[發明專利]模塊化海洋能發電裝置

在審

• 申請號: 201610148976.2
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN105736221A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 林東
• 申請（專利權）人: 杭州林黃丁新能源研究院有限公司
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14;F03B13/26;F03B3/18
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 黃夏

本申請是申請日為2014年3月4日，申請號為201410076524.9，發明名稱為“模塊化海洋能發電裝置”的分案申請。

技術領域

本發明屬于海洋能發電領域，尤其涉及一種模塊化海洋能發電裝置。

背景技術

海洋能（包含潮流能、海浪能、洋流能）是指海水流動的能量，作為可再生能源，儲量豐富，分布廣泛，具有極好的開發前景和價值。海洋能的利用方式主要是發電，其工作原理與風力發電和常規水力發電類似，即通過能量轉換裝置，將海水的機械能轉換成電能。具體而言，首先海水沖擊水輪機，水輪機將水流的能量轉換為旋轉的機械能，然后水輪機經過機械傳動系統帶動發電機發電，最終轉換成電能。

現今能源日益短缺，溫室效應日益嚴重，能源需要低碳化，所以風能，海洋能（包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能）等清潔能源是未來能源的發展方向。但現在這些清潔能源的發電設備，除了風能利用比較成熟外，海洋能的利用還都是在起步階段，沒有通用和成熟的設備，效率低下，設備不能大規模化。

由于海洋環境復雜，水中阻力大，傳統的海洋能發電裝置的安裝都要在海里進行，困難度高，費用龐大。另外，由于發電裝置長期接觸海水，在海水的長期侵蝕和巨大沖擊力下，海洋能發電裝置使用一段時間后就要定期進行維修或更換。然而傳統的海洋能發電裝置的維修和更換也均在海里進行，困難度高，成本巨大。甚至，因為部分組件的損壞，導致整個海洋能發電裝置的報廢，這是海洋能發電裝置高成本的重要原因之一，也是造成現有的海洋能發電裝置無法大規模化、商業化運營的直接原因。

尤其是水平軸水輪發電機，由于其所有設備（包括葉輪和發電機）均在水下，因此水平軸水輪發電機的維修更加困難，成本更高。因此，即便水平軸水輪發電機的發電效率高于垂直軸水輪發電機，但水平軸水輪發電機仍然無法商業化。然而，目前海洋能發電領域的技術人員都忽略了對維修方式的改進。

另外，傳統的海洋能發電裝置為了提高發電功率，通常葉輪的直徑需要制造得很大，這樣會大大降低葉輪的轉速，同時增大扭矩，導致中心軸和齒輪箱之間的摩擦加大，中心軸和齒輪箱的成本攀高。另外，整個發電裝置的規模也會受到限制，發電裝置的成本會居高不下，制約了海洋能發電裝置的發展。

但是，目前海洋能發電領域的技術人員都存在著技術偏見，只著重于研發如何將水輪發電機的葉輪部分做大或者對葉輪葉片的結構進行改進以提高單個水輪發電機的發電功率。目前本領域沒有任何人研究如何在不改變葉輪的前提下，提高發電功率且降低成本以適合商業運用。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種模塊化海洋能發電裝置。

為實現本發明的目的，本發明提供一種模塊化海洋能發電裝置，包括外框架、至少一個內框架和至少一個水輪發電機模組。至少一個內框架可分離地設置于外框架內。至少一個水輪發電機模組設置于內框架內。

根據本發明的一實施例，水輪發電機模組包括水平軸水輪發電機，水平軸水輪發電機的軸線方向平行于水平面。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括至少一個導流罩，固定于內框架或外框架。

根據本發明的一實施例，導流罩為直徑逐漸減小的圓筒狀。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括呈軸對稱設置的至少兩個導流罩，固定于內框架或外框架，導流罩分別位于水平軸水輪發電機沿水流方向的上游和下游。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括至少一根安裝軸，水平軸水輪發電機安裝于安裝軸，安裝軸安裝于內框架。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括至少一根安裝軸，水平軸水輪發電機安裝于安裝軸，安裝軸可轉動地安裝于內框架。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括驅動單元，驅動單元連接安裝軸以驅動安裝軸轉動，驅動單元位于水面以上。

根據本發明的一實施例，水輪發電機模組包括垂直軸水輪發電機，垂直軸水輪發電機的軸線方向垂直于水平面。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括至少一個卷簾門式負荷調節模組，每個卷簾門式負荷調節模組包括導水單元、滾筒軸和驅動器。導水單元包括至少兩個并排連接的導水板。滾筒軸固定連接導水單元的一端。驅動器連接滾筒軸，驅動器驅動滾筒軸轉動以展開或收起導水單元。

根據本發明的一實施例，模塊化海洋能發電裝置還包括至少兩個柵欄，設置于內框架或外框架，至少兩個柵欄分別位于水輪發電機模組沿水流方向的上游和下游。