CN113279909B - 一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,属于风力发电技术领域。包括风力发电机、悬浮板、浮力调节机构、锁定机构、能量转化机构,所述的悬浮板设置在风力发电机的下方,所述的浮力调节机构与风力发电机连接,所述的锁定机构固定安装在浮力调节机构上,所述的能量转化机构固定安装在浮力调节机构中的连接柱上。本发明通过浮力调节机构、锁定机构和能量转化机构,完成风力发电时候的复合式储能。
Description
技术领域
本发明属于风力发电技术领域,特别涉及一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置。
背景技术
风力发电是发电方式的一种,利用发电装置,将风的运动动能转化为电能,并存储起来。由于风力是一种大自然存在的能量,绿色、环保且不会枯竭,所以利用风力发电,被广泛的应用在日常生活和工作当中。
申请号为2020217081878的专利公开了一种移动式风力发电储能装置,包括车体、电能转化器、蓄电池组、固定座等,尽管可以根据风的方向,进行适应性的调节,不断的进行发电,但是,该装置仅适用于在陆地上进行使用,而且能量转化的方式单一,无法适应风力过度电能存储过满以及无风时候无法发电的需求。针对以上问题,本发明提供了种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置。
发明内容
针对上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,包括风力发电机、悬浮板,还包括浮力调节机构、锁定机构、能量转化机构,所述的悬浮板设置在风力发电机的下方。
所述的浮力调节机构与风力发电机连接,所述的浮力调节机构包括浮力球,通过调整浮力球在海水中的高度,以调整浮力和重力。
所述的锁定机构固定安装在浮力调节机构上,所述的锁定机构包括转动板,通过气缸驱动转动板伸展,插入到浮力调节机构在,以锁定浮力调节机构的位置。
所述的能量转化机构固定安装在浮力调节机构中的连接柱上,所述的能量转化机构包括储能装置,所述的储能装置设置在连接柱中,所述的储能装置与传动带连接,通过发电组件带动传动带转动,将电能储存在储能装置中。
进一步的,所述的浮力调节机构还包括连接架,所述的浮力球滑动安装在连接架上,线轴与浮力球固定连接,所述的线轴通过线轴安装座转动安装在连接架上,所述的线轴安装座固定安装在连接架上,所述的连接架中间固定安装有电机,通过电机驱动线轴转动调节浮力球的高度。
进一步的,所述的浮力调节机构还包括主动圆锥齿轮,所述的主动圆锥齿轮固定安装在电机的输出轴上,所述的主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合配合,所述的从动圆锥齿轮固定安装在线轴上,连接柱设置在电机的下方,且固定安装在连接架的中间。
进一步的,所述的锁定机构还包括圆盘,所述的圆盘固定安装在气缸的伸出端,所述的气缸固定安装在线轴安装座上,所述的圆盘上固定安装有滑动杆的一端,所述的滑动杆的另一端与转杆的一端铰接,所述的转杆的另一端与转动板铰接,所述的转动板一端铰接在导向板上,所述的导向板固定安装在连接架上,锁定复位弹簧的一端固定安装在导向板上,另一端固定安装在滑动杆上,所述的滑动杆与导向板滑动连接。
进一步的,所述的转动板为两部分,通过中间转轴转动连接,所述的转动板与线轴上的槽滑动连接。
进一步的,所述的发电组件包括转动浆,所述的转动浆固定安装在转动圆头上,所述的转动圆头转动安装在中心柱上,所述的中心柱与安装架转动连接,所述的传动带与中心柱底部的带轮转动连接,所述的安装架固定安装在连接柱上,所述的储能装置与安装架中间底部设置的带轮连接。
进一步的,所述的能量转化机构还包括调节板,所述的调节板下端面固定安装有调节复位弹簧,所述的调节复位弹簧固定安装在安装架上,所述的调节板上端面通过弹簧与调节圆环铰接,所述的调节圆环上铰接有调节摆杆的一端,所述的调节摆杆的另一端与转动浆铰接。
进一步的,所述的能量转化机构还包括导流圈,所述的导流圈有四个,对称布置,固定安装在连接柱上。
本发明与现有技术相比的有益效果是:(1)本发明通过浮力调节机构、锁定机构和能量转化机构,完成风力发电时候的复合式储能:(2)通过调节浮力调节机构中的浮力球的位置,将风力发电机发的电在浮力和重力进行转化,进行复合式存储,能量形式多样,能量存储方式多样,便于扩大储存量:(3)能量转化机构可以将重力势能有效的进行转化,在下降过程中通过转动浆转动进行发电并存储,而且使发电过程更加稳定,保证了存电过程的平稳进行。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为浮力调节机构结构示意图。
图3、图4为浮力调节机构部分结构示意图。
图5为图4的局部放大结构示意图。
图6为能量转化机构结构示意图。
图7为能量转化机构部分结构示意图。
图8为图7局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸,对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例:如图1—图8所示的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,包括风力发电机1、悬浮板2,还包括浮力调节机构3、锁定机构4、能量转化机构5,悬浮板2设置在风力发电机1的下方;工作时候,将整个装置置于海面上,风力发电机1和悬浮板2位于海平面以上,通过风力发电机1进行发电,然后将电能传动到浮力调节机构3中。浮力调节机构3与风力发电机1连接,浮力调节机构3包括浮力球301,通过调整浮力球301在海水中的高度,以调整浮力和重力,锁定机构4固定安装在浮力调节机构3上,锁定机构4包括转动板403,通过气缸401驱动转动板403伸展,插入到浮力调节机构3在,以锁定浮力调节机构3的位置,能量转化机构5固定安装在浮力调节机构3中的连接柱307上,能量转化机构5包括储能装置,储能装置设置在连接柱307中,储能装置与传动带505连接,通过发电组件带动传动带505转动,将电能储存在储能装置中。
浮力调节机构3还包括连接架302,浮力球301滑动安装在连接架302上,线轴305与浮力球301固定连接,线轴305通过线轴安装座306转动安装在连接架302上,线轴安装座306固定安装在连接架302上,连接架302中间固定安装有电机,通过电机驱动线轴305转动调节浮力球301的高度。
浮力调节机构3还包括主动圆锥齿轮303,主动圆锥齿轮303固定安装在电机的输出轴上,主动圆锥齿轮303与从动圆锥齿轮304啮合配合,从动圆锥齿轮304固定安装在线轴305上,连接柱307设置在电机的下方,且固定安装在连接架302的中间。当悬浮板2中的电能传送到浮力调节机构3中的电机时候,电机转动,带动主动圆锥齿轮303转动,主动圆锥齿轮303带动从动圆锥齿轮304转动,以使线轴305转动,将浮力球301下端的线缠绕在线轴305上,此时浮力调节机构3向上浮起,同时提高了整个装置的重力势能。
锁定机构4还包括圆盘402,圆盘402固定安装在气缸401的伸出端,气缸401固定安装在线轴安装座306上,圆盘402上固定安装有滑动杆405的一端,滑动杆405的另一端与转杆404的一端铰接,转杆404的另一端与转动板403铰接,转动板403一端铰接在导向板407上,锁定机构4007固定安装在连接架302上,锁定复位弹簧406的一端固定安装在导向板407上,另一端固定安装在滑动杆405上,滑动杆405与导向板407滑动连接。
转动板403为两部分,通过中间转轴转动连接,转动板403与线轴305上的槽滑动连接。当浮力调节机构3到达一定高度以后,悬浮板2中不再产生电能,浮力调节机构3中的电机不再转动,气缸401伸出,向前推动圆盘402,圆盘402将滑动杆405向前推动,通过滑动杆405推动转杆404,从而将转动板403的前端插入到线轴305中,这样线轴305就不会转动了,同时浮力球301的竖直位置也不发生变化,将整体的重力势能保存好。
发电组件包括转动浆502,转动浆502固定安装在转动圆头503上,转动圆头503转动安装在中心柱504上,中心柱与安装架506转动连接,传动带505与中心柱504底部的带轮转动连接,安装架506固定安装在连接柱307上,储能装置与安装架506中间底部设置的带轮连接。
能量转化机构5还包括调节板507,调节板507下端面固定安装有调节复位弹簧508,调节复位弹簧508固定安装在安装架506上,调节板507上端面通过弹簧与调节圆环509铰接,调节圆环509上铰接有调节摆杆510的一端,调节摆杆510的另一端与转动浆502铰接。能量转化机构5还包括导流圈501,导流圈501有四个,对称布置,固定安装在连接柱307上,在将浮力和重力势能转化为电能电能进行存储的时候,气缸401收回,使得转动板403不再插入到线轴305中,浮力调节机构3在重力作用下下降,同时线轴305反转,这样通过从动圆锥齿轮304和主动圆锥齿轮303带动电机进行反转,进行发电,储存在储能装置中,而且在下降时候,转动浆502进行转动,带动转动圆头503转动,转动圆头503带动中心柱504转动,中心柱504使得传动带505转动,这样就会通过安装架506下端带轮的转动,进行发电将电能存储到储能装置中,此时重力势能转化为电能。由于开始重力势能大,下降速度快,所以在下降过程中,水会推动调节板507,通过调节板507向上推动调节圆环509,从而通过调节圆环509调节转动浆502的角度,以确保下降的速度和转动浆502的转动速度相互匹配,稳定的进行发电。
Claims (8)
1.一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,包括风力发电机、悬浮板,其特征在于:还包括浮力调节机构、锁定机构、能量转化机构,所述的悬浮板设置在风力发电机的下方;
所述的浮力调节机构与风力发电机连接,所述的浮力调节机构包括浮力球,通过调整浮力球在海水中的高度,以调整浮力和重力;
所述的锁定机构固定安装在浮力调节机构上,所述的锁定机构包括转动板,通过气缸驱动转动板伸展,插入到浮力调节机构在,以锁定浮力调节机构的位置;
所述的能量转化机构固定安装在浮力调节机构中的连接柱上,所述的能量转化机构包括储能装置,所述的储能装置设置在连接柱中,所述的储能装置与传动带连接,通过发电组件带动传动带转动,将电能储存在储能装置中。
2.如权利要求1所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的浮力调节机构还包括连接架,所述的浮力球滑动安装在连接架上,线轴与浮力球固定连接,所述的线轴通过线轴安装座转动安装在连接架上,所述的线轴安装座固定安装在连接架上,所述的连接架中间固定安装有电机,通过电机驱动线轴转动调节浮力球的高度。
3.如权利要求1所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的浮力调节机构还包括主动圆锥齿轮,所述的主动圆锥齿轮固定安装在电机的输出轴上,所述的主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合配合,所述的从动圆锥齿轮固定安装在线轴上,连接柱设置在电机的下方,且固定安装在连接架的中间。
4.如权利要求3所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的锁定机构还包括圆盘,所述的圆盘固定安装在气缸的伸出端,所述的气缸固定安装在线轴安装座上,所述的圆盘上固定安装有滑动杆的一端,所述的滑动杆的另一端与转杆的一端铰接,所述的转杆的另一端与转动板铰接,所述的转动板一端铰接在导向板上,所述的导向板固定安装在连接架上,锁定复位弹簧的一端固定安装在导向板上,另一端固定安装在滑动杆上,所述的滑动杆与导向板滑动连接。
5.如权利要求4所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的转动板为两部分,通过中间转轴转动连接,所述的转动板与线轴上的槽滑动连接。
6.如权利要求5所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的发电组件包括转动浆,所述的转动浆固定安装在转动圆头上,所述的转动圆头转动安装在中心柱上,所述的中心柱与安装架转动连接,所述的传动带与中心柱底部的带轮转动连接,所述的安装架固定安装在连接柱上,所述的储能装置与安装架中间底部设置的带轮连接。
7.如权利要求1所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的能量转化机构还包括调节板,所述的调节板下端面固定安装有调节复位弹簧,所述的调节复位弹簧固定安装在安装架上,所述的调节板上端面通过弹簧与调节圆环铰接,所述的调节圆环上铰接有调节摆杆的一端,所述的调节摆杆的另一端与转动浆铰接。
8.如权利要求1—7任一项所述的一种利用浮力和重力复合式海上风力发电储能装置,其特征在于:所述的能量转化机构还包括导流圈,所述的导流圈有四个,对称布置,固定安装在连接柱上。
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