[發明專利]一種波浪能和風能互補能量供應平臺

有效

• 申請號: 201811447506.1
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109538422B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 葉寅;盛松偉;王坤林;姜家強
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D13/25;F03B13/14;F03B13/24;F03B13/22;B63B35/44
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;莫瑤江

本發明公開了一種波浪能和風能互補能量供應平臺，包括半潛式水下基體、風力發電系統、氣動波浪能發電系統、液壓波浪能發電系統和綜合電力控制系統，半潛式水下基體包括三角形的平板浮艙、豎直安裝在平板浮艙三個角部的中心管和豎直安裝在平板浮艙中部的圓柱浮艙，氣動波浪能發電系統分別安裝在各中心管頂端，用于氣動式波浪發電，風力發電系統安裝在圓柱浮艙頂端，用于風力發電，液壓波浪能發電系統的鷹式吸波浮體安裝在每兩個中心管之間，用于浮體式波浪發電。本發明集合了兩種不同的波浪能轉換方式，充分利用多能互補來實現從波浪能到電能的轉換，增加了平臺發電量，實現了各個能種優化互補，提高了海洋可再生能源利用的經濟效益。

技術領域

本發明涉及海上可再生能源利用技術領域，具體涉及一種波浪能和風能互補能量供應平臺。

背景技術

海洋風能和波浪能都屬于海洋可再生能源，我國海洋面積廣闊，海洋風能和波浪能資源豐富，開發海洋可再生能源的對于解決偏遠島嶼電力和淡水供應意義重大，可以為開發海島發展海洋經濟提供能源供應保障。目前海洋風能技術已經趨于成熟，進入了商業化開發期間，波浪能發電技術也已經進入大規模示范階段。但是，海洋風能和波浪能利用過程中有一個重要的問題需要面對，就是由于這兩種能量利用的場所都是在海上，涉及的海洋工程作業量比較大，因此利用成本較高，如何提高能量利用率成了降低成本的關鍵。目前海洋風能和波浪能都是獨立運行發電的，很少有風能和波浪能綜合利用的先例。如果在一個平臺上可以綜合利用海洋風能和波浪能，那么平臺的發電量可以增加很多，進而提高發電平臺的能量利用率，降低發電成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種波浪能和風能互補能量供應平臺，將波浪能和海洋風能集中到了一個發電平臺上，實現波浪能和海洋風能綜合利用，從而提高海洋可再生能源的綜合利用率，降低海洋可再生能源互補發電平臺的成本。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種波浪能和風能互補能量供應平臺，包括半潛式水下基體、風力發電系統、氣動波浪能發電系統、液壓波浪能發電系統和綜合電力控制系統，半潛式水下基體為三角框架結構，包括三角形的平板浮艙、豎直安裝在平板浮艙三個角部的中心管、豎直安裝在平板浮艙中部的圓柱浮艙、連接中心管與中心管的框架結構、以及連接中心管與圓柱浮艙的桁架結構，中心管底面敞開與海洋相通，頂面封閉并設有透氣孔，氣動波浪能發電系統安裝在各中心管頂面，并通過透氣孔與中心管內部相通，風力發電系統安裝在圓柱浮艙頂端，液壓式波浪能發電系統安裝在中心管之間，綜合電力控制系統安裝在圓柱浮艙內，風力發電系統、氣動波浪能發電系統和液壓波浪能發電系統均與綜合電力控制系統電連接。

進一步地，所述的風力發電系統包括塔架和風力發電機，塔架固定在圓柱浮艙頂端，風力發電機安裝在塔架上，風力發電機通過電纜與綜合電力控制系統連接。

進一步地，所述的氣動波浪能發電系統包括氣動轉換系統保護蓋、空氣透平和永磁發電機，氣動轉換系統保護蓋扣合在中心管頂面構成腔體，氣動轉換系統保護蓋上設有與透氣孔相連的單向進氣閥，永磁發電機固定在氣動轉換系統保護蓋中，空氣透平位于透氣孔的正上方，并通過聯軸器和永磁發電機連接，永磁發電機通過電纜與綜合電力控制系統連接。

進一步地，為了給腔體補充氣壓，所述的氣動轉換系統保護蓋上還設有使外部空氣進入腔體的單向進氣閥。

進一步地，所述的液壓波浪能發電系統包括鷹式吸波浮體、液壓缸、合頁平臺和液壓能量轉換系統，合頁平臺繞圓柱浮艙安裝在平板浮艙上，液壓能量轉換系統安裝在圓柱浮艙內，鷹式吸波浮體位于每兩個中心管之間，并通過鉸接合頁和浮體支撐臂鉸接在合頁平臺上，液壓缸的上端連接在浮體支撐臂上，下端連接在平板浮艙上，并通過液壓管與液壓能量轉換系統連接，液壓能量轉換系統通過電纜與綜合電力控制系統連接。