CN109185033A - 一种海上潮汐风力发电装置及发电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可再生能源发电技术领域的一种海上潮汐风力发电装置及发电方法，包括潮汐水库，所述潮汐水库内腔中部前后端面安装有潮汐发电机仓，所述潮汐发电机仓右侧从前往后均匀安装有横向涡轮机，所述潮汐发电机仓顶部从前往后均匀安装有竖向涡轮机，所述潮汐水库内腔左侧开设有进水道，所述潮汐水库内腔顶部左侧开设有储水库，横向涡轮机反向旋转，将动能转化为电能，另一部分海水在储水库与储水箱中通过出水口下落，使得竖向涡轮机受到冲击正向旋转，将重力势能转化为电能，涨潮海水动能过大，单一横向涡轮机无法充分利用，将动能转化为重力势能再通过竖向涡轮机转化为电能，提高能量转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源发电技术领域，具体为一种海上潮汐风力发电装置及发电方法。
背景技术
海上潮汐风力发电装置是一种运用可再生能源的发电装置，随着能源利用的紧张态势进一步发展，风能和潮汐能在相关地区，特别是我国沿海地区丰富，目前风能和潮汐能作为新能源受到世界各国的高度重视，现在利用风能和潮汐能发电已经势不可挡，现在的海上潮汐风力发电装置转换效率不高，不能充分利用海上资源，发电方式单一，为了提高发电效率，为此，我们设计了一种海上潮汐风力发电装置及发电方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海上潮汐风力发电装置及发电方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海上潮汐风力发电装置，包括潮汐水库，所述潮汐水库内腔中部前后端面安装有潮汐发电机仓，所述潮汐发电机仓右侧从前往后均匀安装有横向涡轮机，所述潮汐发电机仓顶部从前往后均匀安装有竖向涡轮机，所述潮汐水库内腔左侧开设有进水道，所述潮汐水库内腔顶部左侧开设有储水库，所述储水库右侧连通安装有储水箱，所述储水箱与储水库之间开设有出水口，所述出水口上方设置有连接水管，所述连接水管贯穿潮汐水库顶部延伸至风力发电机支柱内腔中，所述风力发电机支柱内腔从上往下均匀安装有三组齿轮，三组所述齿轮底部均通过连接杆连接，底部所述齿轮底部通过连接杆连接有风力发电机，所述齿轮外壁均匀安装有扇叶连接杆，所述风力发电机支柱上均匀开设有与扇叶连接杆相匹配的活动开口，所述扇叶连接杆远离齿轮一端均连接有风叶，所述风叶共设置有十二组，十二组风叶以风力发电机支柱为圆心呈环形等距离从上到下均匀排布，所述连接水管顶部安装有雨水收集板，所述风力发电机支柱外壁底部均匀开设有连接扣，所述连接扣上安装有连接钢索，所述连接钢索远离连接扣一端连接有固定装置，所述固定装置固定安装在潮汐水库顶部。
优选的，所述横向涡轮机与竖向涡轮机为结构相同的两组，所述竖向涡轮机包括潮汐发电机，所述潮汐发电机远离潮汐发电机仓一端均安装有转动轴，所述转动轴外壁安装有涡轮扇叶。
优选的，所述固定装置包括固定块，所述固定块顶部安装有固定杆，所述固定杆外壁开设有线槽，所述固定杆顶部安装有限位块。
优选的，所述扇叶连接杆包括扇叶杆，所述扇叶杆靠近风叶一端前后端面均安装有连接片，所述风叶靠近扇叶杆一端开设有连接孔，两组所述连接片通过六角螺母穿过连接孔进行连接。
优选的，所述出水口左右两侧均倾斜有十度，且储水库底部安装有导流板，导流板右侧延伸至出水口左侧。
优选的，所述风力发电机支柱底部外壁均匀开设有四组连接扣，所述固定装置共设置有四组，四组固定装置在潮汐水库顶部左右两侧前后端面均匀设置，所述连接扣位置与固定装置相匹配。
S1：检查各部件是否正常工作，外界刮风时，各个角度的风向吹向风叶，十二组风叶能够接收各角度的风，风吹动风叶带动扇叶连接杆与齿轮进行转动，齿轮通过连接杆同时转动带动风力发电机将机械能转化为电能；
S2：当海边发生暴雨时，风带动风叶转动的同时，雨水进入雨水收集板中被收集，通过连接水管输送到出水口正上方，雨水从出水口冲击竖向涡轮机，为竖向涡轮机提供动力旋转，竖向涡轮机通过潮汐发电机将重力势能转化为电能；
S3：当海水发生潮汐现象时，海水发生涨潮，海水进入潮汐水库中，冲击横向涡轮机，横向涡轮机正向旋转，将动能转化为电能，当海水退潮时，部分海水从进水道中退出，使得横向涡轮机反向旋转，将动能转化为电能输送到潮汐发电机仓中；
S4：海水涨潮时，因海水冲击力大，海水通过潮汐水库进入进水道上升到储水库与储水箱中，当海水退去后，部分海水通过进水道返回，部分海水在储水库与储水箱中通过出水口下落，使得竖向涡轮机受到冲击正向旋转，将重力势能转化为电能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、风叶设置有十二组，风力发电机支柱为圆心呈环形等距离从上到下均匀排布，风吹动风叶带动扇叶连接杆与齿轮进行转动，齿轮通过连接杆同时转动，通过风力发电机将机械能转化为电能，各组风叶正对各角度的风向，提高了风能转换效率；
2、海边刮起狂风时，常伴随暴雨，暴雨的雨滴进入雨水收集板中，通过连接水管输送到出水口正上方，雨水从出水口冲击竖向涡轮机，为竖向涡轮机提供动力旋转，竖向涡轮机通过潮汐发电机将重力势能转化为电能，充分利用雨水资源进行发电，发电种类丰富；
3、发生潮汐时，海水涨潮时，海水通过潮汐水库进入进水道上升到储水库与储水箱中，横向涡轮机正向旋转，将动能转化为电能，当海水退潮后，部分海水通过进水道返回，横向涡轮机反向旋转，将动能转化为电能，另一部分海水在储水库与储水箱中通过出水口下落，使得竖向涡轮机受到冲击正向旋转，将重力势能转化为电能，涨潮海水动能过大，单一横向涡轮机无法充分利用，将动能转化为重力势能再通过竖向涡轮机转化为电能，提高能量转化效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明竖向涡轮机结构示意图；
图3为本发明固定装置结构示意图；
图4为本发明扇叶连接杆结构示意图。
图中：1潮汐水库、2潮汐发电机仓、3横向涡轮机、4竖向涡轮机、41潮汐发电机、42转动轴、43涡轮扇叶、5进水道、6储水库、7出水口、8储水箱、9风力发电机支柱、10齿轮、11连接杆、12风力发电机、13扇叶连接杆、131扇叶杆、132连接片、133六角螺母、14风叶、15连接水管、16雨水收集板、17固定装置、171固定块、172固定杆、173线槽、174限位块、18连接钢索、19连接扣、20水管保护套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种海上潮汐风力发电装置及发电方法，包括潮汐水库1，潮汐水库1内腔中部前后端面安装有潮汐发电机仓2，潮汐发电机仓2右侧从前往后均匀安装有横向涡轮机3，潮汐发电机仓2顶部从前往后均匀安装有竖向涡轮机4，潮汐水库1内腔左侧开设有进水道5，潮汐水库1内腔顶部左侧开设有储水库6，储水库6右侧连通安装有储水箱8，储水箱8与储水库6之间开设有出水口7，出水口7上方设置有连接水管15，连接水管15贯穿潮汐水库1顶部延伸至风力发电机支柱9内腔中，风力发电机支柱9内腔从上往下均匀安装有三组齿轮10，三组齿轮10底部均通过连接杆11连接，底部齿轮10底部通过连接杆11连接有风力发电机12，齿轮10外壁均匀安装有扇叶连接杆13，风力发电机支柱9上均匀开设有与扇叶连接杆13相匹配的活动开口，扇叶连接杆13远离齿轮10一端均连接有风叶14，风叶14共设置有十二组，十二组风叶14以风力发电机支柱9为圆心呈环形等距离从上到下均匀排布，连接水管15顶部安装有雨水收集板16，风力发电机支柱9外壁底部均匀开设有连接扣19，连接扣19上安装有连接钢索18，连接钢索18远离连接扣19一端连接有固定装置17，固定装置17固定安装在潮汐水库1顶部。
其中，横向涡轮机3与竖向涡轮机4为结构相同的两组，竖向涡轮机4包括潮汐发电机41，潮汐发电机41远离潮汐发电机仓2一端均安装有转动轴42，转动轴42外壁安装有涡轮扇叶43，海水涨潮产生动能，，推动涡轮扇叶43旋转，涡轮扇叶43带动转动轴42旋转，潮汐发电机41将海水的动能转化为电能；
固定装置17包括固定块171，固定块171顶部安装有固定杆172，固定杆172外壁开设有线槽173，固定杆172顶部安装有限位块174，连接钢索18固定在线槽173上，固定块171与潮汐水库1固定连接防止松动，限位块174防止钢索脱离线槽173；
扇叶连接杆13包括扇叶杆131，扇叶杆131靠近风叶14一端前后端面均安装有连接片132，风叶14靠近扇叶杆131一端开设有连接孔，两组连接片132通过六角螺母133穿过连接孔进行连接，通过六角螺母133与连接片132便于拆卸风叶14，不同季节的风量大小不同，方便更换不同大小的风叶14；
出水口7左右两侧均倾斜有十度，且储水库6底部安装有导流板，导流板右侧延伸至出水口7左侧，导流板将水导向出水口7，出水口7倾斜便于排出海水；
风力发电机支柱9底部外壁均匀开设有四组连接扣19，固定装置17共设置有四组，四组固定装置17在潮汐水库1顶部左右两侧前后端面均匀设置，连接扣19位置与固定装置17相匹配，四组连接扣19与固定装置17相匹配保证风力发电机支柱9连接稳定，防止脱离潮汐水库1。
S1：检查各部件是否正常工作，外界刮风时，各个角度的风向吹向风叶14，十二组风叶14能够接收各角度的风，风吹动风叶14带动扇叶连接杆13与齿轮10进行转动，齿轮10通过连接杆11同时转动带动风力发电机12将机械能转化为电能，提高了风能转换效率；
S2：当海边发生暴雨时，风带动风叶14转动的同时，雨水进入雨水收集板16中被收集，通过连接水管15输送到出水口7正上方，雨水从出水口7冲击竖向涡轮机4，为竖向涡轮机4提供动力旋转，竖向涡轮机4通过潮汐发电机41将重力势能转化为电能，；
S3：当海水发生潮汐现象时，海水发生涨潮，海水进入潮汐水库1中，冲击横向涡轮机3，横向涡轮机3正向旋转，将动能转化为电能，当海水退潮时，部分海水从进水道5中退出，使得横向涡轮机3反向旋转，将动能转化为电能输送到潮汐发电机仓2中。
S4：海水涨潮时，因海水冲击力大，海水通过潮汐水库1进入进水道5上升到储水库6与储水箱8中，当海水退去后，部分海水通过进水道5返回，部分海水在储水库6与储水箱8中通过出水口7下落，使得竖向涡轮机4受到冲击正向旋转，将重力势能转化为电能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种海上潮汐风力发电装置，包括潮汐水库（1），其特征在于：所述潮汐水库（1）内腔中部前后端面安装有潮汐发电机仓（2），所述潮汐发电机仓（2）右侧从前往后均匀安装有横向涡轮机（3），所述潮汐发电机仓（2）顶部从前往后均匀安装有竖向涡轮机（4），所述潮汐水库（1）内腔左侧开设有进水道（5），所述潮汐水库（1）内腔顶部左侧开设有储水库（6），所述储水库（6）右侧连通安装有储水箱（8），所述储水箱（8）与储水库（6）之间开设有出水口（7），所述出水口（7）上方设置有连接水管（15），所述连接水管（15）贯穿潮汐水库（1）顶部延伸至风力发电机支柱（9）内腔中，所述风力发电机支柱（9）内腔从上往下均匀安装有三组齿轮（10），三组所述齿轮（10）底部均通过连接杆（11）连接，底部所述齿轮（10）底部通过连接杆（11）连接有风力发电机（12），所述齿轮（10）外壁均匀安装有扇叶连接杆（13），所述风力发电机支柱（9）上均匀开设有与扇叶连接杆（13）相匹配的活动开口，所述扇叶连接杆（13）远离齿轮（10）一端均连接有风叶（14），所述风叶（14）共设置有十二组，十二组风叶（14）以风力发电机支柱（9）为圆心呈环形等距离从上到下均匀排布，所述连接水管（15）顶部安装有雨水收集板（16），所述风力发电机支柱（9）外壁底部均匀开设有连接扣（19），所述连接扣（19）上安装有连接钢索（18），所述连接钢索（18）远离连接扣（19）一端连接有固定装置（17），所述固定装置（17）固定安装在潮汐水库（1）顶部。
2.根据权利要求1所述的一种海上潮汐风力发电装置，其特征在于：所述横向涡轮机（3）与竖向涡轮机（4）为结构相同的两组，所述竖向涡轮机（4）包括潮汐发电机（41），所述潮汐发电机（41）远离潮汐发电机仓（2）一端均安装有转动轴（42），所述转动轴（42）外壁安装有涡轮扇叶（43）。
3.根据权利要求1所述的一种海上潮汐风力发电装置，其特征在于：所述固定装置（17）包括固定块（171），所述固定块（171）顶部安装有固定杆（172），所述固定杆（172）外壁开设有线槽（173），所述固定杆（172）顶部安装有限位块（174）。
4.根据权利要求1所述的一种海上潮汐风力发电装置，其特征在于：所述扇叶连接杆（13）包括扇叶杆（131），所述扇叶杆（131）靠近风叶（14）一端前后端面均安装有连接片（132），所述风叶（14）靠近扇叶杆（131）一端开设有连接孔，两组所述连接片（132）通过六角螺母（133）穿过连接孔进行连接。
5.根据权利要求1所述的一种海上潮汐风力发电装置，其特征在于：所述出水口（7）左右两侧均倾斜有十度，且储水库（6）底部安装有导流板，导流板右侧延伸至出水口（7）左侧。
6.根据权利要求1所述的一种海上潮汐风力发电装置，其特征在于：所述风力发电机支柱（9）底部外壁均匀开设有四组连接扣（19），所述固定装置（17）共设置有四组，四组固定装置（17）在潮汐水库（1）顶部左右两侧前后端面均匀设置，所述连接扣（19）位置与固定装置（17）相匹配。
7.一种海上潮汐风力发电装置及发电方法，包括如下步骤，
S1：检查各部件是否正常工作，外界刮风时，各个角度的风向吹向风叶（14），十二组风叶（14）能够接收各角度的风，风吹动风叶（14）带动扇叶连接杆（13）与齿轮（10）进行转动，齿轮（10）通过连接杆（11）同时转动带动风力发电机（12）将机械能转化为电能；
S2：当海边发生暴雨时，风带动风叶14转动的同时，雨水进入雨水收集板（16）中被收集，通过连接水管（15）输送到出水口（7）正上方，雨水从出水口（7）下落冲击竖向涡轮机（4），为竖向涡轮机（4）提供动力旋转，竖向涡轮机（4）通过潮汐发电机（41）将重力势能转化为电能；
S3：当海水发生潮汐现象时，海水发生涨潮，海水进入潮汐水库（1）中，冲击横向涡轮机（3），横向涡轮机（3）正向旋转，将动能转化为电能，当海水退潮时，部分海水从进水道5中退出，使得横向涡轮机（3）反向旋转，将动能转化为电能输送到潮汐发电机仓（2）中；
S4：海水涨潮时，因海水冲击力大，海水通过潮汐水库（1）进入进水道（5）上升到储水库（6）与储水箱（8）中，当海水退去后，部分海水通过进水道（5）返回，部分海水在储水库（6）与储水箱（8）中通过出水口（7）下落，使得竖向涡轮机（4）受到冲击正向旋转，将重力势能转化为电能。
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