[發明專利]海中漂浮式海流發電裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201580058652.3
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN107076103B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 二橋謙介;小野寺祥;淺野伸;小林哲平
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: F03B13/10
• 分類號: F03B13/10;F03B13/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

本發明的目的是提供一種海中漂浮式海流發電裝置，其能抑制由投影力矩引起的海流發電裝置的浮體的周期性方向振動。該海中漂浮式海流發電裝置構成為：使通過突出于外部的旋轉翼(5)驅動容納于機艙(4)內的發電機(9)的轉子的海流發電裝置主體(2)結合于構造物的左右，并可漂浮于海中的雙體式的浮體(1)，并且通過系留索卡定于海底，該海流發電裝置主體(2)采用將旋轉翼(5)配置于機艙(4)的海流方向的下游側的順風方式，具備力矩抑制單元(20)，該力矩抑制單元(20)抑制由于隨著旋轉翼(5)的葉片(5a)進入海流方向的上游側的構造物的投影區域(投影力矩區域)時的海流的流速降低的推力減小而產生于浮體(1)的力矩。

技術領域

本發明涉及一種利用海流進行發電的海流發電裝置，特別是涉及一種使發電裝置漂浮于海中來使用的海中漂浮式海流發電裝置。

背景技術

近年來，開發出利用各種自然能的發電技術。例如黑潮等巨大的海流也是一種能源，還開發出利用該海流進行發電的海流發電裝置。在該海流發電裝置中，通過海流使旋轉翼旋轉，使連接于旋轉翼的軸的發電機旋轉，由此進行發電。

作為這樣的海流發電裝置的一個方式，有海中漂浮式海流發電裝置(水中漂浮式海流發電裝置)，例如專利文獻1中所公開。該海中漂浮式海流發電裝置將構成為具有一定浮力的浮體的海流發電裝置與從海底延伸的系留索相連，由此海流發電裝置一邊通過系留索在容許的范圍漂浮于海中一邊進行發電。海中漂浮式海流發電裝置無需如地面上設置的風力發電裝置那樣的巨大的支柱，可以采用簡單的構成。

圖14是表示專利文獻1中公開的海中漂浮式海流發電裝置的立體圖。如圖14所示，該海中漂浮式海流發電裝置構成為浮體1，為了謀求該浮體1的姿勢穩定，采用由兩個海流發電裝置主體2、2和將它們連接的構造物3構成一個浮體1的雙體式。海流發電裝置主體2在機艙(也稱作吊艙)4內裝備有未圖示的發電機，在該發電機的轉子連接有旋轉翼5的旋轉軸。

機艙4結合于構造物3的左右兩端。系留索6的頂端結合于構造物3的左右方向中央，系留索6的底端卡定于海底。浮體1在系留索6束縛的范圍沿著水平方向以及鉛垂方向漂浮于海中。浮體1的浮力左右平衡，浮體1的構造物3形成為與海流方向對置的翼形。由此，浮體1以其正面(旋轉翼5的正面)正對海流方向的方式根據海流改變方向來實施發電。

此外，該海流發電裝置采用將旋轉翼5配置于機艙4的后方(海流的下游側)的順風(Down wind)方式。如此，通過將旋轉翼5配置于機艙4的下游側，使浮體1的正面(旋轉翼5的正面)易于朝向海流方向。在海中漂浮式海流發電裝置的情況下，難以安裝主動地實施浮體1的方向控制(使轉子旋轉軸對準海流方向的控制)的驅動裝置，因此采用順風方式，并且設定為：以朝向海流方向的方式形成浮體1的機艙4、構造物3的形狀，浮體1的正面方向被動地朝向海流方向。

此外，卡定于系留索6的浮體(海流發電裝置)1漂浮于海中，此時，浮體1采取施加于浮體1的海流的作用力、產生于浮體1的浮力、以及系留索6的張力平衡的位置。就是說，對于浮體1而言，浮力作用于鉛垂上方，海流的作用力作用于海流方向(水平方向)、系留索的張力以與浮力以及海流的作用力對置的方式發揮作用。因此，如果海流的作用力弱(就是說，海流的流速低)，則浮體1在海中上升至較淺的深度，如果海流的作用力強(就是說，海流的流速高)，則浮體1在海中下降至較深的深度。

另一方面，對于海流的深度方向的流速分布，在海底附近越接近海底速度越低，越遠離海底速度越高。因此，如果海流的流速提高，則浮體1在海中下降，并在深度方向的流速分布中流速適當降低的深度平衡。此外，如果海流的流速降低，則浮體1在海中上升，并在深度方向的流速分布中流速適當提高的深度平衡。

專利文獻1中還記載了以下內容：如此，著眼于海流發電裝置根據流速進行升降的特性，通過應用被動地自動調整海流發電裝置的水深方向的位置的控制(PDC，也稱作“被動深度控制”)，從而無需主動控制(主動深度控制)。

現有技術文獻

專利文獻