[發明專利]一種基于半潛式平臺的波浪能-風能發電制氫集成系統

在審

• 申請號: 202211470445.7
• 申請日: 2022-11-23
• 公開（公告）號: CN115848574A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 周斌珍;林楚森;洪妙雯;張恒銘;魏建宇;張俊;王婷婷;喬光全;高超;陳旭達;方波;王磊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;中交第四航務工程勘察設計院有限公司
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B21/50;C25B9/70;C25B9/19;C25B9/60;C25B1/04;C02F1/00;C02F1/28;C02F1/04;C02F9/00;C02F103/08
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張晨

本發明涉及一種基于半潛式平臺的波浪能?風能發電制氫集成系統，包括半潛式平臺、海水過濾淡化系統、制氫系統、風力發電系統、氣囊系統、導氣系統、氣流發電系統；半潛式平臺包括甲板平臺和中心柱，甲板平臺的底部連接有多個浮箱，相鄰的浮箱之間連接有橫撐，浮箱底部連接有垂蕩板，中心柱位于多個浮箱之間；海水過濾淡化系統位于浮箱內，制氫系統安裝在甲板平臺上，海水過濾淡化系統與制氫系統連接，風力發電系統安裝在中心柱上，氣囊系統安裝在橫撐上，導氣系統位于橫撐內部，氣囊系統與導氣系統相連通，氣流發電系統安裝在導氣系統內部，垂蕩板的外側壁上還連接有錨泊系統。本發明能夠綜合利用海上風能與波浪能發電，同時利用所得電能制氫。

技術領域

本發明涉及海上風力發電、波浪能發電以及電解水制氫技術領域，具體涉及一種基于半潛式平臺的波浪能-風能發電制氫集成系統。

背景技術

目前，世界傳統能源的發展正面臨著嚴重的儲量匱乏且不可再生的問題，同時化石能源燃燒所帶來的環境污染和溫室氣體排放的問題愈發嚴重。因此，能源轉型迫在眉睫，可再生能源成為了各國研究和發展的重點，而無污染、儲量大、可再生的海洋可再生能源無疑成了焦點。同時，由于氫氣燃燒熱值遠高于傳統化石能源，且燃燒后產物只有水，被認為是世界上最干凈的能源，具有較大的應用潛力，有望在全球的能源轉型中將占據重要地位。

在諸多種類的新型能源中，波浪能具有能量儲備多、分布范圍廣等優點，海上風電能有效節約土地資源，風能來源相對穩定，發電效率較高，二者都已經成為各國爭相研究的熱點。然而現有的波浪能發電裝置大量采用剛性材料制作，導致裝置易被海水腐蝕而發生破壞；同時由于海底電纜鋪設成本巨大的原因，海上風電和波浪能發電的成本居高不下，制約著海上可再生能源的發展。

在目前主要的制氫方式中，電解水制氫是較為環保且技術成熟的一種方式，因此，基于“電解水制氫—儲氫—氫燃料電池發電”這一過程所開發的可再生能源利用的方式逐漸走進人們的視野，將電能以化學能的方式進行儲存運輸，再以氫氣燃燒的方式釋放能量的形式逐漸成為海上可再生能源的發展新方向。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種基于半潛式平臺的波浪能-風能發電制氫集成系統，該集成系統能夠綜合利用海上風能與波浪能發電，同時利用所得電能制氫。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于半潛式平臺的波浪能-風能發電制氫集成系統，包括半潛式平臺、海水過濾淡化系統、制氫系統、風力發電系統、氣囊系統、導氣系統、氣流發電系統及錨泊系統；半潛式平臺包括甲板平臺和中心柱，甲板平臺的底部連接有多個浮箱，相鄰的兩個浮箱之間連接有橫撐，浮箱底部連接有垂蕩板，中心柱位于多個浮箱之間，中心柱與浮箱之間連接有斜撐，中心柱與垂蕩板之間連接有支撐桿；海水過濾淡化系統位于浮箱內，制氫系統安裝在甲板平臺上，海水過濾淡化系統的出水管路與制氫系統連接，風力發電系統安裝在中心柱上，氣囊系統安裝在橫撐上，導氣系統位于橫撐內部，氣囊系統與導氣系統相連通，氣囊系統的進氣口與導氣系統的出氣口相連接，氣囊系統的出氣口與導氣系統的進氣口相連接，氣流發電系統安裝在導氣系統內部，垂蕩板的外側壁上還連接有錨泊系統。

進一步的，多個氣囊系統陣列布置在橫撐上，導氣系統上設有多對進氣口和出氣口，多個氣囊系統與導氣系統上的多對進氣口和出氣口一一對應。

進一步的，氣囊系統包括柔性氣囊，柔性氣囊通過螺栓連接在橫撐上，螺栓連接處涂有防水膠，柔性氣囊的底部對稱設有進氣口和出氣口，柔性氣囊的底部還設有充氣口；柔性氣囊采用橡膠薄膜制成。

進一步的，導氣系統包括通氣管道，通氣管道上設有多對進氣口和出氣口，通氣管道的進氣口和出氣口處均安裝有單向閥。

進一步的，氣流發電系統包括空氣透平、轉軸、轉子以及定子，定子固定安裝在通氣管道內部，轉子轉動安裝在定子內，轉子通過轉軸與空氣透平連接。