CN101932823A - 集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统 - Google Patents

集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101932823A
CN101932823A CN2008801261247A CN200880126124A CN101932823A CN 101932823 A CN101932823 A CN 101932823A CN 2008801261247 A CN2008801261247 A CN 2008801261247A CN 200880126124 A CN200880126124 A CN 200880126124A CN 101932823 A CN101932823 A CN 101932823A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power generation
ocean current
sluice
ocean
current power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2008801261247A
Other languages
English (en)
Inventor
张庆秀
李姃恩
张宰源
张成源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of CN101932823A publication Critical patent/CN101932823A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08—Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/08—Tide or wave power plants
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02C—SHIP-LIFTING DEVICES OR MECHANISMS
    • E02C1/00—Locks or dry-docks; Shaft locks, i.e. locks of which one front side is formed by a solid wall with an opening in the lower part through which the ships pass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/268—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy making use of a dam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/30—Flood prevention; Flood or storm water management, e.g. using flood barriers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

提供一种集洋流发电和水闸发电的复合海洋发电系统，所述洋流发电通过在潮汐发电水坝的水闸结构的前侧和后侧形成多个洋流发电机来发电，而所述水闸发电通过在水闸结构的水闸渠道中形成多个洋流发电机来发电，该系统包括：跨海地构筑堰以形成湖；在堰10之间安装潮汐发电水坝的水闸结构以通过将由涨潮和退潮引发的海水间的势能差转化为动能而发电；在水闸结构的前侧和后侧以及水闸结构的水闸渠道中安装洋流发电机以在涨潮时利用从海侧进入湖侧的输入海水流动并在退潮时利用从湖侧排入海侧的海水流动来使涡轮叶片转动而发电；并在水闸结构102、210中安装闸门以在涨潮和退潮期间关闭和开启闸门渠道。

Description

集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统
技术领域
本发明涉及一种集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，更具体地涉及一种具有如下特征的集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，该系统能增加洋流发电机的工作效率并利用通过连接于跨湖和海的堰的水闸结构的水闸渠道进入湖的输入海水或排放至海里的海水的快速流动来高效地产生电能。具体地说，本发明采纳使用洋流发电的系统，所述洋流快速流过水闸结构以将通过涨潮和退潮在堰的前侧和后侧产生的海水之间的势能差转变为动能。
背景技术
本发明涉及海洋能源中的潮汐发电和洋流发电。韩国西海岸和南海岸线在涨潮和退潮之间具有很大的不同，并由里亚式海岸形成，因此公认为形成世界性海洋能的理想地区，那里存在例如潮汐发电和潮汐洋流发电的许多海洋能。对于由岛屿和海岸线的再生凸出(recovery projection)或复现(reclamation)之间的间隙形成的湖来说，例如Siwha湖、Garorim海湾、Saemangeum和Incheon海湾，集中在堰周围的外海的水位根据涨潮和退潮的时段向上和向下改变若干米，相反湖(泻湖)的水位必须保持在管理水位下。
总地来说，潮汐发电是利用因潮汐移动的海水之间存在的势能差发电的方法，并可分为：根据湖或泻湖数目的单泻湖和多泻湖；根据流动方向的单流动式和双流动式，而单流动式又根据发电时产生的潮汐分为涨潮式和退潮式。此外，潮汐发电用涡轮发电机可根据其类型分为灯泡式涡轮机、贯流式涡轮机和轮圈式涡轮机。
在南韩的Sihwa湖、西海岸线构造的潮汐电站在发电时使外海水位保持为高并使湖侧水位保持为低，并仅在涨潮和灯泡式涡轮机的情形下采用涨潮式发电方法发电。
直到最近，潮汐发电系统的特征在于：跨海地构造堰并安装潮汐电站的涡轮结构以及潮汐发电水坝的水闸结构，从而利用涨潮和退潮时海水之间的势能差发电，在涡轮结构中安装涡轮发电机，涡轮发电机通过利用由于海水的水位差输入海水流动使涡轮叶片转动而发电，并在水闸结构中安装闸门，用来在涨潮时关闭并在退潮时开启水闸渠道。
从潮汐发电系统获得的功率输出正比于涡轮发电机的效率、海水经过的横截面积以及海和湖因涨潮和退潮的海平面间的落差的3/2次幂，因此高效率的涡轮发电机、具有较大叶片的发电机以及因涨潮和退潮而在海平面间的大落差导致高的经济效益。
除了潮汐发电，波能发电和温差发电外，潮汐流发电是海洋能源中接近工业化并通过在潮汐流快速流动的地点安装涡轮发电机而从潮汐流的动能发电的另一种发电方法。使用潮汐流的潮汐流发电广义上属于洋流发电(在下文中将“潮汐流发电”或“潮汐流”称为“洋流发电”或“洋流”)。
总地来说，在额定负载下比用于潮汐发电的涡轮发电机具有低得多的RPM的涡轮发电机被用于洋流发电并被分为：根据涡轮发电机类型的螺旋式、HAT(水平轴线涡轮)式和VAT(垂直轴线和涡轮)式；以及根据涡轮发电机安装方法的悬浮式和底部附连式。
潮汐发电人为地形成堰并通过利用堰内侧和外侧的海水落差驱动用于潮汐发电的涡轮发电机来发电。然而，洋流发电通过在形成自然流动的洋流角落安装洋流发电用洋流发电机而发电。洋流发电的理论原理类似于风力发电，但与风能发电不同的是通过使用流动的洋流而不是风来使叶轮转动。在洋流发电的情形下，由于海水的密度相比空气密度大出约840倍，其功率/能量密度比风能发电大出约4倍。因此，在相同设施能力的情形下，洋流发电机的大小相比风能发电机小很多。
可从洋流发电获得的功率输出正比于洋流发电机的效率、洋流通道的横截面积以及洋流速度的3次幂。因此，对于洋流发电来说高洋流速度是绝对有利的。
潮汐能和洋流能的优势在于：能量是无穷大的，源自太阳、月亮和地球之间万有引力的洁净能量只要太阳系存在就会继续现在；由于涨潮和退潮潮汐的周期性，这些能量不受气候和季节的影响；发电输出的长期预测变得可能；可在某个时间段内连续提供电力；并且容易接入到电网中。另一方面，其缺点包括不定时发电和如果电站远离陆地由于输电线的架设而造成庞大的初期投资。
直到最近，还在考虑如果在岛屿和陆地之间的狭窄地带的平均洋流速度很快——即在高洋流周期内典型为至少2.0米/秒——洋流发电的适用性。然而，尽管若干潮汐电站已在实践中投入使用，然而大规模洋流发电的例子在世界上仍然是罕见的。其原因是不容易找到安装涡轮发电机的合适地点，因为没有自然海域的海水流动快到足以用洋流发电。此外，即使平均洋流速度满足要求，但难以取得涡轮发电机的结构稳定性并且如果根据洋流电站安装区域的海床地形而使速度分布不均，就难以取得发电量的可靠控制。
总地来说，洋流发电的自然洋流的平均速度必须是2.0-2.5米/秒，其很大程度地受海床地形和流动方向频繁变化的影响。然而，可从潮汐电站获得的洋流包括更均匀的动能，它比自然洋流状态具有更高的利用价值。据报道在采用单流动涨潮式并在高潮时以6.0米落差发电的Sihwa湖潮汐发电站的情形下，经过潮汐电站的涡轮发电机后排至湖区的海水的平均速度为至少3.0米/秒并且通过水闸渠道排至海洋的海水的平均速度为至少6.0米/秒。
因此，根据本发明集由潮汐发电水坝的水闸结构构成的水闸发电和洋流发电的复合海洋发电系统的特征在于：通过在潮汐发电水坝的水闸结构的水闸渠道中安装正比于洋流速度三次幂的用于洋流发电的洋流发电机而不是安装已有潮汐能电站的涡轮结构的涡轮发电机来发电的水闸发电以及通过在潮汐发电水坝的水闸结构的前侧和后侧形成洋流发电场来发电的洋流发电。
发明内容
技术问题
相比利用海水因涨潮和退潮的自然流动的已有洋流发电系统或利用由涨潮和退潮造成的海水间的势能差发电的已有潮汐发电系统，流过潮汐发电水坝和水闸渠道的水闸结构的海水是高质量海水，其相比自然海流以可预测速度沿固定方向流动，由此容易控制发电量，并能获得无法从自然条件下获得的高速，由此导致高发电量和高经济效益。
因此，考虑上述情形作出本发明并且本发明提供集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，这种系统能通过在跨海和湖的堰中间形成由多个水闸结构构成的潮汐发电水坝并利用通过潮汐发电水坝的水闸渠道进入湖的输入海水以及从湖排至海中的海水发电快速流动来提高涡轮发电机的工作效率并有效地产生电能。
本发明的又一目的是提供一种集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，这种系统能通过在涨潮和退潮中彼此沿相反方向流动的洋流中安装用于发电的双向洋流发电机而使用通过水闸结构和水闸渠道流入湖的输入海水以及排至海中的海水的快速流动来增加复合海洋发电系统的工作效率，并由于流过水闸结构和水闸渠道的海水具有比自然海水更高利用价值和均匀性的动能而能够通过洋流发电机产生高的电能。
本发明的一个目的是提供一种集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，该系统能轻易地通过提供海水控制发电量，所述海水通过潮汐发电水坝和水闸渠道的水闸结构并且是相比自然海流以可预测速度沿固定方向流动的高质量海水，并且该系统能够将因在本发明的水闸结构中形成水闸渠道导致的水路宽度骤减引起的涡流和阻抗减至最小，以将海侧和湖侧中的海水之间的势能差转变为水渠型动能，将经济效益、可构造性、维护性和管理性作为考量，半球表面部分(R)形成在海侧和湖侧。
本发明的一个目的是提供集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，该系统能通过形成椭圆形或弧形堰并由此增加接近潮汐发电水坝的流量和洋流速度来产生更多电能。
本发明的一个目的是提供一种集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，由于本发明的水闸结构中的水闸渠道即使当海侧和湖侧的海水间的水位落差为2.0米或更低时也能获得大约6.2米/秒(＝√2gΔh)的高洋流速度，它能以高工作效率发电，不像由于当海侧和湖侧的海水间的水位落差为2.0米或低于2.0米时无法驱动潮汐能电站的涡轮结构中的涡轮发电机而无法发电的传统潮汐发电系统，由此在很低的构建成本下具有更好的经济效益。
技术手段
为了实现上面的目的，本发明的特征在于：跨海地构造堰以围成一个湖；在堰之间安装多个水闸结构以通过将由涨潮和退潮引发的海水的势能差转化为动能而发电；在水闸结构的前侧和后侧并在水闸结构的水闸渠道内侧安装洋流发电机以通过在涨潮时从海侧至湖侧的输入海水的流动和当退潮时从湖侧排至海侧的海水的流动来转动涡轮叶片而发电；在水闸结构的水闸渠道中安装闸门以在涨潮和退潮期间使水闸渠道关闭和开启；通过在水闸结构的湖侧安装多个洋流发电机，以利用从海侧通过水闸渠道至湖侧的输入海水的流动来发电，从而在湖侧形成洋流发电场；通过在水闸结构的海侧安装多个洋流发电机，以利用从湖侧通过水闸渠道排至海侧的海水的快速流动来发电，从而在海侧形成洋流发电场；并在水闸结构中的水闸渠道的内侧安装多个洋流发电机以利用从海侧移向湖侧和从湖侧移向海侧的海水流动来发电。
安装在水闸结构的前海侧和后海侧中的多个洋流发电机以行间具有预定距离的交错形状设置，以使其偶数行和奇数行彼此错开。
安装在水闸结构后海侧的前湖侧中的多个洋流发电机被安装在插入到海床中的单纵列(mono file)中。
水闸结构通过在其间建立连接结构或连接堰而彼此连接。
连接结构或连接堰形成为椭圆形以将海水流引入洋流发电场并使洋流速度加快。此外，其形状使速度分布均匀并因此高收益地进行洋流发电。
其特征在于，至少一个或多个水闸结构是相连的。
根据本发明安装在复合海洋发电系统中的洋流发电机具有即使当洋流方向改变时也能发电的结构或功能。
发明效果
根据本发明集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统可通过利用进入湖的输入海水和通过水闸结构的水闸渠道排入海中的快速流动并在涨潮和退潮期间彼此沿相反方向流动的洋流中安装用于发电的双向洋流发电机而最大化电力设施的工作效率。此时，由于经过水闸结构和水闸导管的海水具有比自然海水更高的利用价值和均匀性，因此根据本发明流过水闸结构的水闸渠道的洋流能通过洋流发电机能产生高电能。
此外，远比已有潮汐发电系统的潮汐电站的涡轮结构中用于潮汐发电的巨型和复杂的涡轮发电机简单的用于洋流发电的洋流发电机被安装在潮汐发电系统的潮汐发电水坝的水闸渠道中，用于水闸发电，由此实现涨潮和退潮期间的双向发电。因而，不需要构建已有潮汐电站的涡轮结构并因此能大为减少构建成本。
首先，本发明带来了研发和生产仅基于国内技术的洋流发电的洋流发电机代替至今一直被认为是技术壁垒的潮汐发电用涡轮发电机的研发的可能性，其形成大量制造必要的洋流发电机以及新国内市场的开发，并提供能预先占领世界洋流发电和水闸发电的技术和市场的机会，这是在真实市场化的验收步骤中实现的。
附图简述
附图示出本发明的示例性实施例。然而，示例性实施例可以不同方式体现并且不应当认为构成对附图中示出的实施例的限制。
图1是示出根据本发明一个实施例的集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统的平面图，其中水闸渠道长度不同的潮汐发电水坝的两种水坝结构连接于中央连接结构；以及
图2是根据本发明一个实施例沿图1中的直线A-A得到的潮汐发电水坝的水闸结构中的水闸渠道以及在海侧和湖侧中的洋流发电机的侧视图。
实现本发明的最佳模式
下文中，将参照附图对本发明的实施例进行更详细的描述。
图1是示出根据本发明一个实施例的集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统的平面图，其中水闸渠道长度不同的潮汐发电水坝的两种水坝结构连接于中央连接结构；而图2是根据本发明一个实施例沿图1中的直线A-A得到的潮汐发电水坝的水闸结构中的水闸渠道以及海侧和湖侧中的洋流发电机的侧视图。
如图1所示，根据本发明集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统需要在涨潮和退潮之间具有大落差的地点构筑堰10。较佳地，堰10形成为椭圆形或弧形以诱导接近潮汐发电水坝的海水进行洋流发电。
在构筑如上所述的堰10后，湖12如图1所示地形成。在堰10的中间安装具有不同尺寸并阻挡住湖侧12和海侧14的多个潮汐发电水坝100、200。
较佳地，潮汐发电水坝100、200通过在其间设置连接结构300或连接堰彼此相连。连接结构300或连接堰可根据地形特征几千或几百米地建立。
如图2所示，闸门212被安装在形成潮汐发电水坝200的水闸结构210中。紧急时通过升降装置14下降的闸门212扮演阻挡海侧14流入湖侧12或湖12中的海水排入海侧14的角色。
形成潮汐发电水坝100的水闸结构102如图1所示地表示为一个单元本体中的十个水闸结构102，而形成潮汐发电水坝200的水闸结构210如图1所示地表示为一个单元本体中的八个水闸结构。然而并不局限于此且其装置数量可根据涨潮和退潮的地形以及发电量的计划而改变。
使用通过闸门212排入海的海水流动发电的多个洋流发电机220安装在水闸结构102、210的前向，即如图1和2所示的海侧14，由此在海侧14形成洋流发电场。
多个洋流发电机220在行间以等于洋流发电机的涡轮叶片直径的预定间隔以交错形状设置，并且奇数行中的洋流发电机220A、220C和偶数行中的洋流发电机220B、220D彼此错开地设置。
此外，当设置洋流发电机220时，洋流发电机单位面积的安装数目可根据洋流速度沿与海水流动方向垂直的方向最合适的设置排列距离而增加。具体地说，对本发明而言，在通过水闸渠道216排放的洋流的速度非常高而海水流动很好的情形下，洋流发电机可较佳地使用流体动力计算工业程序通过数值计算作出最适当的配置。
这里，湖侧的各个洋流发电机120、海侧的各个洋流发电机220和水闸渠道中的洋流发电机各自由插入海床的单纵列支承并安装于其上。
此外，湖侧12的洋流发电机120、海侧14的洋流发电机220和水闸渠道中的洋流发电机包括推进器，该推进器通过洋流的流动被旋转和驱动，以及发电机，其具有连接于推进器的转轴的转子。推进器和发电机也可通过沿相反方向流动的海水来发电。
至少一个或多个潮汐发电水坝100的水闸结构102和潮汐发电水坝200的水闸结构210各自相连，如图1所示。
在示例性实施例中，当根据潮汐发电水坝100和潮汐发电水坝200的地形特征或发电计划通过洋流发电机120、220形成洋流能场时，集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统可如此形成：在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的水闸渠道中安装多个洋流发电机；仅在潮汐发电水坝100、200的湖侧12安装多个洋流发电机120；仅在潮汐发电水坝100、200的海侧14安装多个洋流发电机220；以及在潮汐发电水坝100、200的湖侧12和海侧14皆安装多个洋流发电机120、220，如图1所示。
下面将对上述示例性实施例的效果予以说明。
当由海侧14和湖侧12的海水水位差造成的落差很小时，安装在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210中的闸门挡住水闸渠道，而当海侧14和湖侧12中的海水的水位差造成的落差变为预定标准时，闸门上升。因此，海侧14中的海水通过水闸结构102、210沿图2所示的箭头方向L流入湖侧12。此时，海水越接近海侧14的潮汐发电水坝100、200，海水的速度变得越快。并且海水通过水闸结构102、210快速排放入湖侧。流过水闸结构102、210的洋流演变为在经过具有方形截面的长水闸渠道时具有利于洋流发电的极佳洋流特征的紊乱洋流，并沿潮汐发电水坝100、200的后方向流入洋流发电机120。
因此，安装在潮汐发电水坝100、200的闸门结构102、210的前侧和后侧以及安装在水闸结构的水闸渠道中的洋流能场120、200中安装的洋流发电机的叶片通过海水的流动旋转并发电。此时，当海水的水位之间的落差为2.0米时，通过水闸结构102、210至湖侧12的输入海水的平均速度变为6.0米/秒或更大。因此，洋流发电是通过以计算机仿真优化设置的多个洋流发电机120完成的。洋流发电继续，直到湖的水位达到管理水位为止，而当湖的水位达到管理水位时潮汐电站100的洋流发电机110停止发电，并且保持这种停止状态直到海侧的水位变得低于退潮时湖侧的水位为止。
为了对退潮期间沿相反方向流动的海水作为准备，在停止状态下整个洋流发电机的叶片沿相反方向设置。
同时，当海侧14的水位因涨潮后退潮而低于湖侧12的水位时，潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210中的闸门如图2所示地开启，并且湖侧12中的海水通过闸门渠道216如箭头方向(L)所示地排至海侧14。
此时，通过闸门212排放的海水的平均速度为6.0米/秒并且安装在海侧14的多个洋流发电机220由经过潮汐发电水坝100、200的水流驱动，由此发电。
根据本发明集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统通过利用从海侧14进入湖侧12的输入海水的流动以及从湖侧12排至海侧14的海水的流动来发电，并因此就电力设施的工作效率而言比仅当海水从海侧流入湖侧时发电的单流动涨潮式SIHWA湖潮汐发电更为卓越。
为了将来自湖侧的洋流发电机120和海侧的洋流发电机220的电力输送至变电站，可通过海底电缆将电力传输至潮汐发电水坝100、200中的变电站或直接传输至陆地上的变电站。
根据本发明集水闸发电和洋流发电的复合海洋发电系统能在涨潮或退潮期间发电并令发电设施的工作效率最大化，由于它采用海水的双向流动来发电。
此外，根据本发明流过潮汐发电水坝100、200的水坝结构102、210的海水具有比从自然潮汐流获得海水具有更高的利用价值，因此能通过海侧的洋流发电机120和海侧的洋流发电机220高效地产生电能，并且海水对洋流发电机的使用寿命内具有良好的作用。也就是说，流过潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的海水是高质量海水，它以可预测速度沿固定方向流动并容易调节发电量，由此能节省构建潮汐电站所需的成本并使发电量最大化，由此导致高的经济效益。
总地来说，为了保存和管理洋流发电机，可将洋流发电机及其辅助设备牵引至海中并在附近停靠小船，同时由于在不发电或不排放海水的情形下洋流的流动状况由于存在在潮汐发电时构筑的堰而比使用自然潮汐流的流动的潮汐流电站的流动状况更为柔和，因此根据本发明的复合洋流能源系统具有使用潜水或ROV(遥控车)保存和管理洋流发电机的优势。
已在上文中联系附图所示的几个示例性实施例对本发明进行了说明，然而不应当将其理解为对实施例的限定。相反，本领域内技术人员可以理解，可对这些实施例中的细节作出各种变化而不脱离本发明的范围。

Claims (11)

1.一种集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，包括：
跨海地构筑堰10以形成湖12；
在堰10之间安装潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210以通过将由涨潮和退潮引发的海水间的势能差转化为动能而发电；
在水闸结构102、210中安装用于水闸发电的洋流发电机以利用海水流动发电；
在水闸结构中安装闸门以在涨潮和退潮期间关闭和开启水闸渠道；以及
通过在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的后湖侧12安装多个洋流发电机120，以利用通过水闸结构102、210排入湖侧的海水流动来发电，从而在湖侧12形成洋流发电场。
2.一种集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，包括：
跨海地构筑堰10以形成湖12；
在堰10之间安装潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210以通过将由涨潮和退潮引发的海水间的势能差转化为动能而发电；
在水闸结构102、210中安装洋流发电机以通过利用在涨潮和退潮期间进入闸门渠道的输入海水的流动而使涡轮叶片转动而发电；
在水闸结构102、210中安装闸门以在涨潮和退潮期间关闭和开启水闸渠道；以及
通过在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的前海侧14安装多个洋流发电机220，以利用通过水闸渠道排入海侧的海水流动来发电，从而在海侧14形成洋流发电场。
3.一种集水闸发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统，包括：
跨海地构筑堰10以形成湖12；
在堰10之间安装潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210以通过将由涨潮和退潮引发的海水间的势能差转化为动能而发电；
将洋流发电机安装在水闸结构102、210中以通过利用输入海水的流动使涡轮叶片转动而发电；
在水闸结构102、210中安装闸门以在涨潮和退潮期间关闭和开启水闸渠道；
通过在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的后湖侧12安装多个洋流发电机120，以利用通过水闸结构102、210排出的海水流动来发电，从而在海侧14形成洋流发电场；以及
通过在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的前海侧12安装多个洋流发电机220，以利用通过闸门高速排入海侧的海水流动来发电，从而在海侧14形成洋流发电场。
4.如权利要求1或3所述的复合海洋发电系统，其特征在于，安装在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的后湖侧12的多个洋流发电机120设置成在行间具有预定间隔的交错形状并且奇数行和偶数行内的洋流发电机设置成彼此错开。
5.如权利要求2或3所述的复合海洋发电系统，其特征在于，安装在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的前海侧14的多个洋流发电机220设置成在行间具有预定间隔的交错形状并且奇数行和偶数行内的洋流发电机设置成彼此错开。
6.如权利要求1或3所述的复合海洋发电系统，其特征在于，安装在潮汐发电水坝100、200的涡轮结构102、210的后湖侧12的多个洋流发电机120各自被安装在插入海床的单纵列(F)中。
7.如权利要求2或3所述的复合海洋发电系统，其特征在于，安装在潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210的前海侧14的多个洋流发电机220各自被安装在插入海床的单纵列(F)中。
8.如权利要求1-3中任何一项所述的复合海洋发电系统，其特征在于，所述潮汐发电水坝100、200的水闸结构102、210通过在其间设置连接结构300而彼此相连。
9.如权利要求1-3中任何一项所述的复合海洋发电系统，其特征在于，所述潮汐发电水坝100、200的至少一个或多个水闸结构102、210分别彼此相连。
10.如权利要求1-3中任何一项所述的复合海洋发电系统，其特征在于，所述堰10具有椭圆形或弧形以在洋流发电场中诱导海水。
11.如权利要求1-3中任何一项所述的复合海洋发电系统，其特征在于，安装在复合海洋发电系统中的洋流发电机具有即使当洋流方向改变时也能发电的结构或功能。
CN2008801261247A 2008-03-25 2008-04-29 集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统 Pending CN101932823A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0027182 2008-03-25
KR1020080027182A KR100883756B1 (ko) 2008-03-25 2008-03-25 수문발전과 해류발전을 겸하는 복합 해양발전시스템
PCT/KR2008/002414 WO2009119934A1 (en) 2008-03-25 2008-04-29 Complex ocean power system combining sluice power and ocean current power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101932823A true CN101932823A (zh) 2010-12-29

Family

ID=40681650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801261247A Pending CN101932823A (zh) 2008-03-25 2008-04-29 集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100327594A1 (zh)
EP (1) EP2268916A4 (zh)
KR (1) KR100883756B1 (zh)
CN (1) CN101932823A (zh)
CA (1) CA2717109A1 (zh)
WO (1) WO2009119934A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106949005A (zh) * 2017-05-24 2017-07-14 吕兴卫 通用型可再生能源海水潮汐发电兼储存系统
CN113742900A (zh) * 2021-08-17 2021-12-03 生态环境部华南环境科学研究所 一种中小型潮汐及海洋环流模拟装置及方法
CN114718799A (zh) * 2022-05-11 2022-07-08 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 潮汐发电装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2309118A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-13 Baggerwerken Decloedt en Zoon N.V. Device for generating electrical energy from hydraulic energy
KR101180641B1 (ko) 2010-11-19 2012-09-18 손형익 단조지식 복류형 조력발전소
CN102748198B (zh) * 2012-07-02 2014-07-02 丁传明 海洋物理能量综合转换发电系统
US9624900B2 (en) 2012-10-29 2017-04-18 Energystics, Ltd. Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
US10011910B2 (en) 2012-10-29 2018-07-03 Energystics, Ltd. Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
US8629572B1 (en) 2012-10-29 2014-01-14 Reed E. Phillips Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
CN106013011A (zh) * 2016-02-26 2016-10-12 林丽容 一种螺旋涡轮水力发电站
US10047717B1 (en) 2018-02-05 2018-08-14 Energystics, Ltd. Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
CN109778808B (zh) * 2018-10-30 2021-03-19 杭州江河水电科技有限公司 一种涵道式双向潮流电站系统
CN111445771B (zh) * 2020-03-26 2021-09-03 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 海底洋流模拟装置及其控制方法
CN113204819A (zh) * 2021-04-28 2021-08-03 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 感潮水闸闸前橄榄型调蓄湖的布置方法
JP7199001B1 (ja) 2022-04-15 2023-01-05 初美 関口 潮流発電装置及び潮流発電方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4261171A (en) * 1978-10-20 1981-04-14 Atencio Francisco J G Functionally transformable dam with tidal power station
CH655529B (zh) * 1981-09-29 1986-04-30
KR880002256B1 (ko) * 1982-07-02 1988-10-20 김세환 조력 발전장치
JPS61261676A (ja) 1985-05-15 1986-11-19 Hitachi Zosen Corp 波力発電装置
JPH0411749B2 (zh) * 1986-02-14 1992-03-02 Tatsuya Yamauchi
GB9606743D0 (en) * 1996-03-29 1996-06-05 I T Power Limited Column mounted water current turbine
KR20020015248A (ko) * 2000-08-21 2002-02-27 최윤수 수력을 이용한 수력 발전선 시스템
DE20107290U1 (de) * 2001-04-27 2002-01-17 Moschner Horst Gezeiten-Kraftwerk - B
US6982498B2 (en) * 2003-03-28 2006-01-03 Tharp John E Hydro-electric farms
US6759757B1 (en) * 2003-06-19 2004-07-06 Steven Campbell Method and apparatus for converting tidal power into electrical energy
US6967413B2 (en) * 2003-09-05 2005-11-22 Ramez Atiya Tidal energy system
JP2005214142A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 発電装置
AT413868B (de) * 2004-02-17 2006-06-15 Mondl Fritz Strom-boje
US20050236843A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Roddier Dominique G Tidal current accelerating structure for electrical power generation
US7492054B2 (en) * 2006-10-24 2009-02-17 Catlin Christopher S River and tidal power harvester
US7564143B1 (en) * 2007-12-26 2009-07-21 Weber Harold J Staging of tidal power reserves to deliver constant electrical generation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106949005A (zh) * 2017-05-24 2017-07-14 吕兴卫 通用型可再生能源海水潮汐发电兼储存系统
CN113742900A (zh) * 2021-08-17 2021-12-03 生态环境部华南环境科学研究所 一种中小型潮汐及海洋环流模拟装置及方法
CN113742900B (zh) * 2021-08-17 2023-05-12 生态环境部华南环境科学研究所 一种中小型潮汐及海洋环流模拟装置及方法
CN114718799A (zh) * 2022-05-11 2022-07-08 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 潮汐发电装置
CN114718799B (zh) * 2022-05-11 2023-09-26 浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院) 潮汐发电装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR100883756B1 (ko) 2009-02-12
EP2268916A1 (en) 2011-01-05
EP2268916A4 (en) 2012-09-19
WO2009119934A1 (en) 2009-10-01
CA2717109A1 (en) 2009-10-01
US20100327594A1 (en) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101932823A (zh) 集潮汐发电和洋流发电于一身的复合海洋发电系统
KR100867547B1 (ko) 조력발전과 해류발전을 겸하는 통합발전시스템
CN101649813B (zh) 水流海浪潮汐动能和风能太阳能发电的综合系统
Soleimani et al. Feasibility study on tidal and wave energy conversion in Iranian seas
US10605224B2 (en) Hydroelectric power generator using ebb and flow of seawater
CN204402744U (zh) 一种流水型发电装置
US10801466B1 (en) Integrated system for optimal continuous extraction of head-driven tidal energy with minimal or no adverse environmental effects
CN104791178A (zh) 一种自动变桨的流水发电装置及其变桨方法
Weliwaththage et al. The review of innovation in renewable energy sector in the world
Lim et al. Marine tidal current electric power generation: state of art and current status
KR20100095687A (ko) 수평식 수력발전시스템
Duckers Wave power
CN204591570U (zh) 一种自动变桨的流水发电装置
CN210958223U (zh) 一种互补型太阳能混合发电装置
KR101338950B1 (ko) 태양광 보완 우수활용 발전장치
CN218291864U (zh) 一种基于护城河或自然水源的地下抽水储能系统
CN216008750U (zh) 一种海洋潮汐多向流驱动全天候水轮发电机
KR20100104694A (ko) 수평식 수력발전시스템
CA2694150A1 (en) The helical pathway system and method for harvesting electrical power from water flows using oval helical turbines
RU83076U1 (ru) Гидроэнергетическая установка
KR101075071B1 (ko) 고속 해류용 소형 대용량 해류발전기
Mukherjee et al. Energy From the Ocean
KR20090079479A (ko) 조력발전장치
SINGH et al. CONSERVATION OF ENERGY FROM TIDAL WAVES: AN OVERVIEW
CN114412694A (zh) 侧斜坝水力发电系统、多级联系统、新能源系统、电力方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20101229