CN106460779A - 潮流发电用浮体与发电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种潮流发电用浮体，其特征在于，包括：发电部与主体部，发电部包括水车与发电装置，发电装置与所述水车连接；主体部，具备潮流通道，潮流通道具备从前面与后面逐渐朝所述水车缩小的截面积。本发明的潮流发电用浮体在幅度狭窄的海峡并排设置多个，并潮流通道的长度方向与潮流的方向一致地设置，根据潮流的流速调整浮体的吃水，使得即便停潮时潮流的流速变慢也能顺畅地进行发电的发电方法。

Description

潮流发电用浮体与发电方法

技术领域

本发明涉及一种利用潮流进行发电的潮流发电用浮体，更详细而言，涉及在潮流强的海峡或水路上有效地利用潮流的潮流发电用浮体与利用多个浮体进行发电的方法。

背景技术

随着产业的发展使用化学燃料的发电量增加，导致全球变暖等环境问题。并且由于限定的化学燃料的埋藏量急需开发一种能代替的新能源。解决方案有利用水力、核能、太阳能、潮汐等多种发电方法。

韩国拥有很大的潮涨落的海岸，使得有利于潮汐发电。尤其，由多岛海构成的西海岸与南海岸是在岛与陆地或岛与岛之间形成快速的潮流的海峡或分散有水路，使得能利用于潮流发电。

作为一例，韩国潮流最快的Uldolmok为，涨潮与退潮时，潮流的最高速度是通常大海的三倍以上的5～6m/sec，因此，对潮流发电具有最佳条件。

代表性的潮流发电的方式区分为在内部设置发电装置后将塔型构造物设置在大海的方式、将内部设置有轴向式叶片的构造物设置于海底或海中的方式、利用设置有发电用水车的船舶等浮体的方式。

韩国授权专利第10-0762375号公开了内部设置有潮流发电装置的塔型构造物。

为了将塔型构造物坚固地固定在海底地面上需要执行海底基础工程，在潮流强的海峡工程难度高，并需要高费用。由于固定在强力的潮流的海水内，因此，设置后容易发生材料拆卸的问题，并且不容易进行维修。

在韩国授权专利第10-1222187号，韩国公开专利第10-2012-0075251号公开了将内部设置有螺旋桨叶片的构造物设置于海底或海水中的方式。

该装置也需要固定在海底地面上，因此，与设置在所述塔型构造物的潮流发电装置具有相同的问题。

在日本公开专利第7-301171号与韩国授权专利第10-1039080号公开了利用设置有发电用水车的船舶等浮体的方式，通常的结构是设置有利用沿着浮体的下部或侧面流出的水的水车。

根据所述现有的技术，日本公开专利第7-301170号公开了在具有规定间隔的一对船形状的共同体之间设置水车，从而在坝的排水道等狭窄的空间也能使用，并仅适用于水的表层，因此，在海峡等比较水深的地方难以适用，一对船形状的共同体仅利用连接用支柱来连接，因此，在海水中容易破损。

所述韩国授权专利第10-1039080号公开有将设置有发电装置的船舶移动至需要设置潮汐发电用堤坝的位置后，在船舶里装满海水后，将船舶固定在水道的地面，使得将船舶作为堤坝来使用的发电设备。该技术是将船舶作为堤坝来使用，因此，只要固定位置在发电中无法移动船舶，并且在船舶的底面不易设置发电用水车。

根据现有技术，通常的潮流发电装置在潮流的流速充分时能顺畅地进行发电，但流速缓慢的时间段发电效率急剧下降。因此，现有的潮流发电不能规定地保持发电量，潮流能源的利用效率低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是鉴于所述诸多问题而提出的，其目的在于，提供一种在驳船形态的浮体的下部设置水车形发电装置，使得不受涨潮与退潮的影响可以一直发电，接近停潮而潮流的流速变慢时也能顺畅地进行发电的潮流发电用浮体与发电方法。

(二)技术方案

为了实现所述目的，本发明的潮流发电用浮体，包括：发电部，包括水车与发电装置，发电装置与所述水车连接；主体部，具备潮流通道，潮流通道具备从前面与后面逐渐朝所述水车缩小的截面积。

所述主体部包括用于储藏压载水的空间部与于流入及排出压载水的压载水出入口，此时，所述空间部区划为能独立地流入及排出压载水的多个密封区域。

另一方面，所述主体部为，在内部形成空间部，所述空间部收容压载舱。主体部的底面位于水车的最低位置的下部的规定长度L的位置。

本发明的潮流发电用浮体在狭窄的海峡等地形也能并排地设置多个，并潮流通道的长度方向与潮流的方向一致，根据潮流的流速能调整潮流发电用浮体的吃水，从而，对应潮流流速的变化进行发电。

(三)有益效果

本发明的潮流发电用浮体能并排地设置多个，在流速缓慢的时间段利用调整吃水的方式能动地生成发电所需的潮流速度，从而，最大限度地提高发电效率。

并且，本发明形成为从潮流流入口朝位于水车的位置逐渐截面积缩小的通道形态，使得流入的潮流的流速被强化的状态适用于水车叶片上。

另一方面，本发明的主体部的全体构成为一个一体型构造物，使得提高装置全体的韧性，在流速非常快的海峡等环境也不易破损。并且，受潮流的主体部的前面或后面大体上构成垂直平面，使得将设置的潮流流入口以多行多列的方式形成，从而，根据发电容量可变性非常出色。

并且，本发明由浮在水上的浮体形状制造，因此，无需在海底地面上制造强力的基础，根据所需的地点移动，利用锚等停泊装置也能容易地固定。也可以另外设置停泊用构造物。

附图说明

图1是示出根据本发明的潮流发电用浮体的主要结构部的立体图。

图2是从底面看根据本发明的潮流发电用浮体的装置的概要图。

图3是根据本发明的潮流发电用浮体的主视图。

图4是从侧面看根据本发明的潮流发电用浮体的主要结构部概要图。

图5是强力的潮流时的根据本发明的潮流发电用浮体的设置状态图。

图6是潮流减弱时的根据本发明的潮流发电用浮体的设置状态图。

具体实施方式

本发明的说明书及权利要求范围中使用的术语或用词不得限定解释为通常或辞典上的含义，发明人为了用最优选的方法说明本发明，可以根据原则适当地定义术语的概念，并要符合其技术思想的意义与概念。

以下，参照图1至图4详细说明根据本发明的潮流发电用浮体。

图1是示出根据本发明的潮流发电用浮体100的主要结构部的一实施例的立体图。

本发明的潮流发电用浮体100分为主体部与发电部。参照图1至图4说明主体部的结构。

主体部形成为长方形的盒体形状，主体部借助上面41与右侧面61及左侧面61`被堵住，右侧面61及左侧面61`从上面的左右侧朝下方延长形成，前面与后面具有开放的形态。

如图1及图4所示，下面具备：维倾斜面13、13`，形成为V字形状，从前面与后面的上部朝盒体形状的中央部朝下突出；右倾斜面11、11`，形成为V字形状，从前面与后面的右侧朝盒体形状的中央部朝内侧而突出；一对中间倾斜面12、12`，22、22`，形成为V字形，从前面与后面的中间朝盒体形状的中央部朝内侧突出，左倾斜面21、21`，形成为V字形，从前面与后面的左侧朝盒体形状的中央部朝内侧突出。

如图2所示，V字形的右倾斜面11、11`与右侧面61以及V字形的左倾斜面21、21`与左侧面61`构成三角形，一对V字形中间倾斜面12、12`，22、22`构成菱形，在形成堵住底面的底面62。底面62的形状与所述上面41的形状相同，也可以形成为用长方形一次堵住底面全体的形状。

根据该结构，主体部由上面41、右侧面61、左侧面61`及下面被封锁，在内部形成有空间部40，开放的前面或后面成为沿着潮流的方向向每个盒体内侧流入潮流的潮流流入口10、20。

如上所述，图1及图3所示的本发明的前面或后面的形态为，前面整体形成为两个潮流流入口10、20。潮流流入口仅形成在前面或后面的局部，剩余的面积成为墙壁，潮流流入口可形成一个或多个，可实施多种变形例。

本发明的主体部具备长方形的盒体结构，潮流流入口10、20开放很大以便能扩张到潮流最初能流入的面积，并形成有潮流通道30，潮流通道30，形成为逐渐朝内部的中央部截面积缩小的形态，并朝前后方相通。

另一方面，由所述主体部的结构形成的空间部40借助外壁构成一个封锁的空间。该空间部40根据所需可利用为压载舱。在主体部的适当的部位形成出入口(未图示)用于向空间部40供给压载水或用于排出储藏的压载水。

所述空间部40设置隔壁后形成多个封闭区域，从而，所述封闭区域分别执行压载舱的功能。

例如，如图1所示，若在V字形的右倾斜面11、11`之间设置延长至上面41的边框部分的隔壁14，则可形成由V字形右倾斜面11、11`、隔壁14以及右侧面61与底面62包围的区分为封闭区域的右侧空间部60。V字形的左倾斜面21、21`利用相同的方式设置隔壁，使得可形成如图2所示的左侧空间部60`，此时，剩余的空间部自然地成为中间空间部50。

由所述方式将一个空间部40可分割形成为多个小的空间部，每个小的空间部可利用为单独的压载舱。根据所需调整流入到各空间部的压载水的量，从而能获得调整本发明的潮流发电浮体的整体均衡的效果。

另一方面，将形成在主体内部的空间部不使用为压载舱，将另外的压载舱收容于所述空间部的内部。此时，可多个分离地设置压载舱，将压载舱的形状与空间部的形状对应地制造。使用由此方式分离的多个压载舱与按照空间部的形状制造的压载舱时，调整供给到压载舱的压载水的量来调整潮流发电浮体全体的均衡。

参照图2及图3说明发电部。

发电部由水车15、发电装置80以及旋转轴70构成。水车15具备以旋转轴70为中心朝放射状延伸的多个叶片。本发明的水车的潮流的方向与涨潮时和退潮时相反，与此同时旋转方向也会转变，因此，优选地，叶片的形状与前面与后面形状相同地形成。

发电装置以水车的旋转轴作为驱动轴来动作，并由增幅水车的旋转数来传递到发电机的增速部(未图示)与发电机(未图示)构成。该发电装置是公知的技术，因此，省略详细的说明。

参照图1至图4说明主体部与发电部的结合关系。

如图的实施例，本发明的主体部具备V字形的维倾斜面13、13`与V字形的右倾斜面11、11`、一对V字形中间倾斜面12、12`，22、22`、V字形的左倾斜面21、21`，因此，形成从前面与后面朝主体的中央部截面积逐渐缩小的一对潮流出入口30，沿着该通道流入及排出潮流。

涨潮和退潮时，潮流的方向转变成相反的方向。因此，本发明的主体部根据潮流可从前面流入海水或可从后面流入海水，此时，优选地，相同流体的能源传递到水车。如图2与图4所示，发电部的水车15设置于主体部的长度方向的中间，即设置于潮流通道30的中间。

图1至图4示出水车15的旋转轴70与隔壁14结合，但是举例说明而已，通常地使用将另外的轴支撑架竖立在底面的方法。

如图3及图4所示，在水车15的上部形成套体17。套体17从如图1所示的维倾斜面13、13`与临近水车15的临近线18、18`沿着水车15的上部隔着规定间隔以圆筒形覆盖的形态形成。根据该套体17空间部40与潮流切断。

另一方面，如图4所示，主体部的底面62规定长度L长于水车15的叶片16的末端到达的最低点的位置。这是为了防止根据水位下降等原因，本发明的潮流发电用浮体与海底接触时，水车15的叶片16与地面接触发生故障的问题。

另一方面，如图2所示，发电装置设置于形成在一对V字形中间倾斜面12、12`，22、22`之间的中间空间部50，发电装置的位置并不被限定，根据设计者的需要可适当地变更。

参照图1至图4说明根据本发明的实施例的潮流发电用浮体的作用。

将本发明的潮流发电用浮体100与潮流通道30的长度方向与潮流的流向相同地设置后，利用锚缆或固定缆等固定装置固定在原定位置。此时，向主体部的内部的空间部或压载舱适当地供给压载水，从而，调整潮流发电用浮体100的吃水与均衡。

然后，若发生涨潮或退潮，则潮流从潮流发电用浮体100的前方或后方通过主体部的潮流流入口10、20流入。

流入到潮流流入口10、20的潮流沿着潮流通道30移动，通道30具备宽的入口与出口，并具备从设置有水车15的中央部逐渐缩小的截面积。通过通道的潮流根据伯努利原理在截面积最小的水车15的附近流速增加，使水车叶片16的旋转速度快速地旋转，从而提高发电效率。此时，主体部的底面62延长形成至潮流通道30的底面部分，使得潮流通道30成为四面堵住的通道，从而，获得根据所述伯努利原理的效果。

当所述水车旋转时，驱动与旋转轴70连接的发电装置80的过程是公知的，因此，省略详细的说明。

参照图5及图6，说明利用多个潮流发电用浮体100来发电的方法。

图5是多个潮流发电用浮体100穿过狭窄的海峡的幅度，保持最小的间隔来并排设置的状态。Uldolmok是具备最小幅度300m平均500m左右的幅度，本发明的潮流发电用浮体可以数十米以上的幅度来制造，因此，充分地实现并排的配置。

潮流的流速由涨潮与退潮充分地强力时，根据潮流能获得充分的水车旋转数，因此，如图5所示，潮流发电用浮体的上面沿着A-A`线可平行地固定。

以停潮时点作为基准在1～2时间附近潮流的速度明显地变慢，因此，无法以充分的速度旋转水车，从而，无法进行发电。

此时，利用向潮流发电用浮体供给压载水的方法使吃水变深。如图6所示，从海水面到海底的深度根据潮流发电用浮体所处的地形而异，因此，可不同地设置潮流发电用浮体的吃水。

即，考虑到图6的海底地形，若将潮流发电用浮体的上面分别从原位A-A`下降至h1，h2，h3，则潮流发电用浮体可以全部堵住海峡的全幅度。因此，潮流能贯通的截面积比图5的状态明显地缩小，贯通该部分的潮流的速度明显变快。

根据该方法，在潮流速度变慢的潮流的停潮时点可人为地增加速度，因此，最大限度地增加可发电时间及发电量。

未说明符号B是海底地面，C是锚缆，W是海水。

本发明参照图示的一实施例进行了说明，但只是举例说明而已，只要是本发明所属领域的技术人员可以理解由此可进行多样的变形以及均等的其他实施例。并且，本发明的技术保护范围应根据权利要求范围的技术思想而定。

Claims (6)

1.一种潮流发电用浮体，其特征在于，包括：

发电部，包括水车(15)与发电装置(80)，发电装置与所述水车连接；

主体部，具备潮流通道(30)，潮流通道具备从前面与后面逐渐朝所述水车缩小的截面积。

2.根据权利要求1所述的潮流发电用浮体，其特征在于，所述主体部包括用于储藏压载水的空间部(40)与用于流入及排出压载水的压载水出入口。

3.根据权利要求2所述的潮流发电用浮体，其特征在于，所述空间部(40)区划为能独立地流入及排出压载水的多个密封区域。

4.根据权利要求1所述的潮流发电用浮体，其特征在于，所述主体部为，在内部形成空间部(40)，所述空间部收容压载舱。

5.根据权利要求1所述的潮流发电用浮体，其特征在于，所述主体部的底面(62)位于所述水车(15)的最低位置的下部规定长度L的位置。

6.一种利用潮流发电用浮体的发电方法，其特征在于，潮流发电用浮体(100)包括发电部与主体部，发电部，包括水车(15)与发电装置(80)，发电装置与所述水车连接，主体部，具备潮流通道(30)，潮流通道从前面与后面朝所述水车形成，将所述潮流发电用浮体(100)并排地设置多个，并所述潮流通道(30)的长度方向与潮流的方向一致地设置，使得根据潮流的流速调整所述潮流发电用浮体的吃水。