CN113353203A - 一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法 - Google Patents

一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113353203A
CN113353203A CN202110653166.3A CN202110653166A CN113353203A CN 113353203 A CN113353203 A CN 113353203A CN 202110653166 A CN202110653166 A CN 202110653166A CN 113353203 A CN113353203 A CN 113353203A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy
platform
power generation
generator
self
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
CN202110653166.3A
Other languages
English (en)
Inventor
吴必军
覃梓真
张芙铭
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.)
Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Original Assignee
Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
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 Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS filed Critical Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority to CN202110653166.3A priority Critical patent/CN113353203A/zh
Publication of CN113353203A publication Critical patent/CN113353203A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • 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
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • 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
    • F03B13/24—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 to produce a flow of air, e.g. to drive an air turbine
    • 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
    • F03B13/26—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 tide energy
    • F03B13/264—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 tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/4466—Floating structures carrying electric power plants for converting water energy into electric energy, e.g. from tidal flows, waves or currents
    • 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
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法，涉及波浪能转换技术领域，其包括两片体，其相向平行排列，每所述片体包括：平行于水平面的水平管以及垂直于水平面的垂直管，所述水平管和垂直管通过闸门实现连接和分离；甲板桥，其设置于两所述片体之间，用于连接两所述片体，所述甲板桥还设置有升降机构；气动式波浪能发电装置，其包括：至少部分作为所述垂直管的气室，所述气室的上方横截面积逐渐缩小形成所述气孔，所述气孔上安装有相互传动的空气透平和第一发电机；水平轴海流能发电装置，其包括：安装于所述升降机构的下端部的第二发电机，以及安装于所述第二发电机的输入轴的水平轴叶轮。

Description

一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法
技术领域
本发明涉及波浪能转换技术领域，具体涉及一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法。
背景技术
在众多的可再生自然资源中，海洋可再生能源具有清洁绿色、可持续利用、开发潜力大等众多优势，国际上许多国家将其作为战略性资源实施技术储备。海洋能包括潮汐能、波浪能、潮(海)流能、温差能、盐差能。潮(海)流能是指海水流动的动能，主要是指由于潮汐导致的有规律的海水流动及海底水道和海峡中较为稳定的流动所产生的能量，波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的。波浪能和潮(海)流能往往共生。在海洋能开发中，除了海洋环境恶劣导致海洋能开发成本昂贵外，海洋能密度低也是一重要因数。因此，因此开发波浪能和潮(海)流能综合利用系统，对于提高系统的经济性具有重要意义。
在当前的波浪能和潮(海)流能多能综合开发利用发明中，中国申请的发明专利不下20件，有漂浮式系统设计理念也有固定式系统设计理念，固定式系统设计理念潮流能发电西一般采用水平轴发电机组，而波浪能系统采用振荡浮子发电理念或振荡水柱发电理念，漂浮式设计理念潮流能一般采用水平轴发电理念，波浪能发电系统有的采用越浪发电理念，有的采用振荡浮子发电理念，形式非常丰富，但目前的多能联合发电系统存在以下一些不足：
1、固定桩基式的多能发电系统不能移动，为了抵御恶劣海况的破坏，只有加强结构设计，无形中增加了系统的建造成本，而且不能保障在台风下的安全性；
2、漂浮式的多能发电系统大部分采用了多浮子形式(一个主体带多个浮子)，浮子与浮子铰接处在恶劣海况下有可能发生变形，发生危险，安全性不高，而且潮(海)流能、波浪能发电系统的效率受主体影响大(有的潮(海)流能、波浪能发电系统直接附着在主体上，而波和流的传播方向受主体直接影响大，因此发电系统的发电效率受主体影响更大)
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法，继承波浪能振荡技术结构简单、可靠性高、转换效率高的特点，同时克服拖行阻力大、发电系统转换效率受波流方向影响大的缺点。
为实现上述目的，本发明的技术方向如下：
一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其包括：
两片体，其相向平行排列，每所述片体包括：平行于水平面的水平管以及垂直于水平面的垂直管，所述水平管和垂直管通过闸门实现连接和分离；
甲板桥，其设置于两所述片体之间，用于连接两所述片体，所述甲板桥还设置有升降机构；
推进器，其用于平台前进时提供前进动力；
锚泊装置，其用于平台停泊时提供固定作用；
气动式波浪能发电装置，其包括：至少部分作为所述垂直管的气室，所述气室的上方横截面积逐渐缩小形成所述气孔，所述气孔上安装有相互传动的空气透平和第一发电机；
水平轴海流能发电装置，其包括：安装于所述升降机构的下端部的第二发电机，以及安装于所述第二发电机的输入轴的水平轴叶轮。
如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，进一步的，所述甲板桥上设置有上层建筑，所述上层建筑内设客舱和/或生活设施。
如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，进一步的，所述甲板桥上安装有龙门架，位于两所述片体之间的甲板上开设有工作窗口，所述升降机构驱动所述第二发电机穿过所述工作窗口进入水中。
如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，进一步的，所述片体还包括浮力舱体，所述浮力舱体内设置动力装置和/或蓄能系统。
如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，进一步的，所述推进器有两套，每套安装在水平管底部或侧部。
如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，进一步的，所述锚泊装置包括4套，分别安装在片体的前部和尾部。
如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，进一步的，所述升降机构包括升降杆和驱动机构，所述升降杆一端可转动地连接所述第二发电机，另一端连接所述龙门架。
一种自航波浪能和潮海流能综合利用方法，其利用如上所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其包括：
当闸门关闭时，垂直管和水平管相对浪向形成一个后弯管，波浪作用在平台上导致波浪能量转换为电能，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户；下锚后，第二发电机由升降机构降低到水中，降低深度大于平台的吃水深度，通过升降杆的旋转使水平轴的轴线尽量同潮海流的速度平行，第二发电机在潮海流作用下叶轮的叶片旋转，驱动第二发电机发电，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户；
当闸门打开时，垂直管和水平管分离，降低了气动式波浪能发电装置的转换效率和降低平台的航行阻力。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明在一个平台上集成了潮流能发电装置、波浪能发电装置。平台采用双片体结构安全性得到提高，波浪能发电装机容量得到扩大，平台上两种海洋能利用装置的集成综合利用价值得到提高。片体内包含浮力舱、垂直管、水平管及闸门，这些部件一方面为平台提供了浮力，另一方面可在保障高效波浪能量转换的前提下通过闸门的控制改变波浪能转换效率和航行阻力。可伸缩和旋转的支撑杆安装了水平轴潮流能发电装置，一方面可以调节潮流能发电装置水深和方向，使潮流能发电装置以较佳方式工作，提高发电量，另一方面可以使潮流能发电装置提升到甲板上，便于检修和控制装置的工作状态及提高安全性。平台上安装双推进器，可以使平台自由移动，在恶劣环境下可以进港避台风，而且可以选择合适资源地点，提高平台的能量产量。平台的双片体结构具有平台空间大的优势，可以安排海水淡化、海水制氢装置，甚至可以安排大型温差能发电装置，实现海洋能源的综合利用。漂浮式波浪能和海流能混合发电平台，从结构简单、保障高效转换、提高海洋能发电装置适航性、稳定性及降低航运阻力观点出发，针对现有海洋能利用技术中建造成本高、海洋工程费用高、安全性不高的缺点和问题加以发展，改变海洋能发电装置运输、投放和回收方式，改变抗恶劣波浪方式，提供一种廉价的海洋能利用装置和方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的综合利用平台的结构示意图，其中，图1(a)为平台的第一角度示意图；图1(b)为平台的第二角度示意图；
图2为本发明实施例的片体的结构示意图；
图3为本发明实施例的气动式发电系统的结构示意图；
图4为本发明实施例的潮(海)流能发电装置。
附图标记说明：
1、片体；2、甲板桥；3、工作窗；4、龙门架；5、升降杆；6、转动盘；7、气动式波浪能发电装置；8、水平轴流能发电装置；9、推进器；10、锚泊装置；11、垂直管；12、水平管；13、浮力舱；14、闸门；15、启闭闸门机构；16、蓄能设备；17、充、逆变设备；71、气室；72、空气透平；73、第一发电机；74、气孔；75、液面；81、导流锥；82、叶轮；83、第二发电机。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例：
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参见图1至图4，图1为本发明实施例的综合利用平台的结构示意图，其中，图1(a)为平台的第一角度示意图；图1(b)为平台的第二角度示意图；图2为本发明实施例的片体的结构示意图；图3为本发明实施例的气动式发电系统的结构示意图；图4为本发明实施例的潮(海)流能发电装置。
本发明自航波浪能和潮海流能综合利用平台包括两片体1，甲板桥2、推进器9、锚泊装置10、气动式波浪能发电装置7和水平轴流能发电装置8，其中，两片体1相向平行排列，每所述片体1包括：平行于水平面的水平管以及垂直于水平面的垂直管，所述水平管和垂直管通过闸门实现连接和分离，闸门通过设置在上方的启闭闸门机构控制开合。甲板桥2设置于两所述片体1之间，用于连接两所述片体1，所述甲板桥2还设置有升降机构。推进器9用于平台前进时提供前进动力。锚泊装置10用于平台停泊时提供固定作用。气动式波浪能发电装置7包括：至少部分作为所述垂直管的气室71，所述气室71的上方横截面积逐渐缩小形成所述气孔74，所述气孔74上安装有相互传动的空气透平72和第一发电机73；在航行过程中，如果垂直管道内的水柱在波浪作用下(图示液面75)发生垂直运动就会压迫气室71内的空气产生运动，运动的空气就会通过气孔74推动空气透平72转动而驱动发电机发电。水平轴流能发电装置8包括：安装于所述升降机构的下端部的第二发电机83，以及安装于所述第二发电机83的输入轴的水平轴叶轮82，水平轴叶轮82前端为导流锥81。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，两片体1相向平行排列，相隔一段距离，上部用甲板桥2连接，甲板桥2上部安置上层建筑，内设客舱、生活设施等。进一步地，所述片体1还包括浮力舱体，所述浮力舱体内设置动力装置和/或蓄能系统。这些部件一方面为平台提供了浮力，另一方面可在保障高效波浪能量转换的前提下通过闸门的控制改变波浪能转换效率和航行阻力。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述甲板桥2上安装有龙门架4，位于两所述片体1之间的甲板上开设有工作窗3口，所述升降机构驱动所述第二发电机83穿过所述工作窗3口进入水中，即用于水平轴潮流能发电机入水孔。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述推进器有两套，每套安装在水平管底部或侧部。平台上安装双推进器，可以使平台自由移动，在恶劣环境下可以进港避台风，而且可以选择合适资源地点，提高平台的能量产量。平台的双片体1结构具有平台空间大的优势，可以安排海水淡化、海水制氢装置，甚至可以安排大型温差能发电装置，实现海洋能源的综合利用。当平台航行到合适的海域后，下锚。通过调节锚泊系统，使船尾迎浪，关闭闸门。闸门的关闭使水平管和垂直管相对浪向形成一个后弯管，片体1与气动式发电装置7就组成了一个高效的后弯管发电装置，波浪作用在平台上，就会导致波浪能量高效转换为电能，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述升降机构包括升降杆5和驱动机构，所述升降杆5一端可转动地连接所述第二发电机83，另一端连接所述龙门架4且设有转动盘5。可伸缩和旋转的升降杆5安装了水平轴潮流能发电装置，一方面可以调节水平轴潮流能发电装置水深和方向，使水平轴潮流能发电装置以较佳方式工作，提高发电量，另一方面可以使水平轴潮流能发电装置提升到甲板上，便于检修和控制装置的工作状态及提高安全性。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述浮力舱13体内设置动力装置、蓄能设备16和充、逆变设备17等，用于辅助电能转换。
作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述锚泊系统包括4套，分别安装在片体1的前部和尾部。所述锚泊装置10包括锚、锚链和起锚机，所述起锚机安装于平台上并通过所述锚链连接所述锚。
本发明的优势在于：本发明在一个平台上集成了潮流能发电装置(即前文提及的水平轴海流能发电装置，下同)、波浪能发电装置。平台采用双片体1结构安全性得到提高，波浪能发电装机容量得到扩大，平台上两种海洋能利用装置的集成综合利用价值得到提高。片体1内包含浮力舱13、垂直管包括11、水平管12及闸门14，这些部件一方面为平台提供了浮力，另一方面可在保障高效波浪能量转换的前提下通过闸门14的控制改变波浪能转换效率和航行阻力。可伸缩和旋转的升降杆安装了水平轴潮流能发电装置，一方面可以调节潮流能发电装置水深和方向，使潮流能发电装置以较佳方式工作，提高发电量，另一方面可以使潮流能发电装置提升到甲板上，便于检修和控制装置的工作状态及提高安全性。平台上安装双推进器9，可以使平台自由移动，在恶劣环境下可以进港避台风，而且可以选择合适资源地点，提高平台的能量产量。平台的双片体1结构具有平台空间大的优势，可以安排海水淡化、海水制氢装置，甚至可以安排大型温差能发电装置，实现海洋能源的综合利用。漂浮式波浪能和海流能混合发电平台，从结构简单、保障高效转换、提高海洋能发电装置适航性、稳定性及降低航运阻力观点出发，针对现有海洋能利用技术中建造成本高、海洋工程费用高、安全性不高的缺点和问题加以发展，改变海洋能发电装置运输、投放和回收方式，改变抗恶劣波浪方式，提供一种廉价的海洋能利用装置和方法。
本发明是通过以下技术方案来实现波浪能、潮(海)流能发电和低成本海洋工程的：
整个平台由两组片体、甲板桥、气动式波浪能发电装置、潮(海)流能发电装置、龙门架、推进器、锚泊系统等组成。当平台移动时，片体的闸门打开，闸门打开降低了平台的航行阻力，潮(海)流能发电装置由升降机构升离水体，4个锚在起锚机构作用下起锚，平台在推动器作用下航行；在航行过程中，如果垂直管道内的水柱在波浪作用下发生垂直运动就会压迫气室内的空气产生运动，运动的空气就会通过气孔推动空气透平转动而驱动发电机发电。当平台航行到合适的海域后，下锚。通过调节锚泊系统，使船尾迎浪，关闭闸门。闸门的关闭使水平管和垂直管相对浪向形成一个后弯管，片体与气动式发电装置就组成了一个高效的后弯管发电装置，波浪作用在平台上，就会导致波浪能量高效转换为电能，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户；下锚后，潮(海)流能发电装置由升降机构降低到水中，降低深度大于平台的吃水深度，通过支撑杆的旋转使水平轴的轴线尽量同潮(海)流的速度平行，这样潮(海)流发电装置在潮(海)流作用下叶片旋转，驱动发电机发电，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户。此种平台通过升降杆的旋转解决了波浪能方向和潮流能方向不同向的问题，设置的平台始终使波浪能和潮(海)流能发电装置处于高效发电的方位上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，包括：
两片体，其相向平行排列，每所述片体包括：平行于水平面的水平管以及垂直于水平面的垂直管，所述水平管和垂直管通过闸门实现连接和分离；
甲板桥，其设置于两所述片体之间，用于连接两所述片体，所述甲板桥还设置有升降机构；
推进器，其用于平台前进时提供前进动力；
锚泊装置，其用于平台停泊时提供固定作用；
气动式波浪能发电装置，其包括：至少部分作为所述垂直管的气室，所述气室的上方横截面积逐渐缩小形成所述气孔，所述气孔上安装有相互传动的空气透平和第一发电机；
水平轴海流能发电装置，其包括：安装于所述升降机构的下端部的第二发电机，以及安装于所述第二发电机的输入轴的水平轴叶轮。
2.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述甲板桥上设置有上层建筑，所述上层建筑内设客舱和/或生活设施。
3.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述甲板桥上安装有龙门架，位于两所述片体之间的甲板上开设有工作窗口，所述升降机构驱动所述第二发电机穿过所述工作窗口进入水中。
4.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述片体还包括浮力舱体，所述浮力舱体内设置动力装置和/或蓄能系统。
5.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述推进器有两套，每套安装在水平管底部或侧部。
6.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述锚泊装置包括4套，分别安装在片体的前部和尾部。
7.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述升降机构包括升降杆和驱动机构，所述升降杆一端可转动地连接所述第二发电机，另一端连接所述龙门架。
8.根据权利要求1所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，所述锚泊装置包括锚、锚链和起锚机，所述起锚机安装于平台上并通过所述锚链连接所述锚。
9.一种自航波浪能和潮海流能综合利用方法，其利用如权利要求1-4任一所述的自航波浪能和潮海流能综合利用平台，其特征在于，包括：
当闸门关闭时，垂直管和水平管相对浪向形成一个后弯管，波浪作用在平台上导致波浪能量转换为电能，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户；下锚后，第二发电机由升降机构降低到水中，降低深度大于平台的吃水深度，通过升降杆的旋转使水平轴的轴线尽量同潮海流的速度平行，第二发电机在潮海流作用下叶轮的叶片旋转，驱动第二发电机发电，电能通过整流设备给蓄能系统充电或直接提供给合适的用户；
当闸门打开时，垂直管和水平管分离，降低了气动式波浪能发电装置的转换效率和降低平台的航行阻力。
CN202110653166.3A 2021-06-11 2021-06-11 一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法 Pending CN113353203A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110653166.3A CN113353203A (zh) 2021-06-11 2021-06-11 一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110653166.3A CN113353203A (zh) 2021-06-11 2021-06-11 一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113353203A true CN113353203A (zh) 2021-09-07

Family

ID=77533936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110653166.3A Pending CN113353203A (zh) 2021-06-11 2021-06-11 一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113353203A (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5440176A (en) * 1994-10-18 1995-08-08 Haining Michael L Ocean current power generator
CN1963183A (zh) * 2006-12-06 2007-05-16 天津大学 自调节海流发电装置
CN104763581A (zh) * 2015-04-02 2015-07-08 国电联合动力技术有限公司 一种潮流能发电机组及其偏航方法
CN204527518U (zh) * 2015-03-30 2015-08-05 施昊然 一种潮汐发电双体船
CN107605646A (zh) * 2017-10-19 2018-01-19 中国科学院广州能源研究所 一种高效节能自航式波力发电装置
CN107725259A (zh) * 2017-11-09 2018-02-23 大连理工大学 基于单桩式风能‑波浪能‑潮流能集成发电系统
KR20180027282A (ko) * 2016-09-06 2018-03-14 주식회사 잎성 부유식 브릿지형 조류발전장치
CN107893732A (zh) * 2017-11-20 2018-04-10 哈尔滨工业大学 一种可移动漂浮式海洋能发电装置
CN110486218A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 上海交通大学 一种单点系泊形式的水平轴浮式潮流能发电装置
CN110953119A (zh) * 2019-06-28 2020-04-03 吴亨宇 一种可航的波力发电装置
CN111963366A (zh) * 2020-09-01 2020-11-20 南京高精船用设备有限公司 一种回转升降式潮流能发电装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5440176A (en) * 1994-10-18 1995-08-08 Haining Michael L Ocean current power generator
CN1963183A (zh) * 2006-12-06 2007-05-16 天津大学 自调节海流发电装置
CN204527518U (zh) * 2015-03-30 2015-08-05 施昊然 一种潮汐发电双体船
CN104763581A (zh) * 2015-04-02 2015-07-08 国电联合动力技术有限公司 一种潮流能发电机组及其偏航方法
KR20180027282A (ko) * 2016-09-06 2018-03-14 주식회사 잎성 부유식 브릿지형 조류발전장치
CN107605646A (zh) * 2017-10-19 2018-01-19 中国科学院广州能源研究所 一种高效节能自航式波力发电装置
CN107725259A (zh) * 2017-11-09 2018-02-23 大连理工大学 基于单桩式风能‑波浪能‑潮流能集成发电系统
CN107893732A (zh) * 2017-11-20 2018-04-10 哈尔滨工业大学 一种可移动漂浮式海洋能发电装置
CN110953119A (zh) * 2019-06-28 2020-04-03 吴亨宇 一种可航的波力发电装置
CN110486218A (zh) * 2019-09-11 2019-11-22 上海交通大学 一种单点系泊形式的水平轴浮式潮流能发电装置
CN111963366A (zh) * 2020-09-01 2020-11-20 南京高精船用设备有限公司 一种回转升降式潮流能发电装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴必军 等；: "后弯管波浪能利用技术及样机设计", 海洋技术学报, vol. 35, no. 05, pages 10 - 16 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Falcão Wave energy utilization: A review of the technologies
US8362631B2 (en) Marine energy hybrid
US9506451B2 (en) Floating, yawing spar current/tidal turbine
EP2496836B1 (en) Floating wind turbine
US20080018115A1 (en) Semi-submersible hydroelectric power plant
CN105240220A (zh) 一种综合利用可再生能源的发电船
CN108716449A (zh) 一种u型自航式波力发电装置
CN104743073A (zh) 一种半潜式波浪能-风能综合利用装置
CN107605646A (zh) 一种高效节能自航式波力发电装置
CN204527560U (zh) 一种半潜式波浪能-风能综合利用装置
JP2014152725A (ja) 風力発電装置
CN108894909A (zh) 一种可航的水平管气动式波力发电装置
CN104481780B (zh) 浅浸没漂浮式带导流罩水平轴海流发电系统
CN107858997A (zh) 一种兼具波浪能发电及海漂垃圾回收功能的浮式防波堤
CN110953119A (zh) 一种可航的波力发电装置
US20240183330A1 (en) Reactive, reversible blade turbine for power generation and pumping water
CN208346745U (zh) 一种兼具波浪能发电及海漂垃圾回收功能的浮式防波堤
CN103057684A (zh) 复合能源三体船
JP3530872B2 (ja) 水力エネルギー変換装置
CN204532701U (zh) 一种同轴转动的波浪能-风能利用装置
JP2013002399A (ja) 風力の一部を風上への推進力に利用することで、海底に係留しなくても風に流されない洋上風力発電用風車。
CN109340030B (zh) 一种悬挂摆板式浮体消浪发电装置及其使用方法
US20240102441A1 (en) A power generation and/or storage apparatus
CN113353203A (zh) 一种自航波浪能和潮海流能综合利用平台及方法
CN210637184U (zh) 一种单点系泊形式的水平轴浮式潮流能发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination