CN103938601A - T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台 - Google Patents

T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台,包括“T”形的框架、下浮体,框架的第一横边位于下浮体上方,第一横边与下浮体之间安装第一-第二水轮机提升装置,第一水轮机提升装置上安装第一-第二水轮机,第二水轮机提升装置上安装第三-第四水轮机,框架的第一横边和第三横边的端点下方均设置变截面浮筒,框架的第一横边和第三横边端点的上方均安装锚泊装置,第一横边的端点上方分别设置第一-第二风机,框架上方安装太阳能电池板、电能转换装置。本发明设计新颖,结构合理且容易建造,融合潮流能、风能及太阳能三大可再生能源于一体,适合于在近海海域进行发电。

Description

T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台
技术领域
本发明涉及的是一种发电装置,具体地说是潮流能、风能、太阳能发电装置。
背景技术
目前,海上发电装置主要有漂浮式、坐底式、桩基础式几种,且发电形式单一主要包括风能发电及潮流能发电等。座底式适用于较浅水域,基座和机组安装和检修时施工技术要求高,费用也高;桩基础式适合于安装在浅海区,但安装难度大,造价高;漂浮载体式适合于较深水域,其结构简单,制作成本低,但发电装置海上维护保养困难。而且目前的海上发电装置普遍装机功率不高,存在各种能源不能充分利用等问题。
为解决海上发电装置装机容量无法规模化的问题,目前已有的方案是加大单一形式发电装置的个体容量,如潮流发电通过增加水轮机组及加大水轮机组的尺寸来增加装机容量,但这样同样要增大平台尺寸,造成成本的急剧攀升及甲板资源的浪费;对于海上风机,目前同样是通过增大风机的尺寸来加大装机容量,这样会降低平台的稳性,同时增大建造难度。
发明内容
本发明的目的在于提供整合多种发电方式的T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台。
本发明的目的是这样实现的:
本发明T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台,其特征是:包括“T”形的框架、下浮体,框架包括第一-第三横边、第一-第二竖边,第一-第三横边平行布置,第二横边位于第一横边和第三横边之间,第一-第二竖边平行布置且均与第一-第三横边相连,第一横边位于下浮体上方,第一横边与下浮体之间安装第一-第二水轮机提升装置,第一水轮机提升装置上安装第一-第二水轮机,第二水轮机提升装置上安装第三-第四水轮机,第一横边和第三横边的端点下方均设置变截面浮筒,第一横边和第三横边端点的上方均安装锚泊装置,第一横边的两个端点分别与其同侧的第二横边的两个端点通过第一箱型梁和第二箱型梁相连,第一横边的端点上方分别设置第一-第二风机,框架上方安装太阳能电池板、电能转换装置,电能转换装置分别连接第一-第二风机、太阳能电池板、第一-第二水轮机提升装置。
本发明还可以包括:
1、所述的第一水轮机提升装置包括提升筒体、提升齿条、提升齿轮、提升电机,提升齿条与提升筒体内壁相连,提升齿轮与提升齿条啮合,提升电机连接并驱动提升齿轮从而带动提升筒体上下移动,提升齿条上安装锁紧装置,锁紧装置包括相连的锁紧电机、锁紧齿条,锁紧齿条在锁紧电机控制下与提升齿条啮合或断开;第一、第二水轮机安装在第一横轴上,第一横轴安装在第一水轮机提升装置提升筒体的端部;第一-第二水轮机提升装置结构相同,第三-第四水轮机安装在第二横轴上,第二横轴安装在第二水轮机提升装置提升筒体的端部。
本发明的优势在于:本装置将海上风机和太阳能电池板整合到同一个半潜式平台上,并在平台水下部分安装水轮机,三种装置同时发电。风机通过海上阵风带动风机叶轮进行发电;水轮机通过水下海流的流动带动水轮机进行发电;太阳能电池板将太阳能转化为电能,三者产生电能通过电能变换系统完成将发电机发出的电压、频率均不稳定的交流电变换为电压稳定的直流电,输送到公共直流母线。并通过海底电缆将稳定电能传送上岸。水上部分维护相对简单,水下部分水轮机的维护需要将水轮机提升至水面以上进行,提升过程由提升装置完成。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的左视图;
图3为本发明的框架示意图;
图4a为提升装置结构图a,图4b为局部放大图b,图4c为提升装置结构图c,图4d为局部放大图d。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1~4,本发明平台主体为半潜式T型形钢结构包括如下结构:
1、平台水线以下部分为变截面浮筒7和圆柱形钢结构8组成,变截面浮筒和圆柱形钢结构既能够提供足够的浮力又能够减小水线面面积,从而提高平台稳性。水上部分为箱型梁9与圆柱形梁构成的T型结构。
2、4个浮筒由箱型梁9连接,水下由平台尾部的横向浮体和圆柱形钢结构8连接,平台中部有两支柱起连接作用。
3、平台中部横向箱型梁附有电能转换系统6,平台上部架起太阳能支架,其上铺设太阳能电池板3。
4、潮流发电机组1安装在提升装置4上,提升装置4,与支撑上部平台和下浮体的支柱连接。
5、风力发电机组2安装在平台后部的两浮筒区域。
6、平台通过锚泊装置5进行定位,本平台应用于我国沿海地区海岛供电。
7、平台水下部分安装水轮机组,平台首部安装两个大型风车,同时为充分利用平台空间在平台上安装太阳能电池板,三种装置联合发电,并通过电能转化装置将产生的电能经海底电缆传送上岸。
8、平台维修保养主要是平台上安装的发电装置的维修及保养。而水上部分风车、太阳能电池板及电能转化装置的维修较为简单,主要是水下部分水轮机的维修与保养。为此,在平台上安装提升装置用来将水下水轮机组提升至维护平台。提升装置驱动电机带动减速齿轮箱,来驱动齿轮齿条进而带动安装水轮机的圆柱形筒体上下移动;
9、提升装置4为齿轮齿条立柱式提升紧锁装置,结构主要包括一根提升筒体10,一对提升齿条11,四个提升齿轮12,四套电机+齿轮箱13,四个锁紧齿条14,四套锁紧电机15,四套锁紧装置16,一套便携式控制装置,一个发电机舱17,两对导轨18。
发电机舱下降到预定位置时提升装置及锁紧齿条操作顺序
1电控箱电源通电,通过便携式装置控制电机13使其驱动提升齿轮12,提升齿轮12带动提升齿条11进而使提升筒体10向上微动,力由锁紧齿条14转移到提升齿轮12上;
2目测锁紧齿条14处于自由状态时,关闭电机13;
3手动操作锁紧装置16,将锁紧齿条14拉出到位;依次操作,拉出所有锁紧齿条14;
4再次开动电机13,驱动提升齿轮12使提升筒体10沿着导向轨道18向下运动,直至将发电机舱17放到预定水位后,关闭电机13;
5目测锁紧齿条14和桩腿齿条11之间的位置,如不合适,则驱动电机13使提升筒体10向上或向下微调,使锁紧齿条14和桩腿齿条11之间处于最佳位置;
6通过便携式装置操纵锁紧装置16推动锁紧齿条14与桩腿齿条11啮合;
7依次操纵锁紧装置16使所有的锁紧齿条14与桩腿齿条11啮合;
8一个完整的“解锁——提升或下降——锁定”过程完成;
发电机舱提升到预定位置时提升装置及锁紧齿条操作顺序
按照上述第二条完全相反的操作过程,即可实现发电机舱从预定的水位提升出水到维修保养的位置。

Claims (2)

1.T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台,其特征是:包括“T”形的框架、下浮体,框架包括第一-第三横边、第一-第二竖边,第一-第三横边平行布置,第二横边位于第一横边和第三横边之间,第一-第二竖边平行布置且均与第一-第三横边相连,第一横边位于下浮体上方,第一横边与下浮体之间安装第一-第二水轮机提升装置,第一水轮机提升装置上安装第一-第二水轮机,第二水轮机提升装置上安装第三-第四水轮机,第一横边和第三横边的端点下方均设置变截面浮筒,第一横边和第三横边端点的上方均安装锚泊装置,第一横边的两个端点分别与其同侧的第二横边的两个端点通过第一箱型梁和第二箱型梁相连,第一横边的端点上方分别设置第一-第二风机,框架上方安装太阳能电池板、电能转换装置,电能转换装置分别连接第一-第二风机、太阳能电池板、第一-第二水轮机提升装置。
2.根据权利要求1所述的T型半潜式潮流能、风能及太阳能联合发电装置平台,其特征是:所述的第一水轮机提升装置包括提升筒体、提升齿条、提升齿轮、提升电机,提升齿条与提升筒体内壁相连,提升齿轮与提升齿条啮合,提升电机连接并驱动提升齿轮从而带动提升筒体上下移动,提升齿条上安装锁紧装置,锁紧装置包括相连的锁紧电机、锁紧齿条,锁紧齿条在锁紧电机控制下与提升齿条啮合或断开;第一、第二水轮机安装在第一横轴上,第一横轴安装在第一水轮机提升装置提升筒体的端部;第一-第二水轮机提升装置结构相同,第三-第四水轮机安装在第二横轴上,第二横轴安装在第二水轮机提升装置提升筒体的端部。
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