[發明專利]一種基于新型基礎的兼顧風浪發電的透空式防波堤

在審

• 申請號: 201910400940.2
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110107458A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 李金宣;范玉平;張洪操;王坤;付凱文
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D13/25;F03B13/14;E02B3/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于海洋技術領域，提供一種基于新型基礎的兼顧風浪發電的透空式防波堤，包括風力發電系統、波浪能發電系統、電力傳輸系統和新型基礎。本發明的有益效果：1)利用波能發電的能量轉換作用消能，降低結構所受的波浪荷載，且擋浪翼板阻擋波浪入港，降低了堤后波高；2)允許港內外水質交換，對生態環境友好；3)將風能和波浪能發電裝置相結合，可以有效地提高海洋空間資源的利用效率；4)波浪能發電系統變電裝置位于的新型基礎的水面以上的內部，便于維護和維修；4)結構預制，相較于單樁用鋼量更少，進而降低工程造價，節約投資；5)安裝方便安全省時，安裝噪音小無需減噪，易于拆除和拖回陸地維修；6)可適應多種地質環境和水深條件。

技術領域

本發明屬于海洋技術領域，涉及到一種透空式防波堤，尤其涉及一種基于新型基礎的兼顧風浪發電的透空式防波堤。

背景技術

隨著世界能源問題與環境問題的日益突出，風能、波浪能作為最具發展前景的海洋可再生能源，越來越受重視。現有的電力能源系統基本上都是風能和波浪能分別進行利用的分立系統。

隨著社會的發展，科技的進步，國際貿易日益繁榮，海洋工程也在不斷向深水發展。另外，近年來海洋生態文明建設加強。斜坡堤和直立堤等傳統形式的防波堤面對這些變化存在許多不足。

由波浪理論可知，波浪能量主要集中在水體上層，在水面2-3倍的波高范圍內集中了90％以上的波浪能量。

鑒于社會的需要和波能分布的特點，新型防波堤結構如透空式結構的研究越來越受到重視。充分將風能和波浪能發電裝置相結合，可以有效地提高海洋空間資源的利用效率；將風能和波浪能結合發電裝置和新型透空式防波堤結合，多元化和綜合利用可以有效地降低單個裝置的建設成本，提高整體系統的經濟性，有效推進產業化；而波能發電的能量轉換作用又可以減輕作用在防波堤結構上的波浪荷載，從而達到一舉多得與事半功倍的效果。

發明內容

本發明的目的在于優化透空式防波堤的結構，并兼顧風能-波浪能發電，提供一種基于新型基礎的兼顧風浪發電的透空式防波堤。本發明利用波浪能發電的能量轉換作用消能，降低結構所受的波浪荷載，且擋浪翼板阻擋波浪入港，降低了堤后波高；本發明允許港內外水質交換，對生態環境友好；本發明將風能和波浪能發電裝置相結合，可以有效地提高海洋空間資源的利用效率；本發明波浪能發電系統位于新型基礎的水面以上的內部，便于維護和維修；本發明結構預制，相較于單樁用鋼量更少，進而降低工程造價，節約投資；本發明安裝方便安全省時，安裝噪音小無需減噪，易于拆除和拖回陸地維修；本發明可適應多種地質環境和水深條件。

本發明的技術方案：

一種基于新型基礎的兼顧風浪發電的透空式防波堤，包括風力發電系統、波浪能發電系統、電力傳輸系統和新型基礎；

所述的風力發電系統包括葉片1、風力發電機2和塔筒3；所述的風力發電機2為兆瓦級水平軸風力發電機，其通過塔筒3與新型基礎的圓柱筒15頂端連接，葉片1數量根據風力條件設定；

所述的波浪能發電系統包括消浪搖板4、橫軸5、凸輪機構6、傳動桿7、導向環8、液壓缸9、活塞10、液壓油管11、控制系統12和液壓發電機13；橫軸5與消浪搖板4固定連接，傳動桿7下端通過凸輪機構6與橫軸5連接，其上端與位于圓柱筒15上端內部的液壓缸9的活塞10固定連接；位于橫軸5以上和液壓缸9以下之間的區域，均布若干個水平導向環8，導向環8的外徑固定在圓柱筒15內壁，導向環8的內徑與傳動桿7的外徑相同；液壓缸9與液壓發電機13通過液壓油管11相連；每個傳動桿7配置一套液壓缸9及其活塞10和油壓油管11；液壓缸9、液壓油管11與液壓發電機13構成一個液壓回路；當消浪搖板4繞橫軸5的轉動時，凸輪機構6將消浪搖板4繞橫軸5的轉動轉化為傳動桿7上下往復直線運動；傳動桿7驅動液壓缸9內的活塞10，進而將運動通過液壓油管11傳遞至液壓發電機13，驅動液壓發電機13進行發電；控制系統12根據實時監測的波況參數調整波浪能發電系統的發電阻尼。