CN102900623B - 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台 - Google Patents

漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台 Download PDF

Info

Publication number
CN102900623B
CN102900623B CN201210414500.0A CN201210414500A CN102900623B CN 102900623 B CN102900623 B CN 102900623B CN 201210414500 A CN201210414500 A CN 201210414500A CN 102900623 B CN102900623 B CN 102900623B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave
wind energy
power generation
float
type
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.)
Active
Application number
CN201210414500.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102900623A (zh
Inventor
张立勋
梁迎彬
李二肖
尉越啸
裴新平
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.)
Nanhai innovation and development base of Sanya Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering 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 Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN201210414500.0A priority Critical patent/CN102900623B/zh
Publication of CN102900623A publication Critical patent/CN102900623A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102900623B publication Critical patent/CN102900623B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

本发明的目的在于提供漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,包括立轴风力发电机、摆动式波浪发电装置、浮体,立轴风力发电机和摆动式波浪发电装置分别安装在浮体上;所述的摆动式波浪发电装置包括浮子、摆动杆、波浪发电机,浮子连接摆动杆,摆动杆通过波浪运动换向装置连接波浪发电机,波浪发电机通过电力变换装置连接储能装置。本发明扩展了混合发电平台的适用范围,提高了发电平台的稳定性和安全性能,降低了建设成本和维修费用,主动失速控制和变相位控制提高了发电效率,是一种可靠的海上发电平台。

Description

漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种发电装置,具体地说是风能与波浪能发电装置。
背景技术
[0002] 海洋蕴藏着巨大的可再生能源,其中波浪能最为丰富的能源之一;同时海洋风能比陆地更加丰富且质量更好,开发海洋能源已经成为世界各国的战略性选择。我国沿海城市工业发达,人口稠密,电力资源紧缺,岛屿军民用电问题更为突出。而我国的海岸线漫长,海洋资源丰富,加大海洋风能与波浪能的开发力度,可有效缓解沿海城市及岛屿电力资源的难题。
[0003] 由于风能在可利用范围内是连续的,而波浪是周期性的,产生的电能是不连续、不稳定的;但在海风的作用下波浪会由随机的湍流变为有规律的脉动流,为实现风能与波浪能的综合利用提供了可能;同时解决了系统容量庞大、需要大量储能设备和维护困难的问题,多能互补的方法是解决海洋风能和波浪能综合利用的有效方法。
[0004] 现有技术中关于利用风能、波浪能的公开报道较多,但综合利用风能和波浪能的技术报道很少。文献《波浪能风能的联合发电装置》中提出了一种风能和波浪能综合利用的发电装置:顺风向风力发电,逆风向波浪发电;该装置采用摇摆式方案,设计了阻力型水平轴发电装置,不过效率相对较低且存在空行程问题。文献《风力/光伏/波浪能混合发电系统的应用研究》提出了风力波力和太阳能混合发电的理念,采用水平轴风力机与摆动式波浪发电站结合的方案,发电系统的稳定性和安全成为关键。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供综合利用海洋风能和波浪能、可提高能量转化效率和环境适应能力的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台。
[0006] 本发明的目的是这样实现的:
[0007] 本发明漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:包括立轴风力发电机、摆动式波浪发电装置、浮体,立轴风力发电机和摆动式波浪发电装置分别安装在浮体上;所述的摆动式波浪发电装置包括浮子、摆动杆、波浪发电机,浮子连接摆动杆,摆动杆通过波浪运动换向装置连接波浪发电机,波浪发电机通过电力变换装置连接储能装置。
[0008] 本发明还可以包括:
[0009] 1、浮子与摆动杆之间安装变相位控制机构,变相位控制机构包括密封筒和安装在密封筒里的伺服电机、T型转角器,伺服电机连接T型转角器,T型转角器通过联轴器连接浮子,摆动杆连接密封筒。
[0010] 2、所述的浮子为“鸭肚”形浮子。
[0011] 3、所述的立轴风力发电机包括主轴、叶片、电机、风力机支撑杆,两个风力机支撑杆为一组,每组风力机支撑杆的第一风力机支撑杆安装在主轴的上端,第二风力机支撑杆安装在主轴的下端,叶片安装在第一风力机支撑杆和第二风力机支撑杆之间,第二风力机支撑杆上安装驱动轮,驱动轮分别连接叶片和电机,主轴上还安装风向传感器和转角位置编码器。
[0012] 4、所述的风力机支撑杆有四组,组与组之间夹角为90度。
[0013] 5、所述的浮体有两个,两个浮体之间通过连杆相连,两个浮体上安装同一工作平台,立轴风力发电机固定在工作平台上。
[0014] 6、所述的摆动式波浪发电装置至少有两个,摆动式波浪发电装置之间并联或串联。
[0015] 本发明的优势在于:本发明扩展了混合发电平台的适用范围,提高了发电平台的安全系数。立轴风力发电机机型降低了发电平台的重心,提高了稳定性和抗台风能力;风力机采用主动失速控制提高了发电量。波浪发电装置采用变相位控制提高了 “鸭肚”形浮子的俘获能力,波浪传动机构的设计提高了波浪发电效率。模块化波浪发电装置的对称布置又提高了系统的稳定性能,并有利用波浪发电容量的扩展。该漂浮式海洋风能与波浪能混合发电装置扩展了应用海域,提高了稳定性和安全性能,降低了建设成本和维修费用,主动失速控制和变相位控制提高了发电效率,是一种可靠的海上发电平台。
附图说明
[0016] 图1为立轴风力发电机结构示意图;
[0017] 图2为摆动式波浪发电装置示意图;
[0018] 图3为变相位控制机构结构示意图;
[0019] 图4为双船体式浮体示意图;
[0020] 图5为双船体式浮体连接方式;
[0021] 图6为本发明的整体结构示意图;
[0022] 图7为摆动式波浪发电装置串联安装方式;
[0023] 图8为摆动式波浪发电装置并联安装方式。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0025] 结合图1〜8,本发明的四组风力机支撑杆8通过螺栓连接在一起构成风轮,风轮绕立轴风力发电机旋转主轴10转动,叶片7通过两端的轴承座16和17安装在风轮支撑杆8上。风向传感器18和转角位置编码器9都安装在旋转主轴10顶部;主动失速控制结构安装在风轮下端。由伺服电机15产生的驱动,经动力分配盘11输出4路相同的运动,动力分配盘11输出的运动由两组皮带经中间过轮13传递到驱动轮14,实现叶片桨距角的实时控制,同时根据风场变化、负载和发电机参数等对发电机采用主动失速控制,以提高风能利用率和立轴风力发电系统的安全和可靠性。
[0026] 结合图2,本发明的摆动式波浪发电装置采用模块化设计,可独立进行波浪发电方便扩展发电容量。“鸭肚”形浮子19与变相位控制机构20安装在摆动杆21的一端,摆动杆与波浪运动换向装置43的输入轴42固连;在波浪运动过程中,波浪动能和势能可带动“鸭肚”形浮子19上下摆动,并经摆动杆21传递到换向装置;换向装置将“鸭肚”形浮子19的上下运动都转化为单向旋转运动传递到波浪发电机44 (其工作原理可参考专利“摆动机械式波浪发电装置”);波浪运动产生的电能经电力变换装置45进行转化和直流滤波后存储在蓄电池46中。
[0027] 结合图3,本发明的变相位控制机构20实现了 “鸭肚”形浮子19与波浪动态变化的适应,提高了波浪能的俘获效率。摆动杆21与密封筒24焊接在一起,并为变相位控制机构提供安装位置;T型转角器26的输出端与联轴器27通过键30和紧定螺钉28固连,联轴器27的法兰端与鸭肚形浮子19固连;伺服电机23与T型转角器26输入端通过法兰连接,伺服电机23尾部安装有编码器22,用于反馈转角器转角位置;伺服电机23根据波高传感器采集的波浪信息控制“鸭肚”形浮子的相位,实现其位置闭环控制,从而提高波浪能的俘获能力。
[0028] 结合图4和图5,本发明的双船体式浮体由船体32和船体33组成,连接杆31与船体32和船体33通过法兰34固连在一起;通过调节连接杆31的长度以提高双船体式浮体的适应能力。
[0029] 结合图6,本发明的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台主要由立轴风力发电机1、摆动式波浪发电装置4、双船体式浮体2、电力变换柜5和储能柜6构成。双船体式浮体2以及工作平台3为立轴风力发电机I和摆动式波浪发电装置4提供安装平台,并锚固于工作海域;风力发电装置采用立轴风力发电机型,降低混合发电平台的重心并提高抗台风能力;摆动式波浪发电装置对称布置,可提高混合发电平台的稳定性;由立轴风力发电机I和摆动式波浪发电装置4发出的电能经电力变换柜5最终存储在储能柜6。
[0030] 结合图7和图8,本发明的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台的摆动式波浪发电装置4具有串联和并联两种布置方式。串联和并联布置方式会对波浪发电装置的发电效率和混合发电系统的稳定性有一定的影响,可根据不同情况选择不同的布置方式。

Claims (6)

1.漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:包括立轴风力发电机、摆动式波浪发电装置、浮体,立轴风力发电机和摆动式波浪发电装置分别安装在浮体上;所述的摆动式波浪发电装置包括浮子、摆动杆、波浪发电机,浮子连接摆动杆,摆动杆通过波浪运动换向装置连接波浪发电机,波浪发电机通过电力变换装置连接储能装置; 浮子与摆动杆之间安装变相位控制机构,变相位控制机构包括密封筒和安装在密封筒里的伺服电机、T型转角器,伺服电机连接T型转角器,T型转角器通过联轴器连接浮子,摆动杆连接密封筒。
2.根据权利要求1所述的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:所述的浮子为“鸭肚”形浮子。
3.根据权利要求2所述的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:所述的立轴风力发电机包括主轴、叶片、电机、风力机支撑杆,两个风力机支撑杆为一组,每组风力机支撑杆的第一风力机支撑杆安装在主轴的上端,第二风力机支撑杆安装在主轴的下端,叶片安装在第一风力机支撑杆和第二风力机支撑杆之间,第二风力机支撑杆上安装驱动轮,驱动轮分别连接叶片和电机,主轴上还安装风向传感器和转角位置编码器。
4.根据权利要求3所述的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:所述的风力机支撑杆有四组,组与组之间夹角为90度。
5.根据权利要求4所述的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:所述的浮体有两个,两个浮体之间通过连杆相连,两个浮体上安装同一工作平台,立轴风力发电机固定在工作平台上。
6.根据权利要求5所述的漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台,其特征是:所述的摆动式波浪发电装置至少有两个,摆动式波浪发电装置之间并联或串联。
CN201210414500.0A 2012-10-26 2012-10-26 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台 Active CN102900623B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210414500.0A CN102900623B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210414500.0A CN102900623B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102900623A CN102900623A (zh) 2013-01-30
CN102900623B true CN102900623B (zh) 2014-08-06

Family

ID=47573051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210414500.0A Active CN102900623B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102900623B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2526681A (en) * 2014-05-21 2015-12-02 Cheng Ting Mobile offshore wind turbine

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN103758705B (zh) * 2014-02-14 2016-03-23 南通中远川崎船舶工程有限公司 一种双体浮式海上风力机系统
GB201617803D0 (en) * 2016-10-21 2016-12-07 Seamach Ltd A floating ducted wind turbine and semi-submersible support platform
CN107100780A (zh) * 2017-05-08 2017-08-29 罗朝霞 模块化水力发电装置
CN108412705B (zh) * 2017-12-13 2020-11-03 浙江海洋大学 一种漂浮式风电发电平台
CN108394528B (zh) * 2017-12-13 2020-10-09 浙江海洋大学 一种漂浮式风浪流混合发电平台
CN109354198A (zh) * 2018-11-27 2019-02-19 海南大学 一种应用于富营养化河流入海口的污水净化装置
CN110645138B (zh) * 2019-09-24 2020-11-13 六安永贞匠道机电科技有限公司 一种利用海洋波浪能与风能双重发电的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2336568A1 (fr) * 1975-12-23 1977-07-22 Messerschmitt Boelkow Blohm Dispositif pour l'exploitation des energies naturelles
CN2665394Y (zh) * 2003-11-21 2004-12-22 邹昌镇 液压海浪发电平台
CN2766056Y (zh) * 2004-09-01 2006-03-22 杨有良 一种新型风、浪能量储能供力器
EP2077393A1 (en) * 2008-01-03 2009-07-08 Padraig Molloy Planing power generator
CN201943876U (zh) * 2010-12-24 2011-08-24 郑九筠 半潜式风浪发电装置
CN202157909U (zh) * 2011-07-18 2012-03-07 赵东平 海上综合发电系统
CN102619669A (zh) * 2012-04-11 2012-08-01 哈尔滨工程大学 摆动机械式波浪发电装置
CN203035452U (zh) * 2012-10-26 2013-07-03 哈尔滨工程大学 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH056560A (ja) * 1991-06-28 1993-01-14 Toshiba Corp チルト検出装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2336568A1 (fr) * 1975-12-23 1977-07-22 Messerschmitt Boelkow Blohm Dispositif pour l'exploitation des energies naturelles
CN2665394Y (zh) * 2003-11-21 2004-12-22 邹昌镇 液压海浪发电平台
CN2766056Y (zh) * 2004-09-01 2006-03-22 杨有良 一种新型风、浪能量储能供力器
EP2077393A1 (en) * 2008-01-03 2009-07-08 Padraig Molloy Planing power generator
CN201943876U (zh) * 2010-12-24 2011-08-24 郑九筠 半潜式风浪发电装置
CN202157909U (zh) * 2011-07-18 2012-03-07 赵东平 海上综合发电系统
CN102619669A (zh) * 2012-04-11 2012-08-01 哈尔滨工程大学 摆动机械式波浪发电装置
CN203035452U (zh) * 2012-10-26 2013-07-03 哈尔滨工程大学 漂浮式海洋风能与波浪能混合发电平台

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2526681A (en) * 2014-05-21 2015-12-02 Cheng Ting Mobile offshore wind turbine
GB2526681B (en) * 2014-05-21 2016-11-02 Ting Cheng Mobile offshore wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
CN102900623A (zh) 2013-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Karimirad Offshore energy structures: for wind power, wave energy and hybrid marine platforms
CN103967714B (zh) 基于单桩平台的风能-波浪能-潮流能集成发电结构
CN102182635B (zh) 近海可再生能源综合发电系统
Drew et al. A review of wave energy converter technology
Czech et al. Wave energy converter concepts: Design challenges and classification
CN103523181B (zh) 海上浪、风、光综合发电船
CN103195637B (zh) 一种潮流发电装置
CN101988463B (zh) 一种垂直轴潮流发电装置
CN101922418B (zh) 海上风力及洋流发电系统
CN101915199B (zh) 三轮高效伸缩折叠式横轴潮流能发电装置
US9151269B2 (en) Run-of-the-river or ocean current turbine
Delmonte et al. Review of oscillating water column converters
CN101614180B (zh) 一种复合式利用海洋波浪能发电的装置
CN103967713B (zh) 基于浮式张力腿平台的风能-波浪能集成发电结构
CN202718815U (zh) 海上漂浮式风力、洋流、太阳能综合发电平台
Zhang et al. Marine renewable energy in China: Current status and perspectives
Sabzehgar et al. A review of ocean wave energy conversion systems
CN102168642B (zh) 振荡式潮流发电装置
CN102079366A (zh) 可移动式海上新能源动力平台
CN202176458U (zh) 一种高效风力发电装置
CN101290001B (zh) 浪潮发电站
CN102042158B (zh) 风力、海浪、海涌、太阳能四合一发电装置
US10670116B2 (en) Control apparatus and method for variable renewable energy
CN202040026U (zh) 一种海上能源综合利用系统
CN102022250A (zh) 潮汐能储能、发电方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201127

Address after: Area A129, 4th floor, building 4, Baitai Industrial Park, Yazhou Bay science and Technology City, Yazhou District, Sanya City, Hainan Province, 572024

Patentee after: Nanhai innovation and development base of Sanya Harbin Engineering University

Address before: 150001 Heilongjiang, Nangang District, Nantong street,, Harbin Engineering University, Department of Intellectual Property Office

Patentee before: HARBIN ENGINEERING University

TR01 Transfer of patent right