[發明專利]一種適用珊瑚礁地形的波流發電裝置

有效

• 申請號: 202010041624.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111156129B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 姚宇;曠敏;許從昊;陳龍;蔣昌波
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F03B13/22
• 分類號: F03B13/22;F03B13/26;F03B15/00;F03B3/18
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鄒劍峰

本發明公開了一種適用珊瑚礁地形的波流發電裝置，包括底座和底座上設置的越浪層，所述底座固定在珊瑚礁上；所述底座位于海面以下，其上沿潮流運動方向設有貫通的導水管，所述導水管內部設有第一水輪機，形成利用潮流動能發電的第一發電系統；所述越浪層的頂部高出海面，其上排列布置若干組第二水輪機，形成利用波浪越浪動能發電的第二發電系統；所述越浪層在第二水輪機的后方設置向下的尾水管，所述尾水管內部設有第三水輪機，形成利用波浪越浪勢能發電的第三發電系統。本發明利用了波浪的動能和勢能及潮流的動能發電，有效地利用清潔能源解決遠海島礁的供電問題。本發明也順應清潔能源產業發展的潮流，符合綠色發展理念。

技術領域

本發明屬于海洋能源利用技術，具體涉及一種適用珊瑚礁地形的波流發電裝置。

背景技術

海洋覆蓋了地球大部分面積，海洋中蘊藏大量的能量，其中就包括有波浪能、潮流能等。其中波浪能是海洋能量的一種具體形態，也是海洋能中最主要的能源之一，波浪所蘊涵的能量主要是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。我國的波浪能資源可觀，近海海域波浪能的蘊含量約達1.5億kW，可開發利用量約為2300～3500萬kW；潮流能是一種清潔無污染、蘊藏量豐富的可再生新能源，全球潮流能儲藏量約50億kW，可開發利用的潮流能總量達3億kW。隨著化石能源不斷枯竭和環保要求的不斷提高，世界各國對海洋能源的開發利用愈加重視，利用各種形式獲能裝置進行波浪能或潮流能發電的技術得到了不斷突破。

當前中國對南海島礁的開發日益加快，遠海島礁上的基礎設施的供電問題亟待解決。南海島礁周圍遍布珊瑚礁海岸，一個典型的珊瑚礁海岸由連接深海海床且較陡的礁前斜坡、延伸向岸灘的相對水平的礁坪組成，海洋中的波浪由深海傳至岸礁，由于地形變陡以及礁坪上水深很淺，使得水深急劇減小，波浪在礁緣附近發生破碎；由于水深變淺，礁緣附近潮流流速增大。因此由于地形陡變，在珊瑚礁礁緣附近蘊藏著豐富的波浪能和潮流能。

目前，國內外主要利用波浪能的勢能或者潮流能的動能發電，如申請號為201511016787.1的中國專利文件公開的一種利用海洋能發電的水輪機系統，采用的是一種越浪式發電方式，大都是利用波浪能的動能轉換成勢能后進行發電，能量轉化率低，并且現有技術大多是針對海水發電適用的水輪機系統進行改進以提高能量轉換效率，并未能夠在實現海洋能源綜合利用方便提出創新。傳統的海洋發電裝置大都是漂浮或半潛在海水較深的海面上難以適應珊瑚礁海岸的陡變地形。另外在珊瑚礁海岸，波浪的方向大多是垂直于海岸，但是隨著風向或者潮汐洋流等變化仍然會存在有一定的角度偏差，現有的越浪發電機大多是固定不動的，當波浪沖擊的方向發生變動時，越浪發電機的發電效率會進一步大幅降低。

發明內容

本發明解決的技術問題是：針對現有海洋能源發電技術存在的能源利用效率低的問題，提供一種適用珊瑚礁地形的波流發電裝置。

本發明采用如下技術方案實現：

一種適用珊瑚礁地形的波流發電裝置，包括底座1和底座上設置的越浪層2，所述底座1固定在珊瑚礁上；

所述底座1部分位于海面以下，其上沿潮流運動方向設有貫通的導水管112，所述導水管112內部設有第一水輪機111，形成利用潮流動能發電的第一發電系統11；

所述越浪層2的頂部高出海面，其上排列布置若干組第二水輪機211，形成利用波浪越浪動能發電的第二發電系統21；

所述越浪層2在第二水輪機211的后方設置向下的尾水管222，所述尾水管222內部設有第三水輪機223，形成利用波浪越浪勢能發電的第三發電系統22。

進一步的，所述越浪層2轉動裝配在底座1上，所述底座1內部固定設有驅動越浪層2轉動以適應波浪方向的電動機5。