一種可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)及集聚群的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深海中利用風(fēng)能與波浪能聯(lián)合發(fā)電的裝置，具體涉及一種可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)，還涉及一種多個(gè)可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)組成的集聚群，屬于深海發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源日益減少的今天，各國(guó)都在大力發(fā)展新型能源。海洋中蘊(yùn)藏著巨大能量，以海上風(fēng)電和波浪能發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)展迅速。然而，目前海上風(fēng)電場(chǎng)都位于近岸海域，由于深海環(huán)境惡劣，深海發(fā)電技術(shù)尚不完善，屬深海風(fēng)電場(chǎng)發(fā)展技術(shù)比較成熟。目前深海中風(fēng)力發(fā)電基礎(chǔ)主要采用漂浮在海面上的盒式平臺(tái)，平臺(tái)再用錨泊系統(tǒng)錨定于海床，首先用風(fēng)機(jī)采集風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過(guò)水輪機(jī)或液壓缸及連桿機(jī)構(gòu)將得到的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，再通過(guò)發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，適用于大于50m的水域，是未來(lái)深海海域風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)發(fā)展的趨勢(shì)之一。
[0003]另一方面，波浪能是深海中分布最廣的可再生能源，然而波浪能發(fā)電成本極高，但轉(zhuǎn)換效率卻很低。所以，海上風(fēng)電和波浪能發(fā)電相輔相成成為新方向，尤其是深海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，在建造時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮加入波浪能發(fā)電裝置。本發(fā)明通過(guò)風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)擠壓液壓缸發(fā)電裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能波浪能聯(lián)合發(fā)電。本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換步驟少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，維護(hù)方便，可廣泛應(yīng)用于深水海域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)及集聚群，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能波浪能聯(lián)合發(fā)電，能量轉(zhuǎn)換步驟少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，維護(hù)方便。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)，包括漂浮于海面上的風(fēng)機(jī)浮筒，風(fēng)機(jī)浮筒上垂直設(shè)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征是，還包括多個(gè)圍設(shè)在風(fēng)機(jī)浮筒周邊的波浪浮筒;每個(gè)波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒的相對(duì)面相互平行并連接，在兩者連接處相對(duì)的設(shè)有若干個(gè)傳動(dòng)裝置，在兩者浮筒腔體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)相應(yīng)的液壓缸發(fā)電裝置，所述傳動(dòng)裝置連接相應(yīng)的液壓缸發(fā)電裝置;傳動(dòng)裝置通過(guò)波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒隨波浪上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)液壓缸發(fā)電裝置將波浪能轉(zhuǎn)換為電能。
[0006]進(jìn)一步的，所述風(fēng)機(jī)浮筒為正多邊形，所述波浪浮筒為裙?fàn)顕O(shè)于風(fēng)機(jī)浮筒的每條邊。
[0007]進(jìn)一步的，所述液壓缸發(fā)電裝置包括液壓缸和發(fā)電機(jī)，液壓缸的活塞桿滑動(dòng)貫穿其相應(yīng)的浮筒側(cè)壁連接傳動(dòng)裝置，液壓缸連接發(fā)電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步的，所述傳動(dòng)裝置包括主萬(wàn)向節(jié)、萬(wàn)向節(jié)組合板和滑移萬(wàn)向節(jié)，所述主萬(wàn)向節(jié)連接波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒的相對(duì)面，所述萬(wàn)向節(jié)組合板垂直設(shè)于相對(duì)面的中間位置，所述滑移萬(wàn)向節(jié)一端與活塞桿固定連接，其另一端設(shè)有滑輪，萬(wàn)向節(jié)組合板上設(shè)有供滾輪上下滑動(dòng)的滑槽。
[0009]進(jìn)一步的，萬(wàn)向節(jié)組合板與風(fēng)機(jī)浮筒的上下端面通過(guò)彈性防水板密封連接;萬(wàn)向節(jié)組合板與波浪浮筒的上下端面亦通過(guò)彈性防水板密封連接。
[0010]進(jìn)一步的，活塞桿與其相應(yīng)的浮筒側(cè)壁的接觸面處設(shè)有關(guān)節(jié)軸承，關(guān)節(jié)軸承內(nèi)固設(shè)有防水軸套，活塞桿與防水軸套滑動(dòng)連接。
[0011]進(jìn)一步的，還包括電力收集系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接電力收集系統(tǒng)。
[0012]進(jìn)一步的，萬(wàn)向節(jié)組合板中間設(shè)有橫向的萬(wàn)向節(jié)固定軸，每個(gè)波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒的相對(duì)面處設(shè)有的若干個(gè)主萬(wàn)向節(jié)均活動(dòng)套設(shè)在萬(wàn)向節(jié)固定軸上，主萬(wàn)向節(jié)上設(shè)有鎖止裝置，鎖止裝置包括設(shè)置在相鄰主萬(wàn)向節(jié)上的能夠相互嚙合的兩個(gè)齒輪和驅(qū)動(dòng)器，主萬(wàn)向節(jié)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器與主萬(wàn)向節(jié)控制器連接，主萬(wàn)向節(jié)控制器發(fā)送的鎖止控制命令通過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)相鄰兩個(gè)主萬(wàn)向節(jié)相互靠近直至兩個(gè)齒輪嚙合，從而鎖止主萬(wàn)向節(jié)。
[0013]進(jìn)一步的，所有浮筒均通過(guò)系泊繩和錨固定在海域中，每個(gè)波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒之間還通過(guò)鐵索連接。
[0014]本發(fā)明還提供了一種可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)的集聚群，其特征是，包括沿島嶼呈線狀分布或沿海岸線分布的若干個(gè)前述的可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是:
1、本發(fā)明通過(guò)風(fēng)機(jī)浮筒上垂直設(shè)置風(fēng)力發(fā)電機(jī)，波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒之間設(shè)置傳動(dòng)裝置收集波浪能而發(fā)電，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能波浪能聯(lián)合發(fā)電，能量轉(zhuǎn)換步驟少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，維護(hù)方便。
[0016]2、本發(fā)明將平臺(tái)整體分成若干浮筒，風(fēng)機(jī)浮筒位于中心，波浪浮筒緊密圍繞風(fēng)機(jī)浮筒，浮筒之間用鐵索及萬(wàn)向節(jié)連接，此時(shí)平臺(tái)內(nèi)部波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒之間可以發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于給整體風(fēng)機(jī)平臺(tái)增加了一個(gè)緩沖，很大程度上提高了風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
[0017]3、本發(fā)明通過(guò)主萬(wàn)向節(jié)上設(shè)有鎖止裝置，鎖止裝置與主萬(wàn)向節(jié)控制器連接，所述鎖止裝置接收主萬(wàn)向節(jié)控制器發(fā)送的控制命令將主萬(wàn)向節(jié)與萬(wàn)向節(jié)固定軸鎖止，從而使整個(gè)漂浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)剛性連在一起，波浪浮筒與風(fēng)機(jī)浮筒保持相對(duì)靜止，便于維護(hù)維修或當(dāng)?shù)睾^(qū)發(fā)生風(fēng)暴潮時(shí)停止發(fā)電平臺(tái)采集波浪能。
[0018]4、本發(fā)明通過(guò)萬(wàn)向節(jié)組合板與風(fēng)機(jī)浮筒和波浪浮筒的上下端面通過(guò)彈性防水板密封連接，保護(hù)浮筒之間的波浪能收集裝置，不受海水腐蝕且易于維修。
[0019]5、本發(fā)明可根據(jù)實(shí)際需要在浮筒之間設(shè)置若干個(gè)波浪能采集裝置，由于波浪的巨大能量，以及時(shí)刻不停的海流波浪作用，提高波浪能的利用率，提高發(fā)電平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[°02°]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)俯視不意圖；
圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中液壓缸發(fā)電裝置分布俯視不意圖；
圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中單個(gè)波浪能采集發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)局部剖面示意圖；
圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中傳動(dòng)裝置采集波浪能的工作示意圖；
圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中萬(wàn)向節(jié)組合板結(jié)構(gòu)剖面示意圖； 圖7為本發(fā)明一實(shí)施例中主萬(wàn)向節(jié)的鎖止裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8為本發(fā)明一實(shí)施例中相鄰主萬(wàn)向節(jié)鎖止的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明一實(shí)施例在海平面靜止時(shí)的工作示意圖；
圖10為本發(fā)明一實(shí)施例在海平面波動(dòng)時(shí)的工作示意圖；
圖11為本發(fā)明一實(shí)施例在風(fēng)暴潮中停止采集波浪能的工作示意圖。
[0021]圖中:1、風(fēng)機(jī)浮筒；11、風(fēng)力發(fā)電機(jī)；12、鐵索；2、波浪浮筒；21、主萬(wàn)向節(jié)控制器；22、關(guān)節(jié)軸承;23、防水軸套;24、系泊繩，25、錨3、傳動(dòng)裝置;31、主萬(wàn)向節(jié);32、鎖止裝置;33、滑移萬(wàn)向節(jié);34、滾輪;35、彈性防水板;4、萬(wàn)向節(jié)組合板;41、萬(wàn)向節(jié)固定軸;42、滑槽;5、液壓缸發(fā)電裝置;51、活塞桿;52、活塞;53、液壓缸;54、發(fā)電機(jī);6、電力收集處理系統(tǒng);M、海面；D:海底。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]如圖1-11所示，本發(fā)明提供了一種可采集波浪能的海上漂浮式風(fēng)力發(fā)電平臺(tái)，包括漂浮于海面上的風(fēng)機(jī)浮筒1，風(fēng)機(jī)浮筒1上垂直設(shè)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)11，其特征是，還包括多個(gè)圍設(shè)在風(fēng)機(jī)浮筒1周邊的波浪浮筒2;每個(gè)波浪浮筒2與風(fēng)機(jī)浮筒1的相對(duì)面相互平行并連接，在兩者連接處相對(duì)的設(shè)有若干個(gè)傳動(dòng)裝置3，在兩者浮筒腔體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)相應(yīng)的液壓缸發(fā)電裝置5，所述傳動(dòng)裝置3連接相應(yīng)的液壓缸發(fā)電裝置5;傳動(dòng)裝置3通過(guò)波浪浮筒2與風(fēng)機(jī)浮筒1隨波浪上下運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)液壓缸發(fā)電裝置5將波浪能轉(zhuǎn)換為電能。
[0024]本發(fā)明一實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)浮筒1為一個(gè)正多邊形平臺(tái)，中心垂直安裝有風(fēng)力發(fā)電機(jī)11，波浪浮筒2為裙?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，多個(gè)波浪浮筒緊密圍繞風(fēng)機(jī)浮筒組成一個(gè)大的完整的圓狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)機(jī)浮筒位于其中心位置。風(fēng)機(jī)浮筒1形狀也可以選擇圓形，波浪浮筒相應(yīng)的選擇扇形狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的方案中如圖1所示，風(fēng)機(jī)浮筒為正六邊形，周圍設(shè)有六個(gè)波浪浮筒。風(fēng)力發(fā)電機(jī)11采用現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)機(jī)通過(guò)塔柱安裝在風(fēng)機(jī)浮筒的中心處。
[0025]本發(fā)明一實(shí)施例中，如圖3所不，所述液壓缸發(fā)電裝置5包括液壓缸53和發(fā)電機(jī)54，本實(shí)施例中的液壓缸發(fā)電裝置5采用現(xiàn)有技術(shù)。每個(gè)液壓缸53均帶有活塞52、活塞桿51和液壓腔，液壓缸53的活塞桿51滑動(dòng)貫穿其相應(yīng)的浮筒側(cè)壁連接傳動(dòng)裝置3，液壓缸53連接發(fā)電機(jī)54。風(fēng)機(jī)浮筒和波浪浮筒體積很大，可安裝液壓筒發(fā)電裝置5數(shù)量很多，具體數(shù)量由實(shí)際傳動(dòng)裝置個(gè)數(shù)而定。
[0026]本發(fā)明一實(shí)施例中，如圖3至圖6所示，所述傳動(dòng)裝置3包括主萬(wàn)向節(jié)31、萬(wàn)向節(jié)組合板4和滑移萬(wàn)向節(jié)33，所述主萬(wàn)向節(jié)31連接波浪浮筒2與風(fēng)機(jī)浮筒1的相對(duì)面，所述萬(wàn)向節(jié)組合板