[發(fā)明專利]一種基于吸力筒的四樁固定式風(fēng)能-波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810978499.1
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108979943A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施偉;唐業(yè);張浦陽;柴威;周利;翟鋼軍
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: F03B13/24
• 分類號: F03B13/24;F03B11/00;F03D9/25;F03D13/25
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明屬于海上可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，一種基于吸力筒的四樁固定式風(fēng)能?波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)。利用四樁式支撐結(jié)構(gòu)建立了風(fēng)能、振蕩水柱式波浪能系統(tǒng)于一體的集成系統(tǒng)，使二者共享支撐結(jié)構(gòu)和電力傳輸系統(tǒng)。該發(fā)明可充分利用海上可再生資源，從而達(dá)到提高四樁基礎(chǔ)利用率并降低總成本的目的，提高海上風(fēng)電場的整體經(jīng)濟(jì)性，有效推動其在工業(yè)上的應(yīng)用。該基于吸力筒的四樁固定式風(fēng)能?波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)提高了海域的有效利用率，降低了建設(shè)成本和維修費(fèi)用，充分利用現(xiàn)有的成熟風(fēng)機(jī)技術(shù)，促進(jìn)了波浪能裝置商業(yè)化的應(yīng)用，是一種可靠的海上可再生能源發(fā)電平臺。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海上可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了一種風(fēng)能-波浪能一體的發(fā)電系統(tǒng)，以四樁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)將風(fēng)能和振蕩水柱式波浪能相結(jié)合的集成發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)能是一種清潔的可再生能源。海上風(fēng)電已成為國際風(fēng)電發(fā)展的新方向，備受各國關(guān)注。我國沿海地區(qū)海上風(fēng)能資源豐富，開發(fā)潛力巨大。另外，發(fā)展海上風(fēng)能對于我國治理大氣霧霾、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。波浪能發(fā)電裝置，由于能量轉(zhuǎn)化效率低，發(fā)電成本較高，可靠性不高，在一定程度上限制了其商業(yè)化。基于吸力筒的四樁固定式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)是一種新型的海上風(fēng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)，具有良好的抗震性，廣泛適用于地質(zhì)相對復(fù)雜、水位較深的風(fēng)場，便于安裝和拆除；另外，與單樁支撐結(jié)構(gòu)相比，四樁風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)具有更好的抗沖刷性。隨著我國安裝設(shè)備的開發(fā)和安裝技術(shù)的成熟，四樁基礎(chǔ)在我國海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景極為廣泛。

將海上風(fēng)電開發(fā)和波浪能資源利用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)，可以有效的提高海上風(fēng)電場的發(fā)電能力，提高資源的利用率，是解決海洋可再生能源綜合利用，降低可再生能源發(fā)電成本的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了提供了一種基于吸力筒的四樁固定式風(fēng)能-波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)，利用四樁式支撐結(jié)構(gòu)建立了風(fēng)能、振蕩水柱式波浪能系統(tǒng)于一體的集成系統(tǒng)，使二者共享支撐結(jié)構(gòu)和電力傳輸系統(tǒng)。該發(fā)明可充分利用海上可再生資源，從而達(dá)到提高四樁基礎(chǔ)利用率并降低總成本的目的，提高海上風(fēng)電場的整體經(jīng)濟(jì)性，有效推動其在工業(yè)上的應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種基于吸力筒的四樁固定式風(fēng)能-波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)，包括海上風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置4；

所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)1、塔筒2、四樁基礎(chǔ)6和電力傳輸系統(tǒng)；所述的風(fēng)機(jī)1為兆瓦級水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其通過塔筒2與四樁基礎(chǔ)6相連，四樁基礎(chǔ)6通過吸力筒7固定于海床8；

所述的振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置4通過套筒3固定在四樁基礎(chǔ)6上；所述的振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置4包括波浪能發(fā)電裝置的外殼本體、波浪進(jìn)口9、氣室11以及空氣透平發(fā)電機(jī)12；振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置4一側(cè)設(shè)有波浪進(jìn)口9，頂部設(shè)有三個圓形出氣口，出氣口處安裝有空氣透平發(fā)電機(jī)12；振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置4工作時，在波浪作用下，波浪經(jīng)波浪進(jìn)口9進(jìn)入氣室11而形成上下振動的水柱10，水柱10作上下振動運(yùn)動使氣室11內(nèi)的氣體往復(fù)通過氣室11頂部的出氣口，進(jìn)而驅(qū)動空氣透平發(fā)電機(jī)12發(fā)電；

所述的氣室11，采用分艙設(shè)計(jì)，通過隔板13分成三個區(qū)域，每個區(qū)域?yàn)殄F形，保證氣流末端壓強(qiáng)增大，更快的推動空氣透平發(fā)電機(jī)12轉(zhuǎn)動，提高發(fā)電效率。

所述的振蕩水柱式波浪能發(fā)電裝置4不包括底板，以使波浪更好地進(jìn)入到氣室11中，從而提高捕能效率。

所述的波浪進(jìn)口9，根據(jù)所在海域海浪觀測結(jié)果，選擇波浪傳來的主導(dǎo)方向，提高轉(zhuǎn)換效率。

所述的空氣透平發(fā)電機(jī)12采用雙向空氣透平發(fā)電機(jī)。

所述的吸力筒7為底端敞開，上端封閉的圓筒，圓筒上端封閉端開有抽氣孔，與真空泵連接；安裝時，通過真空泵抽水，從而形成負(fù)壓，推動吸力筒7進(jìn)入海床8，從而達(dá)到設(shè)計(jì)貫入深度。