CN104948380A - 一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统，包括一个以上基础桩、风力机、升压站以及一个以上波浪能发电装置。风力机与所述升压站电性连接，且风力机与升压站均安装在基础桩上。波浪能发电装置通过若干缆绳与基础桩相连，波浪能发电装置与升压站和/或风力机电性连接。相对于现有的波浪能发电系统，本发明取消了原有锚固定位系统、抗台风半潜驳平台、气压式升潜设施、船舶拖拽设施及岸送输电海底电缆等设施，如此提高了波浪能发电实用性与经济性。同时波浪能发电装置所发电力就地供给海上风机消纳或者输送至升压站，提高了波浪能光伏发电经济性，改善了海上风机及升压站自用电可靠性，整体提高了海上风电工程建设综合利用效率。

Description

一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统
技术领域
本发明涉及一种海上风机发电系统，尤其是涉及一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统。
背景技术
目前，海上风电，通过风电机组将所发电力通过主变压器经电网输送至大陆，其正从岸边滩涂走向近海风场，往往为单独建设，尚无与波浪能发电系统、光伏发电系统性联合开发模式。
波浪能发电技术研发近年来获得较大突破，如鸭式波浪能发电技术以及鹰式波浪能发电技术。无论鸭式波浪能发电系统还是鹰式波浪能发电系统，其均具有基础桩、设置于基础桩上的安装平台以及安装在安装平台上的鸭式波浪能发电装置或鹰式波浪能发电装置。鸭式波浪能发电装置具有类似鸭头形状的鸭头漂浮体，通常称为鸭头。鸭头漂浮在海面上，鸭头随着波浪运动而往复运动，鸭头运动过程中能带动发电机进行发电。鹰式波浪能发电装置发电原理类似，不再赘述。为了防止台风对鸭式波浪能发电装置或鹰式波浪能发电装置产生不利影响，通常在安装平台上设置有升潜设施，在有台风时利用升潜设施将鸭式波浪能发电装置或鹰式波浪能发电装置潜入水中。但发电机锚固于安装平台以及安装升潜设施所花费的成本较高，且海上输电成本过高，其极大影响了工程实际应用。同时，光伏发电是利用光伏组件吸收太阳能，将太阳能转换成电能，其所产生的电能则往往用于海上航标灯上。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统，它能够将海上波浪能与海上风能联合起来，能够便于波浪能发电装置的安装，安装成本低廉。
其技术方案如下：一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统，包括：一个以上基础桩，所述基础桩固定设置于海上；升压站及风力机，所述风力机与所述升压站电性连接，且所述风力机与所述升压站均安装在所述基础桩上；一个以上波浪能发电装置，所述波浪能发电装置漂浮于海面上，所述波浪能发电装置通过若干缆绳与所述基础桩相连，所述波浪能发电装置与所述升压站和/或所述风力机电性连接。
在其中一个实施例中，所述基础桩安装有导向件，所述缆绳连接有与所述导向件相配合的滑动件，所述滑动件装设在所述导向件上、且能够沿着所述导向件移动。
在其中一个实施例中，所述导向件为导轨，所述导轨沿着所述基础桩设置，所述滑动件为滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。
在其中一个实施例中，所述波浪能发电装置安装在波浪能发电装置安装平台上，所述缆绳与所述波浪能发电装置安装平台相连接。
在其中一个实施例中，所述波浪能发电装置安装平台外围等间距设置有三个以上所述基础桩，所述缆绳与所述波浪能发电装置安装平台活动连接。
在其中一个实施例中，所述波浪能发电装置安装平台下方安装有浮力装置。
在其中一个实施例中，所述风力机具有风机塔筒，所述风机塔筒上缠绕有柔性光伏薄膜，所述柔性光伏薄膜电性连接至所述升压站和/或所述风力机。
在其中一个实施例中，所述风力机与所述基础桩之间设置有风力机安装平台，所述风力机安装平台安装在所述基础桩上，所述风力机安装在所述风力机安装平台上，所述风力机安装平台设有栏杆，所述栏杆缠绕有柔性光伏薄膜。
在其中一个实施例中，所述升压站与所述基础桩之间设置有用于安装升压站的升压站安装平台，所述升压站安装平台安装在所述基础桩上，所述升压站安装平台侧壁上设有柔性光伏薄膜，所述升压站安装平台顶部设有光伏板，所述光伏板电性连接至所述升压站和/或所述风力机。
在其中一个实施例中，所述波浪能发电装置为鹰式波浪能发电装置或鸭式波浪能发电装置。
下面结合上述技术方案对本发明的原理、效果进一步说明：
1、发明所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，相对于现有的波浪能发电系统，本发明取消了原有锚固定位系统、抗台风半潜驳平台、气压式升潜设施、船舶拖拽设施及岸送输电海底电缆等设施，如此提高了波浪能发电实用性与经济性。同时波浪能发电装置所发电力就地供给海上风机消纳或者输送至升压站，不仅提高了波浪能光伏发电经济性，还改善了海上风机及升压站自用电可靠性，将波浪能发电技术从工业试验阶段推向工程实际应用，可整体提高海上风电工程建设综合利用效率。
2、波浪能发电装置随着海平面升降而沿着基础桩相应升降，使得波浪能发电装置始终漂浮在海面上，能便于将波浪能转换为电能。
3、在风机塔筒外部装设柔性光伏薄膜，在升压站安装平台侧壁装设柔性光伏薄膜，在升压站安装平台顶部设置光伏板，将柔性光伏薄膜及光伏板所发电力送至升压站或海上风机。如此合理设置光伏发电设备，既能较好利用海上光能，又不因增加光伏发电设备而大幅增加海上风机塔筒以及海上升压站平台荷重，并且也便于安装。
4、连接波浪能及光伏发电电气接线，分别搭建波浪能光伏与海上风机联合发电微电网，以及海上升压站联合发电微电网，能供海上风机设备就地消纳波浪能发电电量以及光伏发电电量，也能将多余电量输送至升压站。
5、本发明所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统可在工程设计阶段统一规划设计，并实现三种可再生能源在工程建设阶段同步实施。在工程设计阶段统一规划设计波浪能光伏及海上风机三种可再生能源联合发电系统，工程建设阶段同步实施，现场施工阶段同步船运及吊装，最大限度提高综合效益。
附图说明
图1为本发明实施例所述波浪能光伏与海上风机联合发电系统中的风力机安装在基础桩上的示意图；
图2为本发明实施例所述波浪能光伏与海上风机联合发电系统中的升压站安装在基础桩上的示意图；
图3为本发明实施例所述波浪能光伏与海上风机联合发电系统中的波浪能发电装置安装在基础桩上的示意图。
附图标记说明：
10、基础桩，20、风力机，21、风力机安装平台，22、风机塔筒，30、升压站，31、升压站安装平台，40、波浪能发电装置，41、波浪能发电装置安装平台，50、缆绳，60、导向件，61、限位件，70、滑动件，80、浮力装置，90、柔性光伏薄膜，100、光伏板，110、海平面。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明：
如图1及2所示，本发明所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，包括一个以上基础桩10、风力机20、升压站30以及一个以上波浪能发电装置40。所述基础桩10固定设置于海上。所述风力机20与所述升压站30电性连接，且所述风力机20与所述升压站30均安装在所述基础桩10上。所述波浪能发电装置40漂浮于海面上，在本发明实施例中，所述波浪能发电装置40为现有技术中的鹰式波浪能发电装置40或鸭式波浪能发电装置40，其将波浪能转换为电能的转换效率高。所述波浪能发电装置40通过若干缆绳50与所述基础桩10相连，所述波浪能发电装置40与所述升压站30和/或所述风力机20电性连接。
上述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，相对于现有的波浪能发电系统，本发明取消了原有锚固定位系统、抗台风半潜驳平台、气压式升潜设施、船舶拖拽设施及岸送输电海底电缆等设施，如此提高了波浪能发电实用性与经济性。同时波浪能发电装置40所发电力就地供给海上风机消纳或者输送至升压站30，不仅提高了波浪能光伏发电经济性，还改善了海上风机及升压站30自用电可靠性，将波浪能发电技术从工业试验阶段推向工程实际应用，可整体提高海上风电工程建设综合利用效率。
如图3所示，所述基础桩10安装有导向件60，所述缆绳50连接有与所述导向件60相配合的滑动件70。所述滑动件70装设在所述导向件60上，且滑动件70能够沿着所述导向件60移动。在导向件60两端设置有限位件61，通过限位件61能避免滑动件70滑脱导向件60。其中，所述导向件60为导轨，所述导轨沿着所述基础桩10设置，所述滑动件70为滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。所述波浪能发电装置40安装在波浪能发电装置安装平台41上，所述缆绳50与所述波浪能发电装置安装平台41相连接。所述波浪能发电装置安装平台41外围等间距设置有三个以上所述基础桩10，所述缆绳50与所述波浪能发电装置安装平台41活动连接。所述波浪能发电装置安装平台41下方安装有浮力装置80。如此，波浪能发电装置40随着海平面110升降而沿着基础桩10相应升降，使得波浪能发电装置40始终漂浮在海面上，能便于将波浪能转换为电能。
所述风力机20具有风机塔筒22，所述风机塔筒22上缠绕有柔性光伏薄膜90，所述柔性光伏薄膜90电性连接至所述升压站30和/或所述风力机20。按海上风机塔筒22中下部尺寸裁切柔性光伏薄膜90，待海上风机塔筒22吊装就位后利用船吊起吊柔性光伏薄膜90发电，并使柔性光伏薄膜90围装固定于海上风机塔筒22上。
所述风力机20与所述基础桩10之间设置有风力机安装平台21，所述风力机安装平台21安装在所述基础桩10上，所述风力机20安装在所述风力机安装平台21上，所述风力机安装平台21设有栏杆，所述栏杆缠绕有柔性光伏薄膜90。所述升压站30与所述基础桩10之间设置有用于安装升压站30的升压站安装平台31，所述升压站安装平台31安装在所述基础桩10上，所述升压站安装平台31侧壁上设有柔性光伏薄膜90，所述升压站安装平台31顶部设有光伏板100，所述光伏板100电性连接至所述升压站30和/或所述风力机20。待升压站30平台吊装施工完成后利用船吊将柔性薄膜光伏以及光伏板100吊起并分别安装于升压站30平台侧壁栏杆上以及升压站30平台顶部上。
综上，本发明具有如下优点：
1、发明所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，相对于现有的波浪能发电系统，本发明取消了原有锚固定位系统、抗台风半潜驳平台、气压式升潜设施、船舶拖拽设施及岸送输电海底电缆等设施，如此提高了波浪能发电实用性与经济性。同时波浪能发电装置40所发电力就地供给海上风机消纳或者输送至升压站30，不仅提高了波浪能光伏发电经济性，还改善了海上风机及升压站30自用电可靠性，将波浪能发电技术从工业试验阶段推向工程实际应用，可整体提高海上风电工程建设综合利用效率。
2、波浪能发电装置40随着海平面110升降而沿着基础桩10相应升降，使得波浪能发电装置40始终漂浮在海面上，能便于将波浪能转换为电能。
3、在风机塔筒22外部装设柔性光伏薄膜90，在升压站安装平台31侧壁装设柔性光伏薄膜90，在升压站安装平台31顶部设置光伏板100，将柔性光伏薄膜90及光伏板100所发电力送至升压站30或海上风机。如此合理设置光伏发电设备，既能较好利用海上光能，又不因增加光伏发电设备而大幅增加海上风机塔筒22以及海上升压站30平台荷重，并且也便于安装。
4、连接波浪能及光伏发电电气接线，分别搭建波浪能光伏与海上风机联合发电微电网，以及海上升压站30联合发电微电网，能供海上风机设备就地消纳波浪能发电电量以及光伏发电电量，也能将多余电量输送至升压站30。
5、本发明所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统可在工程设计阶段统一规划设计，并实现三种可再生能源在工程建设阶段同步实施。在工程设计阶段统一规划设计波浪能光伏及海上风机三种可再生能源联合发电系统，工程建设阶段同步实施，现场施工阶段同步船运及吊装，最大限度提高综合效益。其中，在安装阶段，将波浪能发电及光伏发电设备与海上风电系统同船装运，待海上风机及海上升压站30平台吊装完成，再利用船吊吊装波浪能发电及光伏发电设备。如此整体上节省了船运和船吊费用，取消了波浪能发电海底电缆和海缆挖埋工序以及海缆保护措施费用，将使波浪能发电效益进一步提高。连接波浪能及光伏发电电气接线，分别搭建波浪能光伏与海上风机联合发电微电网，以及海上升压站30联合发电微电网，能供海上风机设备就地消纳波浪能发电电量以及光伏发电电量，也能将多余电量输送至升压站30。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，包括：
一个以上基础桩，所述基础桩固定设置于海上；
升压站及风力机，所述风力机与所述升压站电性连接，且所述风力机与所述升压站均安装在所述基础桩上；
一个以上波浪能发电装置，所述波浪能发电装置漂浮于海面上，所述波浪能发电装置通过若干缆绳与所述基础桩相连，所述波浪能发电装置与所述升压站和/或所述风力机电性连接。
2.根据权利要求1所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述基础桩安装有导向件，所述缆绳连接有与所述导向件相配合的滑动件，所述滑动件装设在所述导向件上、且能够沿着所述导向件移动。
3.根据权利要求2所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述导向件为导轨，所述导轨沿着所述基础桩设置，所述滑动件为滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。
4.根据权利要求1所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述波浪能发电装置安装在波浪能发电装置安装平台上，所述缆绳与所述波浪能发电装置安装平台相连接。
5.根据权利要求4所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述波浪能发电装置安装平台外围等间距设置有三个以上所述基础桩，所述缆绳与所述波浪能发电装置安装平台活动连接。
6.根据权利要求4所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述波浪能发电装置安装平台下方安装有浮力装置。
7.根据权利要求1至6任一项所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述风力机具有风机塔筒，所述风机塔筒上缠绕有柔性光伏薄膜，所述柔性光伏薄膜电性连接至所述升压站和/或所述风力机。
8.根据权利要求7所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述风力机与所述基础桩之间设置有风力机安装平台，所述风力机安装平台安装在所述基础桩上，所述风力机安装在所述风力机安装平台上，所述风力机安装平台设有栏杆，所述栏杆缠绕有柔性光伏薄膜。
9.根据权利要求7所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述升压站与所述基础桩之间设置有用于安装升压站的升压站安装平台，所述升压站安装平台安装在所述基础桩上，所述升压站安装平台侧壁上设有柔性光伏薄膜，所述升压站安装平台顶部设有光伏板，所述光伏板电性连接至所述升压站和/或所述风力机。
10.根据权利要求1至6任一项所述的波浪能光伏与海上风机联合发电系统，其特征在于，所述波浪能发电装置为鹰式波浪能发电装置或鸭式波浪能发电装置。
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