CN102828894A - 潮汐能发电装置及发电方法 - Google Patents

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季泽华
郑建国
黄光旭
叶文亮
叶晨
林德春
缪建军
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State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
Songxi Power Supply Co of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Abstract

本发明公开了一种潮汐能发电装置及发电方法,潮汐能发电装置包括有罐体、支架及双向气流驱动定向运转的装置,所述的罐体的上下端为敞口,罐体的上端为出口、罐体的下端为入口,罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积,罐体支撑在支架上,双向气流驱动定向运转的装置或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管,在导气管的出口端设置双向气流驱动定向运转的装置。本发明的潮汐能发电装置及发电方法可以很方便的实现远距离传送。没有地形地貌的特殊要求,无需特意选择港湾海口,所以不必选择河口建筑一座建筑难度超高的拦水堤坝,避免水深坝长,施工、地基处理及防淤等较困难问题,减少大量深海作业成本。

Description

潮汐能发电装置及发电方法
技术领域
[0001] 本发明涉及ー种发电站,特别是ー种潮汐能发电装置及发电方法。
[0002]
背景技术
[0003] 众所周知水力,风能,太阳能几乎已经开发到尾声。全球海洋总面积约3. 6亿平方公里,约占地表总面积的71%。全球海洋的平均深度约3800米,最大深度11034米。全球海洋的容积约为13. 7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。海洋中海浪潮汐巨大动能是继水力,风能,太阳能之后唯一没有被开发且能量远比水力,风能,太阳能巨大的新能源。潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量,是ー种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源,潮汐能利用的主要方式是发电。世界海洋潮汐能 蕴藏量约为27亿kw,若全部转换成电能,姆年发电量大约为I. 2万亿kw*h。未来无污染、廉价的能源将是永恒的潮汐能,世界上现在试点开发潮汐能的发电站,潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。现有技术当中,由于对潮汐发电还处于起步阶段,因此目前的潮汐发电还大都处于原始利用的阶段:如选用潮汐的幅度必须大,至少要有几米;第二海岸地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程,即可在河口或海湾筑一条大坝,以形成天然水库,水轮发电机组就装在拦海大坝里。这种潮汐发电方式,一方面在建造时受到自然条件的制約,必须选择合适的场所才能进行修建,另ー方面,因为存在潮差和水头的变化,会造成发电的断断续续,同时因为发电机组直接浸泡在海水当中,因此容易发生腐蚀、沾污等情況。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,而提供ー种可克服潮汐潮差和水头影响的,不受自然环境约束的、供电连续的潮汐能发电装置。
[0005] 本发明的另ー目的还在于提供ー种潮汐能发电方法。
[0006] ー种潮汐能发电装置,其结构要点在于:包括有罐体、支架及双向气流驱动定向运转的装置,所述的罐体的上下端为敞ロ,罐体的上端为出口、罐体的下端为入口,罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积,罐体支撑在支架上,双向气流驱动定向运转的装置或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管,在导气管的出ロ端设置双向气流驱动定向运转的装置。
[0007] 这种结构的潮汐能发电装置,将支撑架固定于海底,使罐体的下沿与海水退潮时的最低水位相一致或低于最低水位,并使罐体上端的敞ロ始終保持露出于海平面,这样当海水在罐体内发生高度变化吋,
假定,当海浪从hi涨到h2时间为s秒,海水对密封的腔体内的空气进行压缩 根据压强=压カ/面积
那么在这s秒的时间里,c出ロ压强的=a入口截面积/c出口的截面积,a与c截面积比越大,c出口的压强越大,所以海浪微小变化都可以很方便的收集到其能量同理,假定当海浪从h2退潮到hi时间为s秒,转换器的腔体形成负压,空气就必须以相同的压强从原来的c出口变为入口补充,这样就实现了将微小海浪潮汐的变化收集转换为空气动能的目的。
[0008] 如前所述能量收集器出口的空气能压カ涨退潮方向是相反的,甚至海浪波动的波段内可能都存在正反交替,采用双向气流驱动定向运转的装置,当压缩空气从上往下吹吋,扇叶逆时针转动带动镶嵌在叶片中心的轴也逆时针旋转,同理当压缩空气从下往上吹由于叶片倾斜方向相反,也就相当于正面往下吹同样是逆时针旋转这样就达到了双向同轴同向旋转的目的,然后由双向气流驱动定向运转的装置轴带动发电机发电,或者做功,实现了海洋能到动能再到电能的转换
所述的罐体由出ロ到入ロ为横截面面积逐渐变小的结构排列。
[0009] 所述的罐体由三段构成,包括出口与入口的柱状的直段及位于中部的锥状排列,锥状的大端位于罐体的入口处。 [0010] 所述的罐体的各处的横截面形状或为圆形、或为菱形。
[0011]圆形的罐体,具有节约材料的作用,菱形的罐体,具有減少海浪冲击及施工方便的作用。
[0012] 所述的罐体出口与入口的横截面面积比与海洋潮汐涨退潮速度成反比,与对出口的压カ要求大小成正比,出ロ压カ要求确定所述的罐体出口与入口的横截面面积比。
[0013] 所述的双向气流驱动定向运转的装置为双向叶轮。
[0014] 所述的双向叶轮为包括一对同轴向,同叶数同倾斜角,同面积,倾斜方向相反的背靠背设置的叶片构成。
[0015] 所述的背靠背设置的叶片为一体式结构。
[0016] ー种潮汐能发电方法,首先提供ー种潮汐能发电装置,所述的潮汐能发电装置包括有罐体、支架及双向气流驱动定向运转的装置,所述的罐体的上下端为敞ロ,罐体的上端为出口、罐体的下端为入口,罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积,罐体支撑在支架上,双向气流驱动定向运转的装置或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管,在导气管的出口端设置有双向气流驱动定向运转的装置,将支撑架固定于海底,使罐体的下沿与海水退潮时的最低水位相一致或低于最低水位,并使罐体上端的敞ロ始終保持露出于海平面。
[0017] 这种潮汐能发电方法,在使用时将双向气流驱动定向运转的装置的转轴与发电机相连或直接做功,就可实现将动能转化为空气能,再由空气能转化为电能。
[0018] 综上所述的,本发明相比现有技术如下优点:
本发明的潮汐能发电装置及发电方法具有,
I、可以很方便的实现远距离传送。
[0019] 2、没有地形地貌的特殊要求,无需特意选择港湾海ロ,所以不必选择河ロ建筑ー座建筑难度超高的拦水堤坝,避免水深坝长,施工、地基处理及防淤等较困难问题,减少大量深海作业成本。
[0020] 3、因为只有一个罐体与海水接触避免潮汐电站因为低水头、大流量的发电形式。涨落潮水流方向相反,故水轮机体积大,耗钢量多,进出水建筑物结构复杂的维护困难缺点。[0021] 4、本转换器只与罐体和单位时间内罐体海水变化量的多少有关,避免潮汐电站因为潮差和水头在ー日内经常变化带来的发电间歇性效率低的缺点
5.最重要的是电站很方便エ厂化生产,可以根据减轻海浪冲击影响的设计罐体结构。海洋面积广袤无比,这样罐腔体我们可以按照需求批量生产安装,实现电站エ厂化的目的,极大的节约成本
总之,只要有潮汐海浪的存在地方都可以很方便的安装本发明的潮汐能发电装置,只要有海水波动就能收集海洋能量,因此根据海洋的面积的大小电站可以是微小电站也可以是电站集群。
[0022]
附图说明
[0023] 图I是本发明实施例的潮汐能发电装置的罐体及支架的结构示意图。
[0024] 图2是本发明实施例的潮汐能发电装置的叶轮结构示意图。
[0025] 图3是图2的左视图。
[0026] 标号说明a为罐体入口 c为罐体出ロ I支架。
具体实施方式
[0027] 下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
[0028] 实施例I
ー种潮汐能发电装置,包括有罐体、支架I及叶轮,所述的罐体的上下端为敞ロ,罐体的上端为出口 C、罐体的下端为入口 a,罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积,罐体支撑在支架上,叶轮或直接设置于罐体出ロ处、或在罐体出ロ处设置导气管,在导气管的出口端设置有双向叶轮。所述的罐体的各处的横截面形状为圆形。所述的罐体由三段构成,包括出口与入口的柱状的直段及位于中部的锥状排列,锥状的大端位于罐体的入ロ处。所述的双向叶轮为包括一对同轴向,同叶数同倾斜角,同面积,倾斜方向相反的背靠背设置的一体结构的叶片构成。
[0029] 本实施例未述部分与现有技术相同。
[0030] 实施例2
ー种潮汐能发电方法,首先提供ー种潮汐能发电装置,所述的潮汐能发电装置包括有罐体、支架及叶轮,所述的罐体的上下端为敞ロ,罐体的上端为出ロ、罐体的下端为入口,罐体出ロ的横截面面积小于罐体入ロ的横截面面积,罐体支撑在支架上,叶轮或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管,在导气管的出口端设置有双向叶轮,将支撑架固定于海底,使罐体的下沿与海水退潮时的最低水位相一致或低于最低水位,并使罐体上端的敞ロ始終保持露出于海平面。
[0031] 本实施例未述部分与实施例I相同。

Claims (8)

1. 一种潮汐能发电装置,其特征在于:包括有罐体、支架及双向气流驱动定向运转的装置,所述的罐体的上下端为敞口,罐体的上端为出口、罐体的下端为入口,罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积,罐体支撑在支架上,双向气流驱动定向运转的装置或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管,在导气管的出口端设置双向气流驱动定向运转的装置。
2.根据权利要求I所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的罐体由出口到入口为横截面面积逐渐变小的结构排列。
3.根据权利要求I所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的罐体由三段构成,包括出口与入口的柱状的直段及位于中部的锥状排列,锥状的大端位于罐体的入口处。
4.根据权利要求2或3所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的罐体的各处的横截面形状或为圆形、或为菱形。
5.根据权利要求4所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的双向气流驱动定向运转的装置为双向叶轮。
6.根据权利要求5所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的双向叶轮为包括一对同轴向,同叶数同倾斜角,同面积,倾斜方向相反的背靠背设置的叶片构成。
7.根据权利要求6所述的潮汐能发电装置,其特征在于:所述的背靠背设置的叶片为一体式结构。
8. 一种潮汐能发电方法,其特征在于:首先提供一种潮汐能发电装置,所述的潮汐能发电装置包括有罐体、支架及双向气流驱动定向运转的装置,所述的罐体的上下端为敞口,罐体的上端为出口、罐体的下端为入口,罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积,罐体支撑在支架上,双向气流驱动定向运转的装置或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管,在导气管的出口端设置有双向气流驱动定向运转的装置,将支撑架固定于海底,使罐体的下沿与海水退潮时的最低水位相一致或低于最低水位,并使罐体上端的敞口始终保持露出于海平面。
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