[發明專利]潮流能發電裝置及其導流罩

有效

• 申請號: 201610257953.5
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107304745B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 林東;徐虔誠
• 申請（專利權）人: 杭州林東新能源科技股份有限公司
• 主分類號: F03B13/26
• 分類號: F03B13/26;F03B15/00
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明提供一種潮流能發電裝置及其導流罩。潮流能發電裝置包括框架、至少一根轉軸、至少一個驅動單元、至少一個水平軸水輪發電機和至少一個導流罩。轉軸可轉動地設置于框架。驅動單元位于水面上，連接轉軸以驅動轉軸轉動。水平軸水輪發電機固定于轉軸。導流罩固定于框架且包括兩個導水部分和中間部分，中間部分位于兩個導水部分之間。轉軸的軸線和水平軸水輪發電機的中心軸線形成的交點為中心點，中間部分的內表面上的任一點到中心點之間的距離為第一距離，葉片離中心點最遠的一個端點為最遠端點到中心點之間的距離為第二距離，第一距離大于第二距離。中間部分分別面向兩個導水部分的兩端的橫截面的半徑略大于最遠端點到中心軸線之間的距離。

技術領域

本發明涉及一種發電裝置，尤其涉及一種潮流能發電裝置及其導流罩。

背景技術

海洋能(包含潮汐能、潮流能、波浪能、海流能)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。現有的少數設備也存在效率低下，設備不能大規模化的問題。

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必須在海里進行，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(包括葉片和發電機)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安裝和維修方式的改進。

另外，由于潮流能是利用海洋的潮流進行發電。伴隨著漲潮和落潮，潮流的方向會發生改變。傳統的大部分水平軸水輪發電機都不可以旋轉，導致潮流能發電機只能利用漲潮或者落潮進行發電，發電效率極低。現有技術人員為了充分利用漲潮和落潮產生的能量，選擇安裝兩套發電系統。一套發電系統的葉輪朝向漲潮方向，另一套發電系統的葉輪朝向落潮方向。雖然看似漲潮和落潮產生的能量都充分得以利用，但是在漲潮或落潮時，始終會有一套發電系統閑置。增加一套發電系統使得生產成本翻倍，而產生的電能功率的提高遠不及成本的增加，這極大地限制了潮流能發電裝置的推廣和運用。

要注意的是，漲潮和落潮的潮流速度并不恒定。在安裝發電裝置時，一旦發電機選定，它的負載量就確定下來。然而，潮流的速度并不恒定，因此造成發電量并不恒定。現有的潮流能發電裝置為了節省成本以及受到技術上的局限，無論是水平軸水輪發電機還是垂直軸水輪發電機只能承載在一定水流速度以下的發電負荷。一旦水流速度增加，發電量超過負荷，發電機會超負荷工作很容易損毀。因此，為了延長發電機的工作壽命，傳統的潮流能發電裝置一旦潮流超過一定速度就徹底切斷水流，使得發電機停止工作，大幅度降低了發電效率。