[發(fā)明專利]一種基于波浪能和太陽能組合發(fā)電的海洋浮式平臺

在審

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113335467A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈孝斌;姚英學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;F03B13/18
• 代理公司: 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11466
• 代理人: 王恒

本發(fā)明涉及可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，更具體的說是一種基于波浪能和太陽能組合發(fā)電的海洋浮式平臺，包括浮力平臺、桁架構(gòu)件、太陽能發(fā)電裝置、波浪能發(fā)電裝置和系泊裝置，桁架構(gòu)件連接在浮力平臺上，桁架構(gòu)件上設(shè)置有太陽能發(fā)電裝置，浮力平臺的外圍設(shè)置有波浪能發(fā)電裝置，桁架構(gòu)件的外側(cè)連接有系泊裝置，可以將太陽能和波浪能結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)發(fā)電、協(xié)同增效；浮力平臺由若干空心浮子構(gòu)成，可以快速部署大面積海上浮式平臺，用以放置太陽能電池板；浮力平臺空心浮子之間的中空區(qū)域有效地減小了入射波的作用力；波浪能發(fā)電裝置采用垂直振蕩浮子，無需通過液壓裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，直接通過電磁感應(yīng)簡化了結(jié)構(gòu)，提高了發(fā)電效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生能源技術(shù)和海洋裝備領(lǐng)域，更具體的說是一種基于波浪能和太陽能組合發(fā)電的海洋浮式平臺。

背景技術(shù)

近年來各個(gè)國家尤其是陸地資源較少如日本和歐洲丹麥、荷蘭等國家大力發(fā)展海洋浮式平臺，以探索和利用海洋蘊(yùn)藏的儲量巨大的可再生能源，包括的海上太陽能、波浪能、風(fēng)能等。

目前海洋浮式平臺基本以海上浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)為主，處于小規(guī)模商業(yè)化運(yùn)營的只有位于英國的Hywind Scotland和葡萄牙的WindFloat Atlantic兩個(gè)項(xiàng)目，其他浮式風(fēng)機(jī)概念均停留在縮比實(shí)驗(yàn)階段。但是海上風(fēng)能并不是連續(xù)的、穩(wěn)定的，太陽能和波浪能亦是如此，相較而言，波浪能具有更高的能量密度,因此，多種能源互補(bǔ)的海洋漂浮基礎(chǔ)應(yīng)用而生，海洋可再生能源的組合是一種有效率且有前途的解決方案，可以達(dá)到協(xié)同增效的作用，例如增加能量轉(zhuǎn)換效率，降低運(yùn)營和維護(hù)成本。

風(fēng)能和波浪能組合發(fā)電的海洋浮式平臺研究較多，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)浮式平臺采用的荷蘭三浮子設(shè)計(jì)較為成熟，利用三浮子外壁及三浮子之間的桁架空間，直接安裝擺式波浪能發(fā)電裝置，如公開號CN111042978A所示。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的重量大、重心高，需要尺寸巨大的浮子來提供浮力和降低重心，浮式平臺的制造和安裝成本非常高。太陽能和波浪能結(jié)合的比較少，原因是一般的波浪能裝置無法提供大面積的甲板來安裝太陽能電池板。

公開號CN110805524A提供了一種海上太陽能、風(fēng)能和波浪能互補(bǔ)的浮式平臺，采用了和水下巨型壓載艙的尺寸相同的雙層上甲板用來分布布置太陽能電池板和小功率垂直軸風(fēng)機(jī)，甲板邊緣設(shè)置了振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置，這個(gè)發(fā)明的半潛式浮式平臺建造成本極高，尤其是尺寸巨大的壓載艙，懸臂式振蕩浮子連接到液壓系統(tǒng)，需要經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，降低了發(fā)電效率。公開號CN111193464A提供了一種太陽能和波浪能組合發(fā)電的浮式平臺，浮力支撐板上設(shè)計(jì)了帶有四個(gè)傾斜面的棱臺結(jié)構(gòu)，每個(gè)面均安裝有太陽能電池板，這個(gè)發(fā)明的棱臺設(shè)計(jì)并未考慮太陽能電池板的有效利用率，同時(shí)大面積的支撐板及一體式的棱臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常容易遭受大的波浪作用力，波浪能發(fā)電裝置同樣需要經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換。綜上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是無法將波浪能和太陽能低成本、高效率地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于波浪能和太陽能組合發(fā)電的海洋浮式平臺，以張力腿式浮力平臺為安裝基礎(chǔ)，振蕩浮子無需考慮波浪入射方向，太陽能電池板可以通過海水降溫來提高發(fā)電效率，將波浪能和太陽能結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于波浪能和太陽能組合發(fā)電的海洋浮式平臺，包括浮力平臺、桁架構(gòu)件、太陽能發(fā)電裝置、波浪能發(fā)電裝置和系泊裝置，桁架構(gòu)件連接在浮力平臺上，桁架構(gòu)件上設(shè)置有太陽能發(fā)電裝置，浮力平臺的外圍設(shè)置有波浪能發(fā)電裝置，桁架構(gòu)件的外側(cè)連接有系泊裝置；

浮力平臺由若干空心浮子組成上下兩層，空心浮子上設(shè)置有三個(gè)第一外延臂，三個(gè)第一外延臂位于同一水平面內(nèi)，三個(gè)第一外延臂之間的夾角互為120度，空心浮子上設(shè)置有位于垂直面內(nèi)的第三外延臂，第三外延臂與第一外延臂所在平面夾角120度，空心浮子上設(shè)置有位于垂直面內(nèi)垂直方向的第二外延臂，三個(gè)第一外延臂、第二外延臂和第三外延臂的外側(cè)均連接有盲法蘭，相鄰的空心浮子之間通過盲法蘭相互連接；