[發明專利]一種半潛式海流能發電裝置的自穩定系統

有效

• 申請號: 202010062011.8
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN113135271B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 凌長明;徐青;李軍;彭麗明
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學深圳研究院;廣東海洋大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B43/06;B63B39/06;F03B13/22;F03B15/00
• 代理公司: 廣東中億律師事務所 44277
• 代理人: 杜海江

本發明公開了一種半潛式海流能發電裝置的自穩定系統，包括浮體，浮體上安裝有葉輪和控制箱，浮體的一端安裝有抽排水機構，抽排水機構包括儲水箱，儲水箱的一側分別管道連接有排水管和抽水管，排水管和抽水管內分別安裝有第一活塞和第二活塞，排水管與儲水箱之間安裝有第一電控閥，抽水管與儲水箱之間安裝有第二電控閥，排水管連接有出水管，抽水管連接有進水管，排水管和抽水管的頂部分別安裝有第一電控排氣閥和第二電控排氣閥，浮體上對應葉輪安裝有液位傳感器，通過液位傳感器對水位進行檢測，再配合控制器與閥門可對儲水箱內海水進行抽水或排水，從而控制整個浮體的浮力，確保葉輪的浸沒深度不受海水運動影響，維持發電效率穩定，且抽排水僅靠海水運動驅動，無需額外附加能量。

技術領域

本發明涉及一種海上發電設備，特別是一種半潛式海流能發電裝置的自穩定系統。

背景技術

半潛式海流能發電裝置，即葉輪葉片一部分浸入水下，一部分暴露于空氣中工作，海流沖擊葉輪旋轉，進而帶動與其連接的發電機軸轉動進行發電。葉輪潛水深度為其直徑的35％-65％，葉輪葉片為彎曲葉片。單位時間內海水對葉輪做的功W＝(ρAv^3)/2，其中ρ為海水密度，A為葉輪浸沒水中垂直于海水流向的橫截面積，v為海水流速，橫截面積與葉輪的寬度和浸沒水中的深度有關。當海水流速不變時，海水對葉輪做的功與葉輪浸沒深度有關。當葉輪浸沒水中的比例在50％以下時，水中的葉輪葉片完全受海水的推力作用，海水對葉輪做的功隨浸沒深度的減小而減小；當葉輪浸沒水中的比例在50％以上時，雖浸沒深度增大，但浸沒水中的葉片不完全受海水推力作用，隨著浸沒深度的增大，水中部分葉片所受阻力也增大。因此，葉輪浸沒水中的比例為50％時，海水對葉輪做的功最大，此時發電效率最大。由于浮體的海上運動是一個復雜的非線性且隨時間變化的系統，會受到風，浪和水流等環境干擾，使的浮體隨海水上漲的過程存在一定的滯后，導致葉輪的浸沒深度隨著海水的周期性運動而發生周期性波動，從而導致發電效率不穩定，然而，現有的半潛式海流能發電裝置并不能跟隨海水的周期性運動而自動調節葉輪的浸沒深度，因此，如何自動調節葉輪的浸沒深度是本發明亟待解決的問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種半潛式海流能發電裝置的自穩定系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種半潛式海流能發電裝置的自穩定系統，包括浮體，所述浮體上安裝有葉輪和控制箱，所述浮體的一端安裝有抽排水機構，所述抽排水機構包括儲水箱，所述儲水箱的一側分別管道連接有均為上下閉口的排水管和抽水管，所述排水管和所述抽水管內分別安裝有可隨水位變化上下滑動的第一活塞和第二活塞，所述排水管與所述儲水箱之間安裝有第一電控閥，所述抽水管與所述儲水箱之間安裝有第二電控閥，所述排水管連接有出水管，所述抽水管連接有進水管，所述排水管和抽水管的頂部分別安裝有第一電控排氣閥和第二電控排氣閥，所述浮體上對應所述葉輪安裝有液位傳感器，所述控制箱與所述液位傳感器、第一電控閥、第二電控閥、第一電控排氣閥和第二電控排氣閥電連接。

所述第一活塞的底部通過第一連桿安裝有第一浮子，所述第二活塞的底部通過第二連桿安裝有第二浮子，裝配后，所述第一活塞位于所述排水管的下方，所述第二活塞位于所述抽水管的下方。

所述排水管與出水管之間安裝有第三電控閥，所述抽水管與進水管之間安裝有第四電控閥，所述第三電控閥、第四電控閥均與所述控制箱電連接。

所述抽排水機構在水平面上高于所述葉輪。

所述第一活塞上套裝有第一密封圈，所述第二活塞上套裝有第二密封圈。

所述浮體的兩側面均安裝有減搖鰭，且所述減搖鰭與水平面相互平行。

所述浮體背向所述葉輪的側面安裝有導向鰭，且所述導向鰭與水平面相互垂直。

所述導向鰭包括第一腹板、第二腹板和肋板，所述第一腹板的一端與所述第二腹板的一端相連，所述第一腹板的另一端通過所述肋板與所述第二腹板的另一端相連，所述第一腹板與所述第二腹板之間安裝有緩沖彈簧。