大所述振蕩式浮子在海平面上的浮力；通過連杆與所述滑著滑動連接，當海平面上升或者下降時，能夠使振蕩式浮子始終處於海平面上，使振蕩式浮子一直處於工作狀態，能夠將波浪能轉換為振蕩式浮子的動能，提高了波浪能的利用率；並不會因為漲潮或者退潮時，海平面升降而使波浪能發電裝置不能工作；通過所述潮流能發電裝置與所述波浪能發電裝置連接，當潮流能發電裝置能量不足，不能維持其上下滑動時，波浪能發電裝置能夠提供電能給潮流能發電裝置；當波浪能發電裝置能量不足，不能維持其上下滑動時，潮流能發電裝置能夠提供電能給潮流能發電裝置；通過潮流能發電裝置與波浪能發電裝置連接，使潮流能發電裝置和波浪能發電裝置能一直處於工作狀態；通過所述潮流能發電裝置關於所述固定樁對稱設置，所述波浪能發電裝置關於所述固定樁對稱設置，最大限度消除了來流不均勻性對潮流能、波浪能發電裝置發電效率的影響。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。