CN108412701A - 藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站，属于环境保护新技术领域。在藤材压力浮筏的上表面的前部安装风电支柱和风力发电机，在风电支柱的侧面上安装风电控制器。在藤材压力浮筏的上表面的后部上安装微型逆变器和储能电池，在藤材压力浮筏的后侧壁的左壁面上安装电动水质净化器。风力吹动叶片旋转带动风力发电机产生电流，从风力发电机输出的电流通过导电线输入风电控制器，从风电控制器输出的电流通过导电线输入微型逆变器，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入储能电池储存电能，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入电动水质净化器，电力驱动电动水质净化器运转使吸进的湖水流过三层过滤网除去湖水中的污染物来改善水质。

Description

藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站

技术领域

本发明涉及藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站，属于环境保护新技术领域。

背景技术

风力发电是将风的动能转为电能。风力发电是非常环保的无公害新能源。中国的陆地上和水面上风能储量十分丰富，2017年中国风力发电量达到1846亿千瓦时。由于风力发电技术的持续进步、带动风力发电的成本不断下降，从2010年到2017年，陆地风能发电成本已经降低了约四分之一，到2020年，陆地风能项目的电力成本可下降至平价并网的电价。风力发电量的增加和燃煤发电量的减少有利于减轻雾霾对人类的危害。大气层中二氧化碳浓度在2018年4月的平均值高于410ppm，发展光伏发电可以减少二氧化碳排放，缓和气候变化。除去陆地风力发电站和水上立柱式风力发电站，近年来，国外又出现一种水上漂浮风力发电站，这种水上漂浮风力发电站是靠塑料浮箱在水体中提供浮力支撑而漂浮在水面上的。国内已有新能源企业打算建造用塑料浮箱提供浮力的水上漂浮风力发电站。

近年来，科学家发现全球83%的自来水中含有塑料微粒，其中以美国自来水中的塑料微粒污染率最高，达到94%。塑料在水体中经过外界自然条件下多年的侵蚀，会剥离、分解出直径小于5毫米的塑料微粒，这些携带化学分子和病原体的塑料微粒广泛分布在水体中，对人类的身体健康构成威胁。同时，水上风力发电站提供的电力还没有用于消除水污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站，用藤材压力浮筏在水体中提供浮力来支撑水上漂浮风力发电站，做到既能减少空气污染，又不会造成水污染。

国际竹藤组织是第一个总部设在中国的、独立的、非盈利性政府间国际组织，是唯一一家针对竹和藤这两种非木质林产品的国际发展机构。国际竹藤组织的宗旨是，在竹藤资源持续的前提下，促进竹藤生产者和使用者的福利。藤材密实坚固、重量轻、能浮在水面上，耐压力，可以编成藤材压力浮筏。中国年产藤材4000吨，以海南和云南两个产区为主。藤的再生能力强，每年采收藤材后先晒干，接着放入桐油中浸泡四十多天，制成坚固、防水的藤条，进一步将藤条编织成为长立方体形状的藤材压力浮筏，放进水面使用就可以提供浮力了。三国时代的藤甲兵具有将藤甲漂浮在水面上，士兵坐在藤甲上可以渡河，士兵穿上藤甲就刀枪不入的特点。藤材压力浮筏的浮水、耐压、轻巧、坚固的特性使藤材压力浮筏在水体中产生足够的浮力取代塑料浮箱支撑中小型的水上漂浮风力发电站，使水上漂浮风力发电站露在水面以上接受风力的吹动、持续产生电流。

水上漂浮风力发电站的风电支柱和叶片采用质量轻的、坚固的碳纤维制造，风力发电机的外壳采用铝材制造，储能电池也用轻质材料制造，藤材压力浮筏在水体中产生的浮力足够支撑安装在藤材压力浮筏的上表面上的风电支柱、风力发电机、叶片、风电控制器、微型逆变器、储能电池以及安装在后侧壁的左壁面上的电动水质净化器的全部重量，确保风力发电机和配套的部件露出水面以上，水面上的风力吹动叶片旋转带动风力发电机产生电流，从风力发电机输出的电流通过导电线输入风电控制器，在风电控制器内调整电流，从风电控制器输出的电流通过导电线和微型逆变器输入电动水质净化器，满足电动水质净化器的用电需求。从微型逆变器输出的电流也可以通过导电线输入储能电池储存备用。本发明中的风电控制器能够对风力发电机输出的电流进行调整，经过调整的电流通过导电线、微型逆变器向电动水质净化器供电或者将电流输入储能电池储存备用。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

由风电支柱1、风力发电机2、叶片3、风电控制器4、导电线5、微型逆变器6、储能电池7、电动水质净化器8、藤材压力浮筏9共同组成；

藤材压力浮筏9漂浮在湖水10的上面，在藤材压力浮筏9的上表面的前部安装风电支柱1，在风电支柱1的顶面上安装风力发电机2，在风力发电机2的前端安装叶片3，在风电支柱1的侧面上安装风电控制器4，在藤材压力浮筏9的上表面的后部上安装微型逆变器6和储能电池7，其中微型逆变器6安装在后部上的中部，储能电池7安装在后部上的右半部，在藤材压力浮筏9的后侧壁的左壁面上安装电动水质净化器8，电动水质净化器8的顶面高于藤材压力浮筏9的上表面，电动水质净化器8的下部伸进湖水10中；

风力发电机2通过导电线5与风电控制器4连接，风电控制器4通过导电线5与微型逆变器6连接，微型逆变器6通过导电线5与电动水质净化器8连接，，微型逆变器6通过导电线5与储能电池7连接。

储能电池7是液态锂离子电池或固态锂离子电池。

风力发电机2是垂直轴风力发电机或水平轴风力发电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：①藤产区人民通过加工藤条、编织藤材压力浮筏增加了就业岗位。②首次将藤制品应用到清洁能源产业，增加了藤材的市场需求量，增加了藤产区人民的经济收入，有利于脱贫解困。③向电动水质净化器供电，用电动水质净化器净化湖水、减少水污染。④用藤材压力浮筏取代塑料浮箱提供浮力，避免了塑料微粒污染物造成难以修复的大面积水污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。

如图1所示，藤材压力浮筏漂浮在湖面上，在长立方体形状的藤材压力浮筏的上表面的前部上安装风电支柱，在风电支柱的顶面上安装风力发电机，在风力发电机的前端安装叶片，在风电支柱的侧面上安装风电控制器，在藤材压力浮筏的上表面的后部上安装导电线、微型逆变器和储能电池，其中微型逆变器安装在后部的中间，储能电池安装在后部的右半部上，在藤材压力浮筏的后侧壁的左壁面上安装电动水质净化器，在电动水质净化器的内部安装电动水泵和三层过滤网，从风力发电机输出的电流通过导电线、风电控制器和微型逆变器输入电动水泵、电力驱动电动水泵运转通过吸水管吸进湖水过滤，第一层过滤网阻挡有机污染物通过，第二层过滤网阻挡无机污染物和重金属通过，第三层过滤网是石墨烯过滤网，这个型号的石墨烯过滤网的网孔直径为1纳米，水分子的直径为0.4纳米，病原微生物的直径为18—500纳米，只有水分子可以通过石墨烯过滤网，病原微生物不能通过这种石墨烯过滤网，通过三层过滤网过滤后的洁净水被排放流回到湖水中，可以改善湖水的水质。

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1所示，藤材压力浮筏是由经过特殊处理的纵向排列的藤条和横向穿越的藤条编织而成的，藤条本身的纵向抗拉强度大，藤材质轻、将藤材放进湖水能自动飘浮起来，藤材压力浮筏在水体中能够提供浮力多年，与优质的风电支柱、风电发电机的使用寿命是相同的。藤材压力浮筏在水体中使用30—50年后会完全分解，不会遗留极难分解的污染物。现有的水上漂浮新能源电站，包括风电和光伏，全部采用塑料浮箱在湖水中提供浮力，聚乙烯等塑料浮箱在湖水中经过阳光、风雨、酸碱、冷热变化的多年侵蚀会剥离、分解成为许多直径小于5毫米的塑料微粒分布在湖水中，湖水中的鱼虾蟹鳖蚌每时每刻都在吞进湖水中的塑料微粒，人类吃了含有塑料微粒的水生动物，便会在人体的血液里、肝脏里积累这些化学成分复杂的、几百年分解不完的塑料微粒，损害人体健康。近年来，人们已经越来越认识清楚生态环境里存在的两大污染物：一个是造成大规模水污染的塑料微粒，另一个是造成大范围空气污染的PM2.5细颗粒物。只有努力消除这两大类污染物，人类赖以生存的生态环境才能得到修复。

在藤材压力浮筏的上表面的前部安装风电支柱，在风电支柱的顶面上安装风力发电机，在风力发电机的前端安装叶片，在风电支柱的侧面上安装风电控制器。风力吹动叶片旋转、叶片的旋转带动风力发电机产生电流，从风力发电机输出的电流通过导电线输入风电控制器，在风电控制器内，对电流进行调整，调整后的电流通过导电线输入微型逆变器。从微型逆变器输出的电流通过导电线输入储能电池，将多余的电流输入储能电池储存备用，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入电动水质净化器，驱动电动水质净化器内的电动水泵运转，电动水泵吸进湖水，水流通过三层过滤网，除去有机污染物、无机污染物、重金属、塑料微粒，流出对人体无害的洁净水，排放到湖水中改善湖水的水质。

现举出实施例如下：

实施例一：

在藤材压力浮筏的上表面的前部安装风电支柱，在风电支柱的顶面上安装水平轴风力发电机，在水平轴风力发电机的前端安装叶片，在风电支柱的侧面上安装风电控制器。在藤材压力浮筏的上表面的后部上安装微型逆变器和液态锂离子电池。在藤材压力浮筏的后侧壁的左壁面上安装电动水质净化器。风力吹动叶片旋转带动水平轴风力发电机产生电流，从水平轴风力发电机输出的电流通过导电线输入风电控制器，在风电控制器内对电流进行调整，从风电控制器输出的电流通过导电线输入微型逆变器，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入液态锂离子电池储存电能，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入电动水质净化器，驱动电动水质净化器内的电动水泵旋转，吸取湖水进入电动水质净化器，湖水流过三层过滤网除去污染物成为洁净水，流回到湖水中改善湖水的水质。

实施例二：

在藤材压力浮筏的上表面的前部安装风电支柱，在风电支柱的顶面上安装垂直轴风力发电机，在垂直轴风力发电机的前端安装叶片，在风电支柱的侧面上安装风电控制器。在藤材压力浮筏的上表面的后部上安装微型逆变器和固态锂离子电池。在藤材压力浮筏的后侧壁的左壁面上安装电动水质净化器。风力吹动叶片旋转带动垂直轴风力发电机产生电流，从垂直轴风力发电机输出的电流通过导电线输入风电控制器，在风电控制器内对电流进行调整，从风电控制器输出的电流通过导电线输入微型逆变器，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入固态锂离子电池储存电能，从微型逆变器输出的电流通过导电线输入电动水质净化器，驱动电动水质净化器内的电动水泵旋转，吸取湖水进入电动水质净化器，湖水流过三层过滤网除去污染物成为洁净水，流回到湖水中改善湖水的水质。

Claims (3)

1.藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站，其特征是，由风电支柱（1）、风力发电机（2）、叶片（3）、风电控制器（4）、导电线（5）、微型逆变器（6）、储能电池（7）、电动水质净化器（8）、藤材压力浮筏（9）共同组成；

藤材压力浮筏（9）漂浮在湖水（10）的上面，在藤材压力浮筏（9）的上表面的前部安装风电支柱（1），在风电支柱（1）的顶面上安装风力发电机（2），在风力发电机（2）的前端安装叶片（3），在风电支柱（1）的侧面上安装风电控制器（4），在藤材压力浮筏（9）的上表面的后部上安装微型逆变器（6）和储能电池（7），其中微型逆变器（6）安装在后部上的中部，储能电池（7）安装在后部上的右半部，在藤材压力浮筏（9）的后侧壁的左壁面上安装电动水质净化器（8），电动水质净化器（8）的顶面高于藤材压力浮筏（9）的上表面，电动水质净化器（8）的下部伸进湖水（10）中；

风力发电机（2）通过导电线（5）与风电控制器（4）连接，风电控制器（4）通过导电线（5）与微型逆变器（6）连接，微型逆变器（6）通过导电线（5）与电动水质净化器（8）连接，，微型逆变器（6）通过导电线（5）与储能电池（7）连接。

2.根据权利要求1所述的藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站，其特征是，所述的储能电池（7）是液态锂离子电池或固态锂离子电池。

3.根据权利要求1所述的藤材压力浮筏上组装的水上漂浮风力发电站，其特征是，所述的风力发电机（2）是垂直轴风力发电机或水平轴风力发电机。