[發(fā)明專利]海上波浪能發(fā)電裝置、風(fēng)浪集成發(fā)電系統(tǒng)和方法

在審

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• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114738175A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周昳鳴;李衛(wèi)東;郭小江;劉鑫;施偉;曾雨欣;李昕;王文華;趙海盛;呂曉靜;馬文冠;文玄韜;李旭如;嚴(yán)家濤;王俊偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司;中國華能集團(tuán)有限公司南方分公司;華能廣東汕頭海上風(fēng)電有限責(zé)任公司;大連理工大學(xué)
• 主分類號: F03B13/20
• 分類號: F03B13/20;F03D9/00;F03D9/25;F03D13/25;B63B35/44
• 代理公司: 大連星河彩舟專利代理事務(wù)所(普通合伙) 21263
• 代理人: 王國冰

海上波浪能發(fā)電裝置、風(fēng)浪集成發(fā)電系統(tǒng)和方法，屬于海上可再生能源應(yīng)用領(lǐng)域，包括磁鐵柱、浮子、線圈組、導(dǎo)向柱、延伸機構(gòu)，延伸機構(gòu)承載并固定導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱內(nèi)設(shè)置有磁鐵柱，浮子套設(shè)于導(dǎo)向柱上且漂浮于水域中，設(shè)置于浮子內(nèi)的線圈組在水域中隨波浪沖擊沿導(dǎo)向柱做上下運動以及旋轉(zhuǎn)運動，沿做切割磁感線運動產(chǎn)生電流。本發(fā)明提供的發(fā)電方法，能夠最大限度的將波浪能轉(zhuǎn)化為電能，提高能源轉(zhuǎn)化利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋再生能源利用領(lǐng)域，涉及一種海上波浪能發(fā)電方法，以及浮式平臺為基礎(chǔ)將風(fēng)力發(fā)電和浮子式波浪發(fā)電相結(jié)合的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)能、波浪能等可再生能源為首的清潔能源的崛起，已成為人類社會發(fā)展過程中必不可少的環(huán)節(jié)。海上風(fēng)電作為一種清潔的可再生能源已成為國際風(fēng)電發(fā)展的新方向，備受各國關(guān)注。由于海上風(fēng)電通常靠近能源消耗中心且風(fēng)資源情況優(yōu)于陸上風(fēng)電，風(fēng)電的利用開發(fā)正逐漸從陸地轉(zhuǎn)向海洋，正呈現(xiàn)加速發(fā)展的態(tài)勢。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決海上可再生的波浪能源的利用問題，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

海上波浪能發(fā)電裝置，包括導(dǎo)向柱，其是空腔柱，且導(dǎo)向柱的空腔中設(shè)置磁鐵柱；延伸機構(gòu)，用于承載導(dǎo)向柱而將導(dǎo)向柱固定為垂直于海面設(shè)置；浮子，其安裝在導(dǎo)向柱上并以導(dǎo)向柱為軸可在導(dǎo)向柱上進(jìn)行上下運動和/或圍繞導(dǎo)向柱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，且浮子包括線圈組，并在浮子漂浮于水域中時使線圈組能隨波浪沖擊而在導(dǎo)向柱上進(jìn)行上下運動和/或圍繞導(dǎo)向柱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，使線圈組在所述運動時切割磁鐵柱的磁感線產(chǎn)生電流。

優(yōu)選地，所述延伸機構(gòu)包括上側(cè)邊梁、下側(cè)邊梁、側(cè)邊支撐柱，所述上側(cè)邊梁與下側(cè)邊梁之間通過側(cè)邊支撐柱連接，所述導(dǎo)向柱上端與上側(cè)邊梁連接，導(dǎo)向柱上端與下側(cè)邊梁連接。

優(yōu)選地，所述延伸機構(gòu)還包括緩沖塊，所述緩沖塊分別設(shè)置于上側(cè)邊梁下表面上及下側(cè)邊梁的上表面上。

優(yōu)選地，所述浮子為中心設(shè)有豎向通孔的柱狀結(jié)構(gòu)，浮子通過豎向通孔套設(shè)于導(dǎo)向柱上。

優(yōu)選地，所述線圈組包括第一繞線組、第二繞線組，所述第一繞線組的纏繞方式為圍繞浮子的豎向通孔呈螺旋式纏繞；所述第二繞線組纏繞方式為方形線圈式纏繞，并豎立于浮子頂部和底部之間，使第二繞線組所在的豎向平面與導(dǎo)向柱長度方向平行。

優(yōu)選地，所述波浪能發(fā)電裝置還包括套管，所述浮子套設(shè)于套管上且與套管固定連接，套管套設(shè)于導(dǎo)向柱上。

本發(fā)明還涉及一種海上風(fēng)浪集成發(fā)電系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)及安裝在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)上的權(quán)利要求1-6任一項所述的海上波浪能發(fā)電裝置。

本發(fā)明還涉及一種海上波浪能發(fā)電方法，浮子在水域中隨水浪沖擊，以導(dǎo)向柱為軸可在導(dǎo)向柱上進(jìn)行上下運動和/或圍繞導(dǎo)向柱進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)浮子相對于磁鐵柱上下運動時，第一繞線組隨浮子上下運動，螺旋式第一繞組做上下運動，切割磁鐵柱的磁感線，產(chǎn)生電流；當(dāng)浮子相對于磁鐵柱旋轉(zhuǎn)時，第二繞組隨浮子以導(dǎo)向柱為軸相對于磁鐵柱旋轉(zhuǎn)，方形線圈式第二繞線組做旋轉(zhuǎn)運動，切割磁鐵柱的磁感線，產(chǎn)生電流。

本發(fā)明還涉及一種海上風(fēng)浪集成發(fā)電方法，其浮式平臺承載風(fēng)機，使風(fēng)機正對朝向迎風(fēng)側(cè)，風(fēng)機通過吸收風(fēng)能將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；海上波浪能發(fā)電裝置設(shè)置在浮式平臺的側(cè)表面上，浮子在水域中隨波浪沖擊，使線圈組通過軸套相對于磁鐵柱做上下運動以及旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)浮子上下運動時，第一繞線組切割磁感線產(chǎn)生電流，帶動發(fā)電機發(fā)電；當(dāng)浮子旋轉(zhuǎn)運動時，第二繞線組切割磁感線產(chǎn)生電流。

優(yōu)選地，所述浮式平臺上還設(shè)置有相機、激光雷達(dá)、定位裝置，所述相機對浮式平臺表面進(jìn)行實時拍照錄像；激光雷達(dá)對附近風(fēng)場信息、波高信息進(jìn)行監(jiān)測；定位裝置對浮式平臺位置進(jìn)行監(jiān)測反饋至陸上系統(tǒng)提供運動信息。