CN102146890B - 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台 - Google Patents

用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台 Download PDF

Info

Publication number
CN102146890B
CN102146890B CN2011100566701A CN201110056670A CN102146890B CN 102146890 B CN102146890 B CN 102146890B CN 2011100566701 A CN2011100566701 A CN 2011100566701A CN 201110056670 A CN201110056670 A CN 201110056670A CN 102146890 B CN102146890 B CN 102146890B
Authority
CN
China
Prior art keywords
platform
energy
wind energy
wave
buoyancy aid
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2011100566701A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102146890A (zh
Inventor
何炎平
陈新权
赵永生
谭家华
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.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
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 Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN2011100566701A priority Critical patent/CN102146890B/zh
Publication of CN102146890A publication Critical patent/CN102146890A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102146890B publication Critical patent/CN102146890B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一种风能发电技术领域的用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台，包括：风机、支撑平台和系泊系统，风机与支撑平台固定连接，支撑平台漂浮于水面并与系泊系统的一端固定相连，系泊系统的另一端固定设置于海底。本发明通过平台上下运动挤压浮体内的水通过驱动叶轮带动发电机作业，从而实现风能波浪能联合发电。本发明能量转换步骤少，结构简单，易于实现，维护方便，可广泛应用于深水海域。

Description

用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台
技术领域
本发明涉及的是一种风能发电技术领域的装置，具体是一种用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台。
背景技术
风能和波浪能都是清洁的可再生的能源，在当今世界传统能源紧缺的形势下，对风能和波浪能的开发和利用已成为解决能源问题的一个有效途径。
人们对风能的利用研究已有多年的历史，目前国内外的风电场开发集中在陆上和浅水区域。据统计，在水深0～30m的近海水域处的海上风力资源有430GW，在水深60～900m处的海上风力资源能达到1533GW。随着风能开发的发展和陆地与浅水资源的限制，风电场建设将逐渐向更深水域发展。随着水深的增大，适用于浅水区域的固定式海上风机的设计难度和成本将大大增加，从技术性和经济性上考虑，浮式风机基础将是更好的选择。浮式风机根据支撑平台的不同可分为SPAR式、张力腿式和驳船式。
自1799年法国人设计研制出波能转换装置，世界上出现了各种各样的波浪发电设想和装置，其绝大多数为能量的三级转换：首先将波浪能转换为机械能，再通过水轮机、空气透平、液压缸及连杆、马达等机构将得到的机械能转换为旋转机械能，再通过发电机将旋转机械能转换为电能。根据波浪能转换为机械能的方式，波浪能发电可分为振荡水柱技术、筏式技术、越浪技术、摆式技术、浮子技术和鸭式技术等。
经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200910213664.5，公开日2010年06月16日公开了“一种漂浮直驱式波浪能装置”，该装置包括运动部件、阻尼板以及设置于运动部件套筒内的定子轴和弹簧。运动部件内设置感应线圈，定子轴中间部分镶嵌磁铁，弹簧连接定子轴与运动部件，定子轴下端通过定位轴与阻尼板连接，阻尼板底端配有锚系与水底相连。但该发明只能用于浅水海域，每个系统都需要配备单独的系泊设备和输电系统，经济性一般，要实现大规模发电比较困难。发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台，通过平台上下运动挤压浮体内的水通过驱动叶轮带动发电机作业，从而实现风能波浪能联合发电。本发明能量转换步骤少，结构简单，易于实现，维护方便，可广泛应用于深水海域。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：风机、支撑平台和系泊系统，其中：风机与支撑平台固定连接，支撑平台漂浮于水面并与系泊系统的一端固定相连，系泊系统的另一端固定设置于海底。
所述的风机包括：风机叶片、毂、风能发电机舱和支撑塔，其中：风机叶片固定在毂上，毂与风能发电机舱相连且固定设置于支撑塔的顶部，支撑塔的下部固定设置于支撑平台上。
所述的支撑平台包括：浮体、叶轮、传动装置、波浪能发电机与输电装置，其中：叶轮、传动装置、波浪能发电机与输电装置分别设置于浮体内，传动装置的两端分别与叶轮和发电机相连，发电机与输电装置相连，传动装置和叶轮位于水平面以下。
本发明的工作原理是：风能发电部分与浮式海上风机工作原理相同，由风能转化为风机叶片的机械能并驱动毂里的发电机工作。支撑平台在海洋环境中运动，计算得知其绕轴的摇动都很小，沿轴运动中垂向的垂荡运动最大。浮体用张紧式系泊缆与海底相连，在垂向上基本不运动，则支撑平台的垂荡运动挤压平台内部的水通过管道往腔体排，急速水流驱动叶轮转动，通过传动装置带动支撑平台里的发电机工作。
本发明中的能量转换过程如下：风驱动风机叶片转动，将风能转化为机械能；风机叶片驱动毂内的发电机工作，将机械能转化为电能。波浪的运动带动平台的运动，浮体和平台所组成的类似活塞将内部的海水挤压通过管道使其急速流向腔体，将波浪能转化为水流的动能；急速水流驱动叶轮转动，将水流动能转化为机械能；叶轮通过传动装置带动支撑平台内的发电机工作，将机械能转化为电能。
本发明是在深水作业的浮式风机的基础上进一步利用波浪能而设计的，装置结构简单，发电设备在平台内，不受海水腐蚀且易于维修。对于风机支撑平台，浮体的设置减小了排水体积，可减少压载重量。在深海海域，平台垂荡运动具有与波浪相近的运动周期，配置张紧式系泊的浮体在平台的开槽内垂向运动，可保证波浪能发电系统长期稳定工作。与其他利用波浪能转化电能装置相比，本发明具有能量转换步骤少，易于实现，发电设备和控制系统布置在浮体内部，维护方便，不受环境限制、可大规模发电等优点，其发电量大小与平台大小和布置的装置数量有关，在风浪大的海域能获得更多的电能。风能和波浪能发电共用一套输电装置，减少重复投入，实现联合发电，提高经济性能。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的侧视图。
图3是本发明的俯视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-3所示，本实施例包括：风机1、支撑平台2和系泊系统3，其中：风机1与支撑平台2固定连接，支撑平台2漂浮于水面并与系泊系统3的一端固定相连，系泊系统3的另一端固定设置于海底。
所述的风机1包括：风机叶片4、毂5、风能发电机11舱6和支撑塔7，其中：风机叶片4固定在毂5上，毂5与风能发电机11舱6相连且固定设置于支撑塔7的顶部，支撑塔7的下部固定设置于支撑平台2上。
所述的支撑平台2包括：浮体8、叶轮9、传动装置10、波浪能发电机11与输电装置12，其中：叶轮9、传动装置10、波浪能发电机11与输电装置12分别设置于浮体8内，传动装置10的两端分别与叶轮9和发电机11相连，发电机11与输电装置12相连，传动装置10和叶轮9位于水平面以下。
所述的浮体8为空心圆柱型结构，该浮体与平台构成的内部空间通过管道与支撑平台2内的多个腔体13相连通。
所述的浮体8的四周设有键形凸起14。
本实施例的工作原理是：风驱动叶片转动，带动毂5内的发电机11作业。浮体8通过张紧式系泊缆与海底相连，保持垂向的位置不变。平台通过系泊缆与海底连接，平台在波浪中运动时，沿着槽作相对于浮体8的垂向运动。当平台向下运动时挤压平台与浮体8构成空间内的水往外排，通过管道形成急速水流冲向腔体13，驱动叶轮9转动，通过传动装置10带动发电机11作业；当向上运动时，往平台内补充海水，准备下一周期作业。风机1毂5内的发电机11和平台内部的多个发电机11通过输电装置12往外输电。

Claims (3)

1.一种用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台，包括：风机、支撑平台和系泊系统，其中：风机与支撑平台固定连接，支撑平台漂浮于水面并与系泊系统的一端固定相连，系泊系统的另一端固定设置于海底，其特征在于：所述的支撑平台包括：浮体、叶轮、传动装置、波浪能发电机与输电装置，其中：叶轮、传动装置、波浪能发电机与输电装置分别设置于浮体内，传动装置的两端分别与叶轮和发电机相连，发电机与输电装置相连，传动装置和叶轮位于水平面以下；所述的浮体为空心圆柱型结构，该浮体的外部沿圆周均布多个腔体；
所述的腔体与支撑平台的内部相连通。
2.根据权利要求1所述的用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台，其特征是，所述的风机包括：风机叶片、毂、风能发电机舱和支撑塔，其中：风机叶片固定在毂上，毂与风能发电机舱相连且固定设置于支撑塔的顶部，支撑塔的下部固定设置于支撑平台上。
3.根据权利要求1所述的用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台，其特征是，所述的浮体的四周设有键形凸起。
CN2011100566701A 2011-03-10 2011-03-10 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台 Expired - Fee Related CN102146890B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100566701A CN102146890B (zh) 2011-03-10 2011-03-10 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100566701A CN102146890B (zh) 2011-03-10 2011-03-10 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102146890A CN102146890A (zh) 2011-08-10
CN102146890B true CN102146890B (zh) 2012-11-28

Family

ID=44421317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100566701A Expired - Fee Related CN102146890B (zh) 2011-03-10 2011-03-10 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102146890B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196671A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 国电联合动力技术有限公司 一种浮式能源协同发电系统

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103161656B (zh) * 2011-12-15 2015-12-02 邱金和 海浪结合风力发电装置
CN102887209B (zh) * 2012-10-31 2015-10-07 傅嵩 浮式综合能源平台
CN103291546B (zh) * 2013-06-27 2014-04-16 上海交通大学 调液柱阻尼控制的近海漂浮式风电机
JP6118899B2 (ja) * 2013-07-09 2017-04-19 株式会社日立産機システム 浮体式洋上風力発電装置、それに用いる変圧器、および変圧器の動揺抑制方法
CN103523183B (zh) * 2013-09-29 2015-10-28 中国科学院广州能源研究所 可移动半潜浮式多功能海上能源供应平台
CN104229085A (zh) * 2014-09-04 2014-12-24 长沙理工大学 一种结合振荡水柱式波能装置的海上风力机平台
CN105818940A (zh) * 2015-12-18 2016-08-03 周俊麟 一种远海抗浪型铰接式风电船
CN106089559B (zh) * 2016-06-17 2018-09-14 江苏科技大学 海洋波浪能风能综合发电装置
CN106500772A (zh) * 2016-11-16 2017-03-15 武汉理工大学 一种浮式海洋发电平台的运行状况监测预警系统
CN107905950A (zh) * 2017-09-26 2018-04-13 同济大学 一种基于立柱式平台的综合发电装置
CN108533462B (zh) * 2017-12-27 2019-11-12 蓬莱大金海洋重工有限公司 一种浮体式海上风力发电设备
CN108054827B (zh) * 2018-01-05 2023-09-19 上海海洋大学 一种海上多能源集成发电供电监测平台
CN108376824B (zh) * 2018-02-23 2019-07-02 哈尔滨工业大学（威海） 应用于潜水装置的漂浮天线模块
CN113236501B (zh) * 2021-05-15 2022-05-27 海南浙江大学研究院 一种漂浮式风力机及其振荡水柱波浪能装置的控制方法
CN113428297A (zh) * 2021-06-18 2021-09-24 广州鸿海海洋技术服务有限公司 一种海洋环境监测用浮标机构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915202A (zh) * 2010-07-15 2010-12-15 上海交通大学 风能波浪能联合发电系统
CN101922418A (zh) * 2010-09-19 2010-12-22 重庆大学 海上风力及洋流发电系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2827015B1 (fr) * 2001-07-06 2005-12-23 Bouygues Offshore Eolienne offshore et son procede de construction
WO2008122004A2 (en) * 2007-04-02 2008-10-09 Deepwater Wind, Llc Assembly, transportation and installation of deepwater windpower plant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101915202A (zh) * 2010-07-15 2010-12-15 上海交通大学 风能波浪能联合发电系统
CN101922418A (zh) * 2010-09-19 2010-12-22 重庆大学 海上风力及洋流发电系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104196671A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 国电联合动力技术有限公司 一种浮式能源协同发电系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102146890A (zh) 2011-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102146890B (zh) 用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台
CN109026542A (zh) 漂浮式风能-波浪能联合发电系统
CN103967713B (zh) 基于浮式张力腿平台的风能-波浪能集成发电结构
US7215036B1 (en) Current power generator
CN202040026U (zh) 一种海上能源综合利用系统
US20060273594A1 (en) Ocean wave generation
KR100989594B1 (ko) 부유식 구조물을 이용한 파력발전 시스템
US10947955B2 (en) Multi-energy power generation system based on floating type platform
CN106014862A (zh) 一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置
CN109737009B (zh) 基于海上浮式平台的风能—波浪能联合发电装置及发电方法
CN106089559B (zh) 海洋波浪能风能综合发电装置
US10947952B2 (en) Floating wind-wave integrated power generation system
CN103967714A (zh) 基于单桩平台的风能-波浪能-潮流能集成发电结构
CN105649884A (zh) 海上风能与海洋潮流能联合发电平台
CN107387327A (zh) 一种新型浮式风能‑波浪能联合发电系统
CN109185066A (zh) 一种浮式风能、波浪能、潮汐能联合发电系统
CN114033618B (zh) 一种深远海浮式风-浪-流联合发电装置
CN107575337A (zh) 基于张力腿平台垂直轴风力机与垂向‑水平两向波浪能发电集成结构
CN103939270A (zh) 活塞增压水轮机发电的漂浮式波浪能发电装置
CN102454553B (zh) 一种漂浮式风电场
CN203285614U (zh) 漂浮式风力机
CN110397561B (zh) 张力腿式波浪能风能综合发电装置及其智能振动控制系统
CN202954920U (zh) 海浪发电装置
CN207111309U (zh) 一种新型浮式风能‑波浪能联合发电系统
CN205605354U (zh) 波浪能发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121128

Termination date: 20190310

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee