CN105626358A - 一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池 - Google Patents

一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池 Download PDF

Info

Publication number
CN105626358A
CN105626358A CN201511015717.4A CN201511015717A CN105626358A CN 105626358 A CN105626358 A CN 105626358A CN 201511015717 A CN201511015717 A CN 201511015717A CN 105626358 A CN105626358 A CN 105626358A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water level
water
energy
power generation
outlet passage
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.)
Pending
Application number
CN201511015717.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张玉全
郑源
朱延涛
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.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
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 Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN201511015717.4A priority Critical patent/CN105626358A/zh
Publication of CN105626358A publication Critical patent/CN105626358A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/141—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
    • F03B15/14—Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/183—Adjustable vanes, e.g. wicket gates
    • 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
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • 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

Abstract

本发明涉及一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，包括带有出水流道的蓄水单元，其特征在于，还包括流量控制器，所述流量控制器控制带有出水流道的蓄水单元；所述流量控制器包括用于实时监测蓄水单元的水位检测模块、用于控制流出单元的电磁阀模块和用于显示水位的LCD显示模块。本发明为流量可检测和控制的蓄水池，能够根据实时水轮机的运行状态，自动调节流经水轮机的流量和水头，将蓄水池内的势能最大化地转化为流经水轮机的动能，提高发电机组发电的总效率和总出力，适用于替代现有各种越浪式波浪发电装置的能量搜集蓄水池。

Description

一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池
技术领域
本发明属于流体机械及水利水电工程设备技术领域，特别是涉及一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池。
背景技术
传统能源即将枯竭并且带来了严重的环境问题，迫切需要寻找和开发可替代的新型能源。世界海洋资源丰富，其中波浪蕴藏着巨大能量。利用海洋波浪发电，既不需要燃料，同时对环境影响很小，具有重大的开发利用价值。
中国专利申请201320156401.7“液压式水面发电装置”公开了一种利用波浪的垂直位移，将垂直波浪能转换为机械能，带动涡轮机发电的装置，提高了波浪能转换效率。但由于活动部件过多，结构复杂，极易在波浪作用下发生破坏，丧失工作能力，且难以进行维修及保护
中国专利申请201310316659.3公开了一种“越浪式波能发电装置”，包括波能收集系统、发电系统和自启闭电控系统，该装置实现了越浪型发电装置的动态蓄能和稳定的电力输出。但由于该装置的水轮机对水头要求较高，如在低水头时存在效率和出力较低的问题；同时对收集的能量不能进行动态存储，致使装置的整体工作效率偏低。
中国专利申请201020644139.7公开了一种“波能收集转换装置”，包括蓄水池、引浪板、聚波板和出水管型。解决了目前波能收集转换装置波能转换效率较低，设备的使用寿命较短，生产成本过高等问题。但是由于该装置的蓄水池功能单一，不能根据水轮机工作状态进行实时调节流量和水头，能量转换的效率依然不高。
综上所述，现有波浪发电装置普遍存在波能转换率低、输出功率小、稳定性差、装置有效工作时间短等缺陷，如何克服现有技术的不足已成为当今流体机械及水利水电工程设备技术领域中亟待解决的重点难题之一。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足而提供一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，本发明为流量可检测和控制的蓄水池，能够根据实时水轮机的运行状态，自动调节流经水轮机的流量和水头，将蓄水池内的势能最大化地转化为流经水轮机的动能，提高发电机组发电的总效率和总出力，适用于替代现有各种越浪式波浪发电装置的能量搜集蓄水池。
根据本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，包括带有出水流道的蓄水单元，其特征在于，还包括流量控制器，所述流量控制器控制带有出水流道的蓄水单元；所述流量控制器包括用于实时监测蓄水单元的水位检测模块、用于控制流出单元的电磁阀模块和用于显示水位的LCD显示模块；所述水位检测模块包括电源控制模块、水位传感器和水位模数转换模块；所述流量控制器传送信号依次控制水位检测模块中的电源控制模块、水位传感器和水位模数转换模块，由水位检测模块将检测到的蓄水单元的水位信号反馈至流量控制器，该流量控制器再将反馈信号转换为控制信号并传送至电磁阀模块和显示模块。
本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池的进一步的优选方案是：本发明所述水位传感器为随着蓄水单元的水位增减而发生电压升降的浮动传感器；所述水位传感器采集的电压信号幅值大小与蓄水单元的水位增减成线性正比例关系，所采用的水位传感器供电电源为+5V或+8V的直流稳压电源；所述流量控制器为PID控制器；所述出水流道为椭圆形截面，出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比为黄金分割比，即从出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比呈线性递增，至出水流道最近端椭圆形截面短轴与长轴之比转变为1，即出水流道最近端椭圆形截面转变为反向圆形截面。
本发明的实现原理是：本发明采用流量可检测和控制的蓄水池，根据实时水轮机的工作状态，能够自动调节流经水轮机的流量和水头，将蓄水池内的势能最大化的转化为流经水轮机的动能；海水经水轮机进水口段在轴流式水轮机的上导叶处汇合并进入水轮机的转轮室，水流冲击转轮叶片，通过转轮叶片转换能量带动轴流式水轮机输出轴旋转，将蓄水池内的势能转换为水轮机动能带动发电机发电，水流再经下导叶，通过出水口段流向大海。由于本发明采用了水头流量可调节的蓄水池，能够使水轮机处于最佳工况点工作，最大化利用波浪的能量，提高发电机组发电的总效率和总出力。
本发明与现有技术相比其显著优点在于：
一是本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，采用流量可检测和控制的蓄水池，依据实时水轮机的工作状态，自动调节流经水轮机的流量和水头，将蓄水池内的势能最大化地转化为流经水轮机的动能，可提高发电机组发电的总效率和总出力。
二是本发明的出水流道为椭圆形截面，出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比为黄金分割比，即从出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比呈线性递增，至出水流道最近端椭圆形截面短轴与长轴之比转变为1，即出水流道最近端椭圆形截面转变为最远端反向圆形截面，大大降低了三维建模及制造难度，从而保证水流在椭圆形流道中平滑、顺畅和流动对称，也使得机组总体发电效率和总出力进一步提高。
三是本发明能够搜集任意波高的波浪能量，实现了越浪型发电装置的动态蓄能和稳定的电力输出，具有波能转换率高，对水头要求低，装置有效工作时间长，稳定性好等优点。本发明适用于替代现有各种越浪式波浪发电装置的能量搜集蓄水池。
附图说明
图1是本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池的应用系统结构示意图。
图2是本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池的蓄水单元的流量控制结构示意图。
图3是本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池的蓄水单元的结构示意图
图4是本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池的出水流道结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
结合图1，本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池适用于利用海洋能发电的轴流式水轮机系统，该系统包括能量搜集装置和水轮机(4)，所述能量搜集装置包括聚波单元(2)和蓄水池(3)，聚波单元(2)可根据实时的海洋波浪(1)资源参数形成外形为喇叭形的可自动张缩坡角的坡道，该自动张缩坡角的坡道与海洋连通的一面开口宽，然后逐渐收缩通过边墙(9)与蓄水池(3)连通；所述蓄水池(3)通过流量控制器控制带有出水流道的蓄水单元，出水流道口设有向下延伸的释放势能推动水轮机旋转发电的出水管；所述水轮机(4)根据实时流经水轮机(4)的流量和水头情况，由智能导叶开度控制器自动调节导叶开度，使水轮机(4)输出最大功率和最高效率。
结合图2，本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，包括带有出水流道的蓄水单元，还包括流量控制器(6)；所述流量控制器(6)控制带有出水流道的蓄水单元；所述流量控制器(6)包括用于实时监测蓄水单元的水位检测模块、用于控制流出单元的电磁阀模块(6-4)和用于显示水位的LCD显示模块(6-5)；所述水位检测模块包括电源控制模块(6-1)、水位传感器(6-2)和水位模数转换模块(6-3)；所述流量控制器(6)传送信号依次控制水位检测模块中的电源控制模块(6-1)、水位传感器(6-2)和水位模数转换模块(6-3)，由水位检测模块将检测到的蓄水单元的水位信号反馈至流量控制器(6)，该流量控制器(6)再将反馈信号转换为控制信号并传送至电磁阀模块(6-4)和显示模块(6-5)。
结合图3，本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，所述水位传感器(6-2)为随着蓄水单元的水位增减而发生位置升降的浮动传感器，水位传感器(6-2)采集的电信号大小与蓄水单元的水位增减成线性正比例关系，所采用的水位传感器供电电源为+5V或+8V的直流稳压电源；所述流量控制器(6)为PID控制器。
结合图4，本发明提出的一种利用海洋能发电的波浪搜集蓄水池，所述出水流道为椭圆形截面，出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比为黄金分割比，即从出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比呈线性递增，至出水流道最近端椭圆形截面短轴与长轴之比转变为1，即出水流道最近端椭圆形截面转变为反向圆形截面。
本发明的具体实施方式中未涉及的说明属于本领域公知的技术，可参考公知技术加以实施。
本发明经反复试验验证，取得了满意的试用效果。
以上具体实施方式及实施例是对本发明提出的一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池技术思想的具体支持，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在本技术方案基础上所做的任何等同变化或等效的改动，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (5)

1.一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池，包括带有出水流道的蓄水单元，其特征在于，还包括流量控制器（6），所述流量控制器（6）控制带有出水流道的蓄水单元；
所述流量控制器（6）包括用于实时监测蓄水单元的水位检测模块、用于控制流出单元的电磁阀模块（6-4）和用于显示水位的LCD显示模块（6-5）；
所述水位检测模块包括电源控制模块（6-1）、水位传感器（6-2）和水位模数转换模块（6-3）；
所述流量控制器（6）传送信号依次控制水位检测模块中的电源控制模块（6-1）、水位传感器（6-2）和水位模数转换模块（6-3），由水位检测模块将检测到的蓄水单元的水位信号反馈至流量控制器（6），该流量控制器（6）再将反馈信号转换为控制信号并传送至电磁阀模块（6-4）和显示模块（6-5）。
2.根据权利要求1所述的一种利用海洋能发电的波浪搜集蓄水池，其特征在于，所述水位传感器（6-2）为随着蓄水单元的水位增减而发生电压升降的浮动传感器。
3.根据权利要求1所述的一种利用海洋能发电的波浪搜集蓄水池，其特征在于，所述水位传感器（6-2）采集的电压信号幅值大小与蓄水单元的水位增减成线性正比例关系，所采用的水位传感器供电电源为+5V或+8V的直流稳压电源。
4.根据权利要求1所述的一种利用海洋能发电的波浪搜集蓄水池，其特征在于，所述流量控制器（6）为PID控制器。
5.根据权利要求1所述的一种利用海洋能发电的波浪搜集蓄水池，其特征在于，所述出水流道为椭圆形截面，出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比为黄金分割比，即从出水流道最远端椭圆形截面的短轴与长轴之比呈线性递增，至出水流道最近端椭圆形截面短轴与长轴之比转变为1，即出水流道最近端椭圆形截面转变为反向圆形截面。
CN201511015717.4A 2015-12-29 2015-12-29 一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池 Pending CN105626358A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511015717.4A CN105626358A (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511015717.4A CN105626358A (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105626358A true CN105626358A (zh) 2016-06-01

Family

ID=56041606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511015717.4A Pending CN105626358A (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105626358A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108158407A (zh) * 2017-12-22 2018-06-15 芜湖皖江知识产权运营中心有限公司 智能热水系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001211694A (ja) * 2000-01-21 2001-08-03 Toshiba Eng Co Ltd 水車発電機用調速機制御システム
CN103573542A (zh) * 2013-11-21 2014-02-12 中国海洋大学 分层越浪式波能发电装置
CN103742351A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 河海大学 一种利用潮汐发电的双向贯流式水轮机
JP2015036537A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
JP2015036534A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
JP2015036536A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
JP2015036535A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001211694A (ja) * 2000-01-21 2001-08-03 Toshiba Eng Co Ltd 水車発電機用調速機制御システム
JP2015036537A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
JP2015036534A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
JP2015036536A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
JP2015036535A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 協立電機株式会社 越波式波力発電装置
CN103573542A (zh) * 2013-11-21 2014-02-12 中国海洋大学 分层越浪式波能发电装置
CN103742351A (zh) * 2013-12-27 2014-04-23 河海大学 一种利用潮汐发电的双向贯流式水轮机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108158407A (zh) * 2017-12-22 2018-06-15 芜湖皖江知识产权运营中心有限公司 智能热水系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201723356U (zh) 高楼下水道水力发电系统
CN103206331A (zh) 一种低水头高效轴伸贯流式水泵水轮机及其叶片
CN201110242Y (zh) 虹吸式管道发电装置
CN204402744U (zh) 一种流水型发电装置
CN105484930A (zh) 一种阻力型水轮机及水力发电系统
CN204299779U (zh) 一种河流水位随动发电装置
CN103742337A (zh) 一种设有椭圆形流道的双侧导叶贯流式水轮机
CN202883258U (zh) 利用液压传动的海上风力及洋流储能发电系统
CN209067405U (zh) 虹吸式水力发电装置
CN203130355U (zh) 气动式波浪能发电装置
CN105626358A (zh) 一种利用海洋能发电的能量搜集蓄水池
CN105370479B (zh) 一种利用海洋能发电的水轮机系统
US20130205767A1 (en) Apparatus for conserving water in a hydro power plant
CN105569914B (zh) 一种利用海洋能发电的能量搜集装置
CN202756164U (zh) 一种多级水能发电装置
CN112523918A (zh) 一种抽水蓄能发电系统
CN205605350U (zh) 一种可移动式溪河流发电箱
CN207377715U (zh) 风力发电通道及风力发电装置
CN204402751U (zh) 一种潮汐发电机
CN202431427U (zh) 一种集雨发电装置
CN105422363A (zh) 双轴组合履带式直流水力发电机
CN106194552A (zh) 一种利用海洋能发电的轴流式水轮机
CN208793147U (zh) 可移动的微水双馈发电设备
CN203834436U (zh) 一种跌水发电装置
CN107401469A (zh) 一种低水头竖井贯流双向水轮机转轮

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication