[實用新型]基于單樁式的風(fēng)能-波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820328909.3
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN207945047U
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施偉;唐業(yè);李琳;寧德志;王凱;馬哲
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D13/25;F03B13/18;E02D27/12
• 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

本實用新型屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，基于單樁式的風(fēng)能?波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和波浪能發(fā)電裝置；波浪能發(fā)電裝置為鴨式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其設(shè)在套筒上。鴨式波浪能轉(zhuǎn)換裝置包括鴨式捕能系統(tǒng)和液壓裝置，鴨式捕能系統(tǒng)對稱設(shè)置在單樁基礎(chǔ)兩側(cè)，其通過支撐軸連接到緊固裝置上，可繞支撐軸轉(zhuǎn)動；液壓裝置位于鴨式捕能系統(tǒng)和支撐軸之間，對稱設(shè)置在單樁基礎(chǔ)兩側(cè)，鴨式捕能系統(tǒng)通過擺動帶動內(nèi)部的凸輪/鉸鏈機構(gòu)，改變工作液體的壓力，帶動液壓裝置工作，推動發(fā)電機發(fā)電。該系統(tǒng)提高了海域的有效利用率，降低了建設(shè)成本和維修費用，充分利用現(xiàn)有的成熟風(fēng)機技術(shù)，促進了波浪能裝置商業(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

本實用新型屬于海洋可再生能源利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了一種風(fēng)能-波浪能為一體的發(fā)電裝置，以單樁結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)將風(fēng)能和波浪能相結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)能是一種清潔的可再生能源。目前，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。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。我國沿海地區(qū)具有豐富的海上風(fēng)能資源，海上風(fēng)電開發(fā)潛力巨大。與陸上風(fēng)能相比較，海上具有更加豐富的風(fēng)資源而且風(fēng)品質(zhì)較好，不受地形的影響。另外，在風(fēng)能豐富的地區(qū)通常具有豐富的波浪能，對波浪能的開發(fā)利用也成為當(dāng)今的研究熱點之一。然而由于波浪能發(fā)電裝置能量轉(zhuǎn)化率低，發(fā)電成本較高，可靠度相對較低，在一定程度上限制了其商業(yè)化發(fā)展。如今，風(fēng)能開發(fā)的技術(shù)相對較為成熟，尤其單樁式風(fēng)機應(yīng)用較為廣泛,目前世界上80％以上建成的海上風(fēng)電場采用單樁基礎(chǔ),單樁基礎(chǔ)具有良好的穩(wěn)定性。雖然周期性波浪產(chǎn)生的電能不穩(wěn)定、不連續(xù),但在海風(fēng)的作用下波浪會由隨機的湍流變成有規(guī)律的脈沖流，這為實現(xiàn)風(fēng)能-波浪能的綜合利用提供了可能。

多能互補是解決海洋可再生能源綜合利用的有效途徑。將海上風(fēng)力發(fā)電和波浪能發(fā)電相結(jié)合，可以有效地提高資源的利用率，提高發(fā)電能力，從而提高海洋可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性、降低成本，進而使其向著商業(yè)化發(fā)展。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種固定式風(fēng)能-波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)，在海洋中建立風(fēng)能、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)。該裝置有效地提高了可再生資源的利用率和能量的轉(zhuǎn)化率，在一定程度上降低了成本，具有較高的實用性。

本實用新型的技術(shù)方案：

一種基于單樁式的風(fēng)能-波浪能集成發(fā)電系統(tǒng)，基于單樁基礎(chǔ)的風(fēng)機-鴨式波浪能集成發(fā)電平臺，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和波浪能發(fā)電裝置；

所述的波浪能發(fā)電裝置為鴨式波浪能轉(zhuǎn)換裝置，其設(shè)在套筒7上，位于海平面附近；所述的套筒7上設(shè)有一個帶有支撐軸的緊固裝置，即為緊固裝置3，兩片緊固裝置通過鉚釘8固定連接，位于海平面附近，套筒7有效降低鴨式波浪能轉(zhuǎn)換裝置對單樁基礎(chǔ)5的作用，達到保護單樁基礎(chǔ)5的作用；所述的鴨式波浪能轉(zhuǎn)換裝置包括鴨式捕能系統(tǒng)6和液壓裝置4，鴨式捕能系統(tǒng)6對稱設(shè)置在單樁基礎(chǔ)5兩側(cè)，鴨式捕能系統(tǒng)6通過支撐軸連接到緊固裝置3上，可繞支撐軸轉(zhuǎn)動；所述的液壓裝置4，位于鴨式捕能系統(tǒng)6和支撐軸之間，對稱設(shè)置在單樁基礎(chǔ)5兩側(cè)，鴨式捕能系統(tǒng)6通過擺動帶動內(nèi)部的凸輪/鉸鏈機構(gòu)，改變工作液體的壓力，從而帶動液壓裝置4工作，推動發(fā)電機發(fā)電；

所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)機1、塔筒2、單樁基礎(chǔ)5和電力傳輸系統(tǒng)；所述的風(fēng)機1為兆瓦級水平軸風(fēng)力發(fā)電機，其通過塔筒2與單樁基礎(chǔ)5相連，單樁基礎(chǔ)5固定于海床。

所述的鴨式捕能系統(tǒng)6橫截面輪廓呈鴨頭形，鴨式捕能系統(tǒng)6前端迎浪部分面積較小，形狀根據(jù)需要進行設(shè)計，其后端背浪部分面積較大，采用圓弧形狀，有利于最大限度的捕獲波浪中的能量。

本實用新型的有益效果：

1、單樁風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單、施工便利、建造成本低、適用范圍廣。

2、同時收集風(fēng)能和波浪能進行發(fā)電，可有效地提高平臺的利用率，提高集成系統(tǒng)的發(fā)電效率。