[發明專利]海上可再生能源轉換裝置和系統

無效

• 申請號: 200910196041.1
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN101649803A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 李永國;王世明;王永鼎;楊義
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: F03B13/16
• 分類號: F03B13/16;F03B11/00;F03D9/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術領域

本發明涉及能源轉換裝置和系統技術領域，特別涉及可再生能源轉換裝置和系統技術領域，具體是指一種海上可再生能源轉換裝置和系統。

背景技術

波浪是由于風和水的重力作用在海洋表面形成的海水的起伏運動，它具有一定的動能和勢能。波浪能在海洋中無處不在，儲量豐富。波浪能發電系統一般有能量吸收裝置和能量轉換裝置，能量吸收裝置吸收波浪能并將其轉換成規則運動形態(如直線運動、圓周運動)的機械能，再通過能量轉換裝置將規則運動形態的機械能轉換成電能輸出。從吸收波浪能的結構形式來劃分，可以分為振蕩水柱式、浮子式、擺式和點頭鴨式等。能量轉換系統有空氣葉輪、低水頭水輪機、液壓系統、機械系統以及發電機等。

自1964年，發明世界上第一臺小型氣動式波浪能發電裝置；到目前為止，世界上已有日本、英國、愛爾蘭、挪威、西班牙、瑞典、丹麥、印度、美國等國家相繼在海上建立了波浪發電裝置。我國廣州能源研究研建了100kW岸式振蕩水柱裝置。振蕩水柱+空氣葉輪的波浪能裝置由于采用空氣傳遞能量，其優點是避免了波浪對脆弱的發電系統的打擊；其缺點是空氣葉輪轉換效率底，而且發電不穩定。

現有創新技術(曲面繩輪波浪能轉換與發電系統，200610128746.6)把主要波浪能轉換部件和發電系統置于水下，缺點是不易安裝，尤其是水比較深的時候，電覽在海底，留有安全隱患；日常維護也很不方便。現有技術(群船海浪動力發電機ZL200720133512.0和用海浪與風能在近海領域用多體船發電法ZL200610021551.1)利用群船起伏運動實現對能量轉換，發電系統雖然在水上，但沒有考慮發電系統穩定性需求。在搖動的船體上放置風電系統，沒有考慮發電系統的相對穩定要求，遇到大浪，其結構、錨泊系統及輸電線往往容易被破壞。岸式波浪能裝置固定于岸邊，缺點是岸邊的波浪能能流密度往往偏小。也與我們期待的遠離陸地的海洋開發提供能源的想法不符。

另外，海上風電場的風速高于陸地風電場的風速，海上風能資源豐富。從20世紀70年以后，歐洲開啟了風能利用的新時代以來。現在荷蘭、丹麥有長期2020年和2030年海上風能開發計劃，歐洲海上風電場2010年后將會大規模開發。中國也有豐富的海上風能資源。從目前技術水平看，更需要與成本相對低的海上風電結合起來考慮。

因此，需要提供一種海上可再生能源轉換裝置和系統，其能有效利用海上可再生能源，為遠離陸地的海洋開發提供能源，且安全、穩定、可靠，便于工程實施和日常維護。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種海上可再生能源轉換裝置和系統，該裝置和系統設計巧妙、能有效利用海上可再生能源，為遠離陸地的海洋開發提供能源，適用于邊遠海島、鉆井平臺、深海采礦等常規能源難以供應的場所，且安全、穩定、可靠，便于工程實施和日常維護。

為了實現上述目的，在本發明的第一方面，提供了一種海上可再生能源轉換裝置，其特點是，包括海洋平臺和波浪能發電機，所述波浪能發電機安設在所述海洋平臺的臺面上。

較佳地，所述波浪能發電機包括波浪浮體和機械傳動發電部件，所述機械傳動發電部件安設在所述臺面上，所述波浪浮體包括浮體和安設在所述浮體上的直條齒輪，所述機械傳動發電部件包括直條齒輪限位組件、第一轉軸和安設在所述第一轉軸上的第一齒輪，所述浮體位于所述臺面下方，所述直條齒輪從下至上穿設所述臺面并與所述第一齒輪嚙合，所述直條齒輪限位組件抵靠限位所述直條齒輪。

更佳地，所述直條齒輪限位組件包括第二轉軸和安設在所述第二轉軸上的第二齒輪，所述第二轉軸與所述第一轉軸平行設置，所述直條齒輪為直條雙面齒輪，所述直條雙面齒輪位于所述第一齒輪和所述第二齒輪之間并分別嚙合所述第一齒輪和所述第二齒輪。

更佳地，所述機械傳動發電部件還包括增速齒輪、棘輪和發電機，所述增速齒輪安設在所述第一轉軸上，所述發電機具有第三轉軸，所述第三轉軸與所述第一轉軸平行設置，所述棘輪安設在所述第三轉軸上并嚙合所述增速齒輪。

較佳地，所述海洋平臺是張力腿式海洋平臺。

更佳地，所述張力腿式海洋平臺還包括立柱、浮箱和張力腿，所述立柱位于所述臺面和所述浮箱之間并分別連接所述臺面和所述浮箱，所述張力腿位于所述浮箱下并固定于所述浮箱。

更進一步地，所述張力腿式海洋平臺還包括基底模板，所述基底模板位于所述張力腿下方并固定于所述張力腿。