[發明專利]一種振蕩水翼潮流能發電裝置

在審

• 申請號: 201910121423.1
• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN109798221A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 田新亮;吳夏;王鵬;張顯濤;楊建民;李欣;胡智煥;江志昊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F03B17/06
• 分類號: F03B17/06;F03B13/00;F03B15/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種振蕩水翼潮流能發電裝置，涉及海洋能源開發利用領域，包括漂浮式吸能發電組件和線纜組件；其中，所述漂浮式吸能發電組件包括將潮流能轉換成機械能的吸能裝置，所述吸能裝置包括至少部分浸沒于水中的振蕩水翼和一端與所述振蕩水翼相連的搖臂，所述搖臂的另一端與發電機連接；及將所述機械能轉化為電能的所述發電機；所述線纜組件被設置為將所述吸能裝置和發電機泊于海底。本發明的發電裝置可有效降低結構固定載荷，增加系統穩定性；結構簡單、可靠性高、維護方便，降低了維護成本；環境友好。

技術領域

本發明涉及海洋能源開發利用領域，具體涉及一種振蕩水翼潮流能發電裝置。

背景技術

隨著世界經濟的發展，能源消費需求持續攀升。傳統的化石能源數量既有限又存在環境污染問題，為解決資源短缺問題，發展可再生能源已經成為全球共識。海洋中蘊藏著巨大的能量，包括波浪能、潮汐能、潮流能、溫差能等。潮流能作為海洋可再生能源的一種，通過能量轉化裝置，可將海洋潮流能中蘊藏的巨大動能轉化為電能加以利用。相比于其它形式可再生能源，潮流能資源能量密度高，載荷穩定性好，可預測性強受氣象條件影響小，可以保證持續穩定的電流輸出，在并網發電方面具有明顯優勢。

潮流能發電裝置根據發電原理可以分為水平軸式、豎軸式和擺動水翼三種。目前水平軸式最多，垂直軸式次之，擺動翼屈指可數。水平軸式和豎軸式，雖然有較高的能量轉化效率，但其對葉片設計要求高，難度大。擺動水翼式潮流能發電裝置雖然能量轉化效率較低，但相比于前兩者，它具有如下優點：無旋轉機械，避免對水生物的傷害；噪聲小，對生態環境友好；結構簡單，可靠性高；建造成本低，適合大規模并排部署；啟動水頭低，自然適應低速水流等優點。因此擺動水翼擁有獨特的應用潛力。但是，目前的擺動水翼式發電裝置采用的基本上都是固定式的，即通過裝置自身重力或通過導管架等形式的支撐結構固定于海底，整體浸沒在水中，雖然不受海面情況影響，但是安裝、維護成本高，且不可移動，一旦發生故障，維修成本很高。而且由于靠近海底，潮流流速慢，限制了擺動水翼式發電裝置性能的發揮。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種振蕩水翼潮流能發電裝置，其可有效降低結構固定載荷，增加系統穩定性；結構簡單、可靠性高、維護方便，降低了維護成本；環境友好。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種可有效降低結構固定載荷，增加系統穩定性；結構簡單、可靠性高、維護方便，降低了維護成本；環境友好的潮流能發電裝置。

為實現上述目的，本發明提供了一種振蕩水翼潮流能發電裝置，包括漂浮式吸能發電組件和線纜組件；其中

所述漂浮式吸能發電組件包括

將潮流能轉換成機械能的吸能裝置，所述吸能裝置包括至少部分浸沒于水中的振蕩水翼和一端與所述振蕩水翼相連的搖臂，所述搖臂的另一端與發電機連接；及

將所述機械能轉化為電能的所述發電機；

所述線纜組件被設置為將所述吸能裝置和發電機泊于海底。

發電裝置在海面上工作，為發電裝置的移動、安裝維護提供便捷性；海面上工作可以俘獲海面上高流速的潮流能；在海面上工作使發電裝置的運行維護成本很低。

進一步地，所述搖臂被設置為露出水面。避免搖臂在水中運動受到水的阻力而降低發電效率。

進一步地，所述振蕩水翼被設置為給所述漂浮式吸能發電組件提供浮力。

進一步地，還包括浮箱，所述發電機被設置在所述浮箱之內，所述浮箱被設置為給所述漂浮式吸能發電組件提供浮力。

浮箱和振蕩水翼同時提供浮力；至少有2個浮力點，使得整個發電裝置漂浮較為平衡；同時浮箱和水翼提供浮力使得搖臂接近平行水平面，搖臂轉動時更加順暢，避免固定搖臂的一端受到豎直方向彎矩的作用，提高搖臂的使用壽命。