CN102079366A - 可移动式海上新能源动力平台 - Google Patents

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蔡惠文
张兆德
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Abstract

本发明公开了一种用于风能、波浪能和太阳能综合利用的可移动式新能源动力平台。平台体、升降桩、升降桩驱动装置、作动油缸、波浪板、太阳能光伏板、变幅油缸、太阳能光伏板托架平台、风力发电装置、液压站、配电间、生活楼和吊机组成可移动式海上新能源动力平台。其主要连接方式为：升降桩驱动装置、作动油缸、太阳能光伏板托架平台、液压站、配电间、生活楼和吊机都安装在平台体上。在不同天气情况下，太阳能光伏板、风力发电装置和作动油缸所产生电能进入配电间整流后外输。恶劣海况时，为避免风浪的破坏损失，可及时将可移动式海上新能源动力平台拖航至港内，有效地消除天气因素造成的间隙性发电缺陷，实现了海上持续电力供应。

Description

可移动式海上新能源动力平台
技术领域
本发明专利涉及的是用于风能、波浪能和太阳能综合利用的可移动式海上新能源动力平台，属于机械领域。
背景技术
海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，为保证人类所需的能源得到稳定而持久的发展，世界各国均在努力使能源结构从单一的常规能源向多种新能源过渡，尤其近20多年来，海洋能事业取得了很大发展，但涉及到海上风能、太阳能和波浪能的具体利用，基本都是以单一的形式进行开发，风浪互补或风光互补发电形式较少，还未有见到在海上将三者进行综合利用的先例。我国是一个有着海洋能源资源丰富的大国，在利用开发海洋能源方面有先天优势，据初步测定仅风能就有7.5亿千瓦储量，是陆地风资源储量的2到3倍。海上风电的优势是年利用小时长，一般说来海上年平均风速明显大于陆地，研究表明，离岸10km的海上风速比岸上高25％以上，有稳定的主导方向，因此机组运行稳定、寿命长，单机能量产出较大。若将风能与波浪能、太阳能进行综合利用，可有效补缺因天气因素造成风平浪静和阴天的缺陷，形成持续电力供应。
综上所述，海上新能源开发虽潜力巨大，但其运行环境相比陆上更复杂，目前国内基本仅有中海油基地集团公司和上海东海风力发电有限公司在海上做过风力发电工程。由于风机基础采用的是固定式钢桩结构，先打下八根钢管桩，再在钢管桩顶部浇注成一个混凝土承台，来满足风机的承载、抗拔、水平移位等需要，海上施工难度相当大，恶劣海况下维护也非常困难，甚至造成沿岸风力发电装置毁灭性破坏。如何“多快好省”开发海洋新能源，对保障我国能源安全，改变能源的消费结构，走可持续发展的道路，具有非常重大的社会意义，为此提出了可移动式海上新能源动力平台。
本发明专利正是为解决上述问题而设计的，目的在于消除天气因素造成的间隙性发电缺陷，将风能与波浪能、太阳能进行综合利用，实现持续电力供应。采用可移动式平台装置，降低海上昂贵的安装费用，避免恶劣海况下对发电设备带来的破坏，确保新能源动力平台安全。
发明专利内容
本发明专利要解决的技术问题是提供一座用于海上新能源开发的可移动式动力平台，该平台能够有效地消除天气因素造成的间隙性发电缺陷，将风能与波浪能、太阳能进行综合利用，实现持续电力供应，本发明专利的目的是为海上新能源开发提供一座安全可靠的动力平台。
为解决上述问题，本发明是这样实现的：本发明主要包括平台体、升降桩、升降桩驱动装置、作动油缸、波浪板、太阳能光伏板、变幅油缸、太阳能光伏板托架平台、风力发电装置、液压站、配电间、生活楼和吊机。其特征之一是升降桩驱动装置、作动油缸、太阳能光伏板托架平台、液压站、配电间、生活楼和吊机都安装在平台体上。其特征之二是升降桩的数量至少为一只，它的顶部安装有风力发电装置。其特征之三是升降桩驱动装置有两种驱动方式，一种为带有小齿轮的马达驱动，小齿轮与升降桩上的齿条相啮合，另一种为带有销子的油缸机构驱动，销子与升降桩上开的桩孔相连接。其特征之四是作动油缸的活塞杆与波浪板相连接。其特征之五是太阳能光伏板和变幅油缸都安装在太阳能光伏板托架平台上。
本发明可移动式海上新能源动力平台的工作过程主要包括三个阶段：第一阶段是发电现场就位，当可移动式海上新能源动力平台拖航至发电海域后，首先是插桩，通过升降桩驱动装置将升降桩插入海底预定深度，然后将平台体升至海面之上预定高度，完成现场就位工作。第二阶段是发电工作状态，天气晴朗时，通过变幅油缸，调节太阳能光伏板姿态，达到最佳状态接收光照，太阳能光伏板所产生电能进入配电间整流后外输；天气有风浪时，根据情况调节太阳能光伏板姿态，避免海风造成太阳能光伏板毁坏，此时风力发电装置和作动油缸进入发电工作状态，波浪板在海浪的作用下，推动作动油缸上下运动，作动油缸排出的压力油进入液压站驱动发电马达旋转，风力发电装置和发电马达所产生的电能都进入配电间整流后外输。由于平台体上设有吊机，使得风力发电装置的海上维护保养变得简单易行，平台体上的生活楼也方便了工作人员起居生活。第三阶段是撤离状态，当天气预报将有恶劣海况时，为避免风力海浪的破坏损失，及早停止风、浪和太阳能发电，通过升降桩驱动装置将平台体降至海面上，然后将升降桩从海底拔出，最后将可移动式海上新能源动力平台拖航至海港内。
本发明专利能够将风能与波浪能、太阳能进行综合利用，实现持续电力供应，平台具有结构简单可靠，维护操作方便快捷的优点。本发明专利的可移动发电技术能够有效避免恶劣海况下对发电设备带来的破坏，具有非常高的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明可移动式海上新能源动力平台立面示意图。
图2是本发明可移动式海上新能源动力平台平面示意图。
1 平台体  2 升降桩  3 升降桩驱动装置  4 作动油缸  5 波浪板
6 太阳能光伏板  7 变幅油缸  8 太阳能光伏板托架平台
9 风力发电装置  10 液压站  11 配电间  12 生活楼  13 吊机
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明主要包括平台体1、升降桩2、升降桩驱动装置3、作动油缸4、波浪板5、太阳能光伏板6、变幅油缸7、太阳能光伏板托架平台8、风力发电装置9、液压站10、配电间11、生活楼12和吊机13。其特征之一是升降桩驱动装置3、作动油缸4、太阳能光伏板托架平台8、液压站10、配电间11、生活楼12和吊机13都安装在平台体1上。其特征之二是升降桩2的数量至少为一只，它的顶部安装有风力发电装置9。其特征之三是升降桩驱动装置3有两种驱动方式，一种为带有小齿轮的马达驱动，小齿轮与升降桩2上的齿条相啮合，另一种为带有销子的油缸机构驱动，销子与升降桩2上开的桩孔相连接。其特征之四是作动油缸4的活塞杆与波浪板5相连接。其特征之五是太阳能光伏板6和变幅油缸7都安装在太阳能光伏板托架平台8上。
如图1、图2所示，本发明可移动式海上新能源动力平台的工作过程主要包括三个阶段：第一阶段是发电现场就位，当可移动式海上新能源动力平台拖航至发电海域后，首先是插桩，通过升降桩驱动装置3将升降桩2插入海底预定深度，然后将平台体1升至海面之上预定高度，完成现场就位工作。第二阶段是发电工作状态，天气晴朗时，通过变幅油缸7，调节太阳能光伏板6姿态，达到最佳状态接收光照，太阳能光伏板6所产生电能进入配电间11整流后外输；天气有风浪时，根据情况调节太阳能光伏板6姿态，避免海风造成太阳能光伏板6毁坏，此时风力发电装置9和作动油缸4进入发电工作状态，波浪板5在海浪的作用下，推动作动油缸4上下运动，作动油缸4排出的压力油进入液压站10驱动发电马达旋转，风力发电装置9和发电马达所产生的电能都进入配电间11整流后外输。由于平台体1上设有吊机13，使得风力发电装置9的海上维护保养变得简单易行，平台体上的生活楼12也方便了工作人员起居生活。第三阶段是撤离状态，当天气预报将有恶劣海况时，为避免风力海浪的破坏损失，及早停止风、浪和太阳能发电，通过升降桩驱动装置3将平台体1降至海面上，然后将升降桩2从海底拔出，最后将可移动式海上新能源动力平台拖航至海港内。

Claims (5)

1.可移动式海上新能源动力平台，包括平台体(1)、升降桩(2)、升降桩驱动装置(3)、作动油缸(4)、波浪板(5)、太阳能光伏板(6)、变幅油缸(7)、太阳能光伏板托架平台(8)、风力发电装置(9)、液压站(10)、配电间(11)、生活楼(12)和吊机(13)。其特征是升降桩驱动装置(3)、作动油缸(4)、太阳能光伏板托架平台(8)、液压站(10)、配电间(11)、生活楼(12)和吊机(13)都安装在平台体(1)上。
2.根据权利要求1所述的可移动式海上新能源动力平台，其特征是升降桩(2)的数量至少为一只，它的顶部安装有风力发电装置(8)。
3.根据权利要求1所述的可移动式海上新能源动力平台，其特征是升降桩驱动装置(3)有两种驱动方式，一种为带有小齿轮的马达驱动，小齿轮与升降桩(2)上的齿条相啮合，另一种为带有销子的油缸机构驱动，销子与升降桩(2)上开的桩孔相连接。
4.根据权利要求1所述的可移动式海上新能源动力平台，其特征是作动油缸(4)的活塞杆与波浪板(5)相连接。
5.根据权利要求1所述的可移动式海上新能源动力平台，其特征是太阳能光伏板(6)和变幅油缸(7)都安装在太阳能光伏板托架平台(8)上。
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