[發(fā)明專利]一種新型浮式海上風(fēng)浪綜合利用系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210325998.7
• 申請(qǐng)日: 2022-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN114738189A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫震;薛冬梅;顧時(shí)雨;王星浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中印恒盛（北京）貿(mào)易有限公司
• 主分類號(hào): F03D9/00
• 分類號(hào): F03D9/00;F03D9/25;F03D13/25;F03B13/24;B63B35/44
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種新型浮式海上風(fēng)浪綜合利用系統(tǒng)，涉及海上可再生能源利用技術(shù)。基于無(wú)支撐半潛式浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的概念和振蕩水柱（OWC）波浪能發(fā)生器，設(shè)計(jì)了一種新型的浮式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。綜合系統(tǒng)包括海上風(fēng)能系統(tǒng)和振蕩水柱波能系統(tǒng)。新型浮式風(fēng)浪綜合發(fā)電系統(tǒng)將水柱的升降運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為空氣的進(jìn)出運(yùn)動(dòng)，由空氣渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海上可再生能源利用技術(shù)，更具體地涉及一種新型浮式風(fēng)浪綜合發(fā)電系統(tǒng)。本發(fā)明以半潛式浮式平臺(tái)為基礎(chǔ)，將風(fēng)能裝置和振蕩水柱波能裝置結(jié)合為一體的綜合發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)能是最有利用前途的可再生能源之一。海上風(fēng)能已成為世界風(fēng)能研究的一個(gè)新的發(fā)展方向，受到許多國(guó)家的重視。隨著海上風(fēng)能在總能耗中的比例逐年上升，浮動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)越來(lái)越受到重視。但是由于其能量轉(zhuǎn)換效率低、單位成本高，波浪能發(fā)電裝置的商業(yè)化受到限制。因此在風(fēng)電場(chǎng)選址時(shí)，應(yīng)首先考慮一定的風(fēng)速、強(qiáng)風(fēng)條件和良好的波浪能開發(fā)潛力。將海上風(fēng)能和波浪能資源結(jié)合起來(lái)，可以提高海上風(fēng)電場(chǎng)的整體發(fā)電能力和單個(gè)渦輪機(jī)的效率，是綜合利用海洋可再生能源的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容

為了更好地利用海洋風(fēng)能及波浪能源，本發(fā)明提出了一種漂浮風(fēng)能和波浪能聯(lián)合發(fā)電裝置。采用半浮式平臺(tái)，在海洋中建立綜合風(fēng)能和波浪能系統(tǒng)，形成綜合發(fā)電系統(tǒng)。其目的是提高海上浮式基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，降低總成本，提高海上風(fēng)電場(chǎng)的整體經(jīng)濟(jì)性。降低電力成本將促進(jìn)波浪能的應(yīng)用。本發(fā)明包含如下優(yōu)點(diǎn)：

海上渦輪機(jī)和波浪能發(fā)電裝置的組合可以共享海上平臺(tái)、變電站和輸電設(shè)備。提高了系統(tǒng)的總功率輸出。發(fā)電能力和有效工作時(shí)間增加，資本支出預(yù)計(jì)也會(huì)減少；波浪能裝置沿圓周的對(duì)稱分布提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；新型浮式風(fēng)浪綜合發(fā)電系統(tǒng)提高了深水區(qū)的有效利用率，降低了建設(shè)成本和維護(hù)費(fèi)用。充分利用現(xiàn)有技術(shù)成熟度高的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。該系統(tǒng)將促進(jìn)波浪能裝置的商業(yè)化。

基于無(wú)支撐半潛式浮式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的概念和振蕩水柱（OWC）波浪能發(fā)生器，設(shè)計(jì)了一種新型的浮式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。綜合系統(tǒng)包括海上風(fēng)能系統(tǒng)和振蕩水柱波能系統(tǒng)。本發(fā)明所述的海上風(fēng)能系統(tǒng)包括海上風(fēng)力渦輪機(jī)1、2號(hào)塔和無(wú)支撐半潛式浮動(dòng)平臺(tái)。浮式平臺(tái)包括三根立柱、浮筒和系泊纜。

本發(fā)明中所述的OWC波浪能系統(tǒng)位于立柱的外部，并固定在浮筒上。上述OWC波能系統(tǒng)由室蓋、進(jìn)水口和空氣渦輪發(fā)電機(jī)組成。腔室蓋是一個(gè)L形圓筒，其底部固定在浮筒上。空氣室形成在室蓋和柱之間。進(jìn)水口設(shè)置在腔室蓋與浮筒的連接端。在腔室蓋的另一端，有一個(gè)安裝空氣渦輪發(fā)電機(jī)的出口。當(dāng)使用該裝置時(shí)，它被淹沒(méi)在水中，波浪力導(dǎo)致腔室內(nèi)的水柱上升和下降，驅(qū)動(dòng)腔室的空氣進(jìn)出（吸入和呼出），通常通過(guò)空氣渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。

在新型浮式風(fēng)浪綜合發(fā)電系統(tǒng)中，OWC波能發(fā)生器集成到無(wú)支撐半潛式平臺(tái)的每根立柱上。每個(gè)集成系統(tǒng)包括三個(gè)波能裝置，可以有效地提高波能的利用效率，降低成本。

附圖說(shuō)明

圖1為新型浮式風(fēng)浪綜合發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為振蕩水柱波能裝置的示意圖

圖3為為OWC波能裝置的工作原理。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的一種實(shí)施例，如圖1所示，風(fēng)力渦輪機(jī)1通過(guò)塔架2通過(guò)半潛式平臺(tái)連接至海床，該平臺(tái)由浮筒4、立柱6和錨系泊纜3組成。風(fēng)力渦輪機(jī)1將相對(duì)于其主軸旋轉(zhuǎn)，主軸與由氣流驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子葉片相連，后者將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為軸的機(jī)械能。通過(guò)齒輪箱，發(fā)電機(jī)將高速軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。另一方面，波浪力驅(qū)動(dòng)腔室9內(nèi)的水柱上升和下降，驅(qū)動(dòng)空氣進(jìn)出腔室9，通常是空氣渦輪發(fā)電機(jī)10。雙向空氣渦輪發(fā)電機(jī)10將從水柱的上升和下降將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

在風(fēng)力的作用下，風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的電能通過(guò)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)诫娋W(wǎng)，最終傳輸?shù)疥懙厣系淖罱K用戶。OWC波浪能裝置5的艙蓋7與半潛式平臺(tái)底部的浮筒4相連。水通過(guò)進(jìn)口8進(jìn)入腔室9，使水柱在氣室9中上升和下降。水柱的運(yùn)動(dòng)將腔室9中的空氣通過(guò)氣室頂部的出風(fēng)口推入和排出，從而驅(qū)動(dòng)空氣渦輪發(fā)電機(jī)10發(fā)電。