[實用新型]自適應(yīng)集風(fēng)式水上風(fēng)力發(fā)電站

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520202641.5
• 申請日: 2015-04-06
• 公開（公告）號: CN204610142U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳佳宇
• 申請（專利權(quán)）人: 陳佳宇
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D11/04;F03D11/00;F03B13/14;H02S10/12;B63B35/44
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用漂浮式水上平臺作為集風(fēng)裝置和風(fēng)力發(fā)電機組載體的自適應(yīng)集風(fēng)式水上風(fēng)力發(fā)電站。

背景技術(shù)

目前，人類利用能源的方式面臨轉(zhuǎn)型升級，特別是我國以燃煤為主的發(fā)電方式迫切需要用清潔能源取代。海洋能屬于清潔能源，主要包括風(fēng)能、波浪能、太陽能和海流能等，海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積所擁有的能量較小。也就是說，要想得到更多能量，就得從大面積海面或大量的海水中獲得。海洋能具有可再生性，可以說取之不盡，用之不竭。

海洋占地球表面的70％，是最大的太陽能和風(fēng)能吸收器，風(fēng)能量傳遞速率和風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水相互作用的距離有關(guān)。海洋的波浪能儲量巨大，在每平方公里的海面上，運動著的海浪蘊藏約30萬千瓦的能量，全球可供開發(fā)的波浪能約30億千瓦。

據(jù)研究報告，中國海域上空的風(fēng)速估計常年在7米/秒以上，即風(fēng)能功率密度在每平方米200瓦以上，離岸越運，風(fēng)能功率密度越高，總風(fēng)能資源非常可觀。在上海向東150公里的海域，年平均波浪高度在2米以上，由此推算，那里70米高上空年平均風(fēng)能功率密度在每平方米六百瓦左右。總的來說，中國海域的風(fēng)能和波浪能資源非常豐富，具有商業(yè)開發(fā)價值。

目前，風(fēng)能發(fā)電裝置和波浪能發(fā)電裝置可謂五花八門。風(fēng)力發(fā)電機組有水平軸和垂直軸之分，水平軸風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電效率較高，通常需要安裝在高空中，以獲得更大的風(fēng)能功率密度。但是，海上風(fēng)力發(fā)電機組的安裝和維護難度較大，成本較高。

波浪能發(fā)電裝置無非是利用波浪運動的位能差、往復(fù)力、浮力產(chǎn)生動力，主要的利用方法有三種：1.利用海洋波浪推動轉(zhuǎn)換裝置上下運動帶動發(fā)電機發(fā)電；2.利用海洋波浪推動轉(zhuǎn)換裝置前后擺動帶動發(fā)電機發(fā)電；3.把大波浪的低壓水變?yōu)樾◇w積高壓水送入高位水池積蓄起來，再推動下方水輪發(fā)電機發(fā)電。

中國專利CN201210149837.3，于2012年5月2日公開了一種鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的漂浮式海上發(fā)電平臺，包括平臺主體、浮體式波浪能收集裝置、海風(fēng)能量收集裝置、發(fā)電裝置。所有能量收集裝置收集的流體運動能量都能同步偶合、集中發(fā)電。可望實現(xiàn)安全、長壽命、規(guī)模化、維護方便、低成本的商業(yè)化應(yīng)用。漂浮式的發(fā)電平臺使可利用的海域面積大大增加。但該發(fā)明的制造難度大、成本高，其自重較大，承載的重量受限，平臺主體漂浮在海面上，抵御海上強風(fēng)浪的生存能力較低。

據(jù)報道，2013年11月12日，世界第一座海上浮動式風(fēng)力發(fā)電基站在日本福島縣近海投入運營。該浮動式風(fēng)力發(fā)電基站高120米，被三艘拖輪拖到距離福島第一核電站20余公里的海上，并開始發(fā)電。該浮動式風(fēng)力發(fā)電基站的成本高，不能綜合利用波浪能和太陽能。

本發(fā)明人于2011年9月6日申請的中國發(fā)明專利CN201110263980.0，公開了風(fēng)光互補波浪發(fā)電站，包括支柱和浮體，支柱固定在海床上，浮體設(shè)有支柱孔，每個支柱孔中套設(shè)有一根支柱，浮體與支柱活動連接并可以相對支柱上下往復(fù)運動；浮體和支柱之間設(shè)有直線發(fā)電機。波浪發(fā)電站由若干獨立的浮體和支柱組成，每一支柱與浮體之間都設(shè)有發(fā)電機，支柱上端設(shè)有風(fēng)力發(fā)電機，浮體上表面設(shè)有太陽能電池。在波浪的前進方向布置若干安裝有發(fā)電機的浮體和支柱，通過導(dǎo)線連接形成供電網(wǎng)絡(luò)，在較大范圍內(nèi)不間斷采集波浪起伏的能量，將各個發(fā)電機產(chǎn)生的電量通過供電網(wǎng)絡(luò)匯聚，實現(xiàn)持續(xù)供電。該發(fā)明只提出在近海綜合利用風(fēng)能、波浪能和太陽能的解決方案，未提出在遠離海岸的海域綜合利用風(fēng)能、波浪能和太陽能的技術(shù)方案。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種自動適應(yīng)并跟隨風(fēng)向變化的集風(fēng)式水上風(fēng)力發(fā)電站，主要采用漂浮式水上平臺作為集風(fēng)裝置和風(fēng)力發(fā)電機組的載體。該風(fēng)力發(fā)電站同時集成安裝有波浪能發(fā)電裝置和太陽能發(fā)電裝置，以提高綜合經(jīng)濟效益。

本實用新型的目的是通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

自適應(yīng)集風(fēng)式水上風(fēng)力發(fā)電站，包括集風(fēng)裝置和風(fēng)力發(fā)電機組，所述集風(fēng)裝置設(shè)有集風(fēng)口和出風(fēng)口，集風(fēng)口大于出風(fēng)口，出風(fēng)口朝向風(fēng)力發(fā)電機組，所述集風(fēng)裝置和風(fēng)力發(fā)電機組設(shè)在浮體上，浮體漂浮在水中，浮體通過連接構(gòu)件與固定在水中的系泊體可轉(zhuǎn)動連接；在風(fēng)向改變時，所述集風(fēng)裝置與風(fēng)力發(fā)電機組能夠隨浮體一起在水面上圍繞系泊體轉(zhuǎn)動，從而使集風(fēng)口自動調(diào)整到面對來風(fēng)的方向。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述連接構(gòu)件包括硬質(zhì)的連接桿和軟質(zhì)的連接纜繩。