[發(fā)明專利]一種風(fēng)能、海洋波浪能綜合發(fā)電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410291454.9
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104088757A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余海濤;陳中顯;胡敏強(qiáng);黃磊
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03B13/18;H02K35/00;H02K7/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用海上風(fēng)能、海洋波浪能進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置總成，屬于發(fā)電技術(shù)。

背景技術(shù)

將現(xiàn)有的海上風(fēng)能和海洋波浪能轉(zhuǎn)換成電能，可以為海上平臺和偏遠(yuǎn)島嶼的用電設(shè)備直接提供電能，這樣既降低了由于遠(yuǎn)距離輸電線路鋪設(shè)而產(chǎn)生的高額經(jīng)濟(jì)投入，也為新型可再生能源的開發(fā)和利用提供了發(fā)展方向。

海上風(fēng)能和海洋波浪能均來源于太陽能。但是，海上風(fēng)能和海洋波浪能的能量密度比太陽能大，尤其是海洋波浪能。鑒于海洋面積占據(jù)了全球總面積的71％，所以海上風(fēng)能和海洋波浪能的能量儲備異常豐富。如果有效地把海上風(fēng)能和海洋波浪能轉(zhuǎn)換成電能，將為人類提供一種重要的可再生清潔能源，也將促進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

中國專利申請CN201110137280.7公開了一種多功能風(fēng)力發(fā)電裝置。它具有顯示功能、控制功能、通訊功能、風(fēng)速測量功能、儲能功能和風(fēng)力發(fā)電功能。該發(fā)電裝置不僅可以進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，而且具有風(fēng)速測量的功能，因此可以為氣象觀測提供參考依據(jù)。上述風(fēng)力發(fā)電裝置沒有涉及到機(jī)械系統(tǒng)的架構(gòu)，實(shí)用性差。

中國專利申請201220205952.3公開了一種波浪發(fā)電裝置。它由動力機(jī)安裝平臺、平臺支柱、發(fā)電機(jī)和波浪動力裝置組成。動力機(jī)安裝平臺上安裝有擺軸，擺軸上安裝有擺輪和擺桿，所述擺輪通過轉(zhuǎn)換器與發(fā)電機(jī)連接。該裝置的系統(tǒng)架構(gòu)簡單，造價(jià)低，可以利用各方向的波浪能進(jìn)行發(fā)電。由于上述波浪發(fā)電裝置的平臺支柱與水底地面硬連接，所以在受到強(qiáng)大的水平波浪力沖擊情況下，容易發(fā)生故障，

總體來講，現(xiàn)有已投入使用的風(fēng)能和海洋波浪能發(fā)電裝置具有以下弊端：實(shí)用性差；發(fā)電裝置運(yùn)行過程中需要通過機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行多次能量轉(zhuǎn)換，從而導(dǎo)致發(fā)電效率降低；發(fā)電裝置與海底地面硬連接，容易受到水平波浪力的沖擊。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種風(fēng)能、海洋波浪能綜合發(fā)電裝置，能夠同時(shí)對海上風(fēng)能和海洋波浪能進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換為電能，可促進(jìn)海洋能源的進(jìn)一步開發(fā)和利用。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種風(fēng)能、海洋波浪能綜合發(fā)電裝置，包括圓環(huán)形的外浮筒、圓筒形的內(nèi)浮筒、永磁直線發(fā)電機(jī)構(gòu)和永磁旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)；

所述外浮筒同軸套設(shè)在內(nèi)浮筒外側(cè)，外浮筒可相對內(nèi)浮筒發(fā)生軸向往復(fù)移動，在內(nèi)浮筒上設(shè)置有兩組限位擋塊，兩組限位擋塊分別限定外浮筒相對內(nèi)浮筒的移動范圍兩端；在外浮筒的上端設(shè)置有罩蓋，罩蓋蓋住內(nèi)浮筒的上端，罩蓋側(cè)沿與外浮筒密封連接；

所述永磁直線發(fā)電機(jī)構(gòu)包括永磁直線發(fā)電機(jī)，永磁直線發(fā)電機(jī)包括定子和動子，定子通過固定塊同軸固定在內(nèi)浮筒內(nèi)，定子同軸套設(shè)在動子外側(cè)，動子可相對定子發(fā)生軸向往復(fù)移動；動子和罩蓋之間通過第一剛性連接桿連接，第一剛性連接桿位于內(nèi)浮筒的中軸線上；

所述永磁旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)包括葉輪、永磁旋轉(zhuǎn)發(fā)電和圓周向滑套滑塊機(jī)構(gòu)，軸向滑套滑塊機(jī)構(gòu)包括滑套和滑塊，滑塊安裝在滑套內(nèi)，滑塊可相對滑套發(fā)生整圓周方向的往復(fù)移動；永磁旋轉(zhuǎn)發(fā)電的旋轉(zhuǎn)輸入端與葉輪固定連接，永磁旋轉(zhuǎn)發(fā)電的固定端與滑塊固定連接，滑套和罩蓋之間通過第二剛性連接桿連接，第二剛性連接桿位于內(nèi)浮筒的中軸線上。

該發(fā)電裝置中，內(nèi)浮筒和外浮筒分別在發(fā)電過程中相對靜止和相對運(yùn)動，永磁直線發(fā)電機(jī)構(gòu)用于將海洋波浪能轉(zhuǎn)化為電能，永磁旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)構(gòu)用于將海洋風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；一般設(shè)計(jì)外浮筒的吃水深度為其高度的一半，內(nèi)浮筒的吃水深度根據(jù)需要設(shè)計(jì)。由于能量轉(zhuǎn)換過程中沒有涉及到間接傳遞的環(huán)節(jié)，所以本發(fā)明利用海上風(fēng)能和海洋波浪能發(fā)電的綜合發(fā)電裝置總成結(jié)構(gòu)簡單、效率高，可以廣泛地為海上平臺和偏遠(yuǎn)島嶼的用電設(shè)備提供電能供給。

優(yōu)選的，所述第一剛性連接桿的下端通過萬向聯(lián)軸節(jié)與動子連接，以保障動子與定子之間的氣隙恒定，同時(shí)也保證了第一剛性連接桿與動子之間的銜接可靠。

優(yōu)選的，所述外浮筒和內(nèi)浮筒的內(nèi)腔底部均勻設(shè)置有配重塊，使外浮筒和內(nèi)浮筒的重心盡量下移進(jìn)而增強(qiáng)外浮筒和內(nèi)浮筒在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性；儲能模塊和電源管理模塊設(shè)置在外浮筒的內(nèi)腔；在外浮筒和/或內(nèi)浮筒的內(nèi)腔空白區(qū)域填充有塑料泡沫，以提高外浮筒和內(nèi)浮筒的密封性能，要求塑料泡沫不干涉第一剛性連接桿的運(yùn)動。

優(yōu)選的，所述內(nèi)浮筒的底部通過錨鏈與沉石/錨連接，沉石/錨放置于海底；以保證整個(gè)發(fā)電裝置不會因?yàn)楹Ｑ蟛ɡ说乃酵苿佣l(fā)生較大的位移。

優(yōu)選的，所述圓周向滑套滑塊機(jī)構(gòu)中，滑套為半圓形，滑塊為半圓形。