CN115199460A - 一种海洋能及海洋牧场开发系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种海洋能及海洋牧场开发系统，包括海浪能采集装置、传动装置及转换装置，海浪能采集装置利用大型海藻藻体收集海浪能,海浪能采集装置为“振荡浮子式”结构，第一人工浮体作为浮子且周边定植大型海藻，第一人工浮体与大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为浮子运动的机械能；或者，海浪能采集装置为“筏式”结构，第二人工浮体包括第一浮筏以及第二浮筏，第一浮筏与第二浮筏之间设置铰接链、液压系统，且第一浮筏与第二浮筏上定植大型海藻，第一浮筏与第二浮筏大体平行于海面，第一浮筏与第二浮筏与大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为第一浮筏与第二浮筏间相对摆动的机械能。
Description
技术领域
本发明涉及海洋能、海洋生物质开发及海洋环境治理与生态修复，具体是一种海洋能及海洋牧场开发系统。
背景技术
海洋占地球表面的70％以上，集中了97％的水量，蕴藏着大量的能源，其中包括波浪能、潮汐能、海流能、温差能、盐差能等。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，波浪能具有能量密度高，分布面广等优点是品味最高的海洋能。尤其是在能源消耗较大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。波浪能优势明显但其破坏力也巨大，人们多年来探索出如直线电机、磁致伸缩发电、纳米摩擦发电等海浪发电的装置，也探索出振荡浮子式、振荡水柱、点头鸭式等海洋能俘获及转换装置。海浪能利用系统中成本最大的是波浪能采集系统，其要庞大的体积与面积又需要耐受海水腐蚀、海生物附着、海上风暴，是限制海浪能开发利用的主要原因。
海洋温差能是指海洋表层海水和深层海水之间水温差的热能，利用这一温差可以实现热力循环发电或者半导体温差发电。温差能具蕴藏量大且相对其他海洋能稳定的优点，尤其是用海水温差发电还具有使海水淡化的功能。但海洋温差能属低品位能源，与现有的生物化学能和核能相比，不能大规模商业化应用的主要原因是循环热效率低。提高热力循环发电或者半导体温差发电效率最有效的途径是找到低成本提高冷、温海水温差的方法。
海洋生物质开发方面，利用海洋空间发展藻类生物质能源、化工、食品等原料具有广阔的空间。大型海藻光合效率高，海藻全株都可以吸收营养元素，藻类的光合作用效率为6％～8％，远高于陆地植物(1.8％～2.2％)。藻类生长可以吸收大量的二氧化碳气体与氮、磷等无机盐离子，因此可以起到净化空气与净化水体的作用。这样既为能源、化工的开发利用提供了必要的原料，又起到了保护环境的重要作用。海藻场的构建可以形成水质洁净且富氧的海洋动物栖息、生长和繁殖场所，形成整体性的发海洋牧场。
美国、丹麦、日本等国实验研究了通过培养巨藻、马尾藻等制取乙醇或沼气，并进行了一定的开发。但面临的问题主要集中在1：海洋中大面积培养海藻同样需要坚固的基础作为锚固点成本居高不下；2：海藻培养需要施加大量的氮磷钾等肥料，如果采用常用的化肥在海水中吸收率低、成本高并容易造成污染；3：海藻采收成本高，且海藻大面积集中培养容易产生病虫害等。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种海洋能利用系统，能够提高海洋能的利用效率。
一种海洋能及海洋牧场开发系统，包括海浪能采集装置、传动装置及转换装置，海浪能采集装置至少部分利用大型海藻藻体收集海浪能,
所述海浪能采集装置为“振荡浮子式”结构，包括第一人工浮体，所述第一人工浮体包括浮子，所述浮子周边定植大型海藻，所述第一人工浮体与所述大型海藻用于随波浪运动将波浪能转换为浮子运动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；
或所述海浪能采集装置为“筏式”结构，包括第二人工浮体，所述第二人工浮体包括第一浮筏、第二浮筏，所述第一浮筏与所述第二浮筏之间设置铰接链、液压系统，所述第一浮筏与所述第二浮筏上定植所述大型海藻，所述第一浮筏与所述第二浮筏平行或接近平行于海面，所述第一浮筏与所述第二浮筏与所述大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为所述第一浮筏与所述第二浮筏间相对摆动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；
或所述海浪能采集装置为“摆式”结构，包括第三人工浮体，所述第三人工浮体为摆板结构，且所述第三人工浮体定植所述大型海藻，所述第三人工浮体下端设置摆板轴，所述摆板轴垂向或接近垂直于海面，海水推动所述大型海藻与所述第三人工浮体而产生的能量通过传动装置传导到所述转换装置；
或所述海浪能采集装置为“网状”结构，包括第四人工浮体、养殖绳，多个所述第四人工浮体之间通过所述养殖绳连接组网，所述第四人工浮体和\或所述养殖绳定植大型海藻，海水推动所述大型海藻、所述第四人工浮体、所述养殖绳而而产生的能量通过传动装置传导到所述转换装置；
其中，所述大型海藻包括巨藻、马尾藻、海带、裙带菜中的一种或者是几种，所述转换装置包括直线电机、磁致伸缩发电装置、机械转换装置、液压转换装置、气压转换装置，将所述大型海藻采集的波浪能转换为液体或气体的压能或位能驱动发电机中的一种或者多种。
其中，所述开发系统包括海藻培养网，所述海藻培养网包括主绠绳、养殖绳、第四人工浮体形成，一部分所述大型海藻附着于所述养殖绳上生长繁殖，一部分所述大型海藻培养于所述海藻培养网的网格中自漂浮生长，部分成熟后的所述大型海藻自然脱落随海浪与潮汐冲上海岸就地进行收获，部分成熟后的所述大型海藻通过采收装置进行割刈采收。
其中，所述大型海藻包括藻体，所述藻体用于作为食品和\或饲料和\或化工和\或能源的原料，所述藻体作为原料利用后的藻体残渣具有厌氧且可发酵产生沼气；或所述藻体作为原料发酵而制取沼产物，所述沼产物包括沼气、海藻沼渣、沼液，所述沼气可作为能源或化工的原料进行利用，所述海藻沼渣可作为海藻肥料进行利用，所述海藻沼液通过设置于所述海藻培养网上的培养网管道或者船只运输且所述海藻沼液喷施于所述海藻培养网，所述海藻沼液用于作为营养源和\或生物保护剂且可循环利用于所述大型海藻的培养与保护；所述大型海藻在所述海藻沼液的营养下具有旺盛生长的效果，进一步提高其对所述海浪能的捕获。
其中，所述第一人工浮体或者所述第四人工浮体为人工养殖箱，所述人工养殖箱用于水产养殖，所述人工养殖箱与所述人工养殖箱之间由所述养殖绳连接、组网，所述开发系统横向设置所述转换装置，所述人工养殖箱中水产养殖所产生粪便、残渣可作为所述大型海藻生长的营养，所述大型海藻为水产养殖净化了水质提高了溶氧，从而形成单片海藻场或多片海藻场以形成水质洁净且富氧的海洋动物栖息、生长和繁殖场所，形成整体性的海洋牧场。
其中，所述大型海藻生长所吸附的稀有金属和\或矿物质富集于所述大型海藻发酵产生的海藻沼渣和\或沼液。
其中，所述大型海藻吸取阳光而产生海水浅层与海水深层的温差，所述转换装置利用其温差和\或温冷不同热源产生驱动能。
其中，由多组所述大型海藻构成的海藻场用于平抑波浪、吸收营养物并转换二氧化碳提高水体含氧量发挥其岸基防护、环境治理与生态修复。
其中，所述开发系统包括海上风电机组，所述海上风电机组包括基座，所述基座连接所述养殖绳且所述基座作为所述养殖绳的锚固基础，所述海上风电机组还设置有独立锚固基础，所述独立锚固基础用于扩大所述海藻培养网的布置。
其中，平抑波浪后的所述海藻场形成稳定的海域，所述海域用于构建海上港口、海上数据中心、海上风电场、海上工厂以致海上城市中的一种或者多种。
第一方面，提供了一种海洋能及海洋牧场开发系统，包括海浪能采集装置、传动装置及转换装置，海浪能采集装置至少部分利用大型海藻藻体收集海浪能,所述海浪能采集装置为“振荡浮子式”结构，包括第一人工浮体，所述第一人工浮体作为浮子且周边定植大型海藻，所述第一人工浮体与所述大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为浮子运动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；或者，所述海浪能采集装置为“筏式”结构，包括第二人工浮体，所述第二人工浮体包括第一浮筏以及第二浮筏，所述第一浮筏与所述第二浮筏之间设置铰接链、液压系统，且所述第一浮筏与所述第二浮筏上定植所述大型海藻，所述第一浮筏与所述第二浮筏大体平行于海面，所述第一浮筏与所述第二浮筏与所述大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为所述第一浮筏与所述第二浮筏间相对摆动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；或者，所述海浪能采集装置为“摆式”结构，包括第三人工浮体，所述第三人工浮体为摆板结构，且所述第三人工浮体定植所述大型海藻，所述第三人工浮体下端设置摆板轴，大体垂向于海面，利用海水波动推动所述大型海藻及所述第三人工浮体来回摆动吸收波浪的能量，转换为机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；或者，所述海浪能采集装置为“网状”结构，包括多个第四人工浮体，所述第四人工浮体之间通过养殖绳进行连接组网，并定植大型海藻，所述大型海藻随海浪的起伏上下浮动，带动所述第四人工浮体、所述养殖绳、所述传动装置传导到所述转换装置；其中，所述大型海藻包括巨藻、马尾藻、海带、裙带菜中的一种或者是几种，所述转换装置包括直线电机、磁致伸缩发电装置、机械转换装置、液压转换装置、气压转换装置，将所述大型海藻采集的波浪能转换为液体或气体的压能或位能驱动发电机中的一种或者多种。
在一些可能的设计中，所述大型海藻的藻体作为原料作食品、饲料、化工、能源方面利用，利用后残渣厌氧发酵沼气；或者，所述大型海藻的藻体作为原料发酵制取沼气与海藻沼渣、沼液、沼气输出作为能源或化工原料进行利用，所述海藻沼渣作为海藻肥进行利用，或者，所述海藻沼液通过设置于所述海藻培养网上的管道或者船只运输，喷施于所述海藻培养网作为营养源与生物保护剂循环利用于所述大型海藻的培养与保护。
在一些可能的设计中，所述第一人工浮体或者所述第四人工浮体为人工养殖箱，所述人工养殖箱之间由海藻养殖绳连接、组网，进一步可横向设置所述转换装置，所述人工养殖箱中水产养殖所产生粪便、残渣等作为所述大型海藻生长营养，所述大型海藻为水产养殖净化了水质提高了溶氧，从而形成单片海藻场或多片海藻场以形成水质洁净且富氧的海洋动物栖息、生长和繁殖场所，形成整体性的海洋牧场。
在一些可能的设计中，通过主绠绳、养殖绳、人工浮体形成海藻培养网，所述大型海藻一部分固着于所述海藻培养网的养殖绳生长繁殖，另一部分可以于培养所述海藻培养网的网格中自漂浮生长，随所述大型海藻长大成熟，部分所述大型海藻自然脱落随海浪与潮汐冲上海岸就地进行收获，部分所述大型海藻通过采收装置进行割刈采收。
在一些可能的设计中，海藻发酵的沼渣、沼液用于供通过物理法、化学法或电化学法从中提取所述大型海藻生长过程中吸附的碘、磷、钾、锂、铀等稀有金属或矿物质。
在一些可能的设计中，所述大型海藻用于吸取了阳光加大局部的海水垂直温差，利用浅层与深层的温差及其温、冷不同热源经过热交换器及涡轮机或者半导体温差发电，并可同时进行海水淡化，温差发电提升底层低温海水的同时提升了底层的营养物质促进海藻及其他海产品的生长。
在一些可能的设计中，所述大型海藻构成的海藻场用于平抑波浪、吸收营养物并转换二氧化碳提高水体含氧量发挥其岸基防护、环境治理与生态修复功能。
在一些可能的设计中，是利用海上风电机组基座作为锚固基础连接所述养殖绳，并且，除海上风电机组基础外可设置独立的锚固基础，用于扩大所述大型海藻的海藻培养网的布置。
在一些可能的设计中，所述大型海藻构成的海藻场平抑了波浪之后，形成波浪相对小且稳定的海域，用于构建海上港口、海上数据中心、海上风电场、海上工厂以致海上城市中的一个或者多个。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
在图中，一种海洋能及海洋牧场开发系统，包括（1）大型海藻（2）人工浮体（3）养殖绳（4）传动绳（5）直线电机（6）锚固（7）浮球（8）养殖笼(9)液压缸（10）摆板轴。
图1是第一种海洋能及海洋牧场开发系统的结构示意图；
图2是第二种海洋能及海洋牧场开发系统的立面结构示意图；
图3是第二种海洋能及海洋牧场开发系统的俯视结构示意图；
图4是第三种海洋能及海洋牧场开发系统的结构示意图；
图5是第四种海洋能及海洋牧场开发系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请的实施例部分使用的术语仅用于对本发明的具体实施例进行解释，而非旨在限定本发明。
实施例1：如图1-5所示，一种海洋能及海洋牧场开发系统，包括海浪能采集装置、传动装置及转换装置，海浪能采集装置至少部分利用大型海藻藻体收集海浪能,
结构1：所述海浪能采集装置为“振荡浮子式”结构，包括第一人工浮体，所述第一人工浮体包括浮子，所述浮子周边定植大型海藻，所述第一人工浮体与所述大型海藻用于随波浪运动将波浪能转换为浮子运动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；
结构2：或所述海浪能采集装置为“筏式”结构，包括第二人工浮体，所述第二人工浮体包括第一浮筏、第二浮筏，所述第一浮筏与所述第二浮筏之间设置铰接链、液压系统，所述第一浮筏与所述第二浮筏上定植所述大型海藻，所述第一浮筏与所述第二浮筏平行或接近平行于海面，所述第一浮筏与所述第二浮筏与所述大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为所述第一浮筏与所述第二浮筏间相对摆动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；
结构3：或所述海浪能采集装置为“摆式”结构，包括第三人工浮体，所述第三人工浮体为摆板结构，且所述第三人工浮体定植所述大型海藻，所述第三人工浮体下端设置摆板轴，所述摆板轴垂向或接近垂直于海面，海水推动所述大型海藻与所述第三人工浮体而产生的能量通过传动装置传导到所述转换装置；
结构4：或所述海浪能采集装置为“网状”结构，包括第四人工浮体、养殖绳，多个所述第四人工浮体之间通过所述养殖绳连接组网，所述第四人工浮体和\或所述养殖绳定植大型海藻，海水推动所述大型海藻、所述第四人工浮体、所述养殖绳而而产生的能量通过传动装置传导到所述转换装置；
其中，所述大型海藻包括巨藻、马尾藻、海带、裙带菜中的一种或者是几种，所述转换装置包括直线电机、磁致伸缩发电装置、机械转换装置、液压转换装置、气压转换装置，将所述大型海藻采集的波浪能转换为液体或气体的压能或位能驱动发电机中的一种或者多种。
其中，所述开发系统包括海藻培养网，所述海藻培养网包括主绠绳、养殖绳、第四人工浮体形成，一部分所述大型海藻附着于所述养殖绳上生长繁殖，一部分所述大型海藻培养于所述海藻培养网的网格中自漂浮生长，部分成熟后的所述大型海藻自然脱落随海浪与潮汐冲上海岸就地进行收获，部分成熟后的所述大型海藻通过采收装置进行割刈采收。
其中，所述大型海藻包括藻体，所述藻体用于作为食品和\或饲料和\或化工和\或能源的原料，所述藻体作为原料利用后的藻体残渣具有厌氧且可发酵产生沼气；或所述藻体作为原料发酵而制取沼产物，所述沼产物包括沼气、海藻沼渣、沼液，所述沼气可作为能源或化工的原料进行利用，所述海藻沼渣可作为海藻肥料进行利用，所述海藻沼液通过设置于所述海藻培养网上的培养网管道或者船只运输且所述海藻沼液喷施于所述海藻培养网，所述海藻沼液用于作为营养源和\或生物保护剂且可循环利用于所述大型海藻的培养与保护；所述大型海藻在所述海藻沼液的营养下具有旺盛生长的效果，进一步提高其对所述海浪能的捕获。
其中，所述第一人工浮体或者所述第四人工浮体为人工养殖箱，所述人工养殖箱用于水产养殖，所述人工养殖箱与所述人工养殖箱之间由所述养殖绳连接、组网，所述开发系统横向设置所述转换装置，所述人工养殖箱中水产养殖所产生粪便、残渣可作为所述大型海藻生长的营养，所述大型海藻为水产养殖净化了水质提高了溶氧，从而形成单片海藻场或多片海藻场以形成水质洁净且富氧的海洋动物栖息、生长和繁殖场所，形成整体性的海洋牧场。
其中，所述大型海藻生长所吸附的稀有金属和\或矿物质富集于所述大型海藻发酵产生的海藻沼渣和\或沼液。
其中，所述大型海藻吸取阳光而产生海水浅层与海水深层的温差，所述转换装置利用其温差和\或温冷不同热源产生驱动能。
其中，由多组所述大型海藻构成的海藻场用于平抑波浪、吸收营养物并转换二氧化碳提高水体含氧量发挥其岸基防护、环境治理与生态修复。
其中，所述开发系统包括海上风电机组，所述海上风电机组包括基座，所述基座连接所述养殖绳且所述基座作为所述养殖绳的锚固基础，所述海上风电机组还设置有独立锚固基础，所述独立锚固基础用于扩大所述海藻培养网的布置。
其中，平抑波浪后的所述海藻场形成稳定的海域，所述海域用于构建海上港口、海上数据中心、海上风电场、海上工厂以致海上城市中的一种或者多种。
实施例2：如图1所示，一种海洋能及海洋牧场开发系统，所述海浪能采集装置总体为“振荡浮子式”结构包括人工浮体（2），所述人工浮体（2）作为浮子且周边定植大型海藻（1），向下设置锚（6）及传动绳（4），传动绳（4）上安装直线电机（5）,浮子与大型海藻随波浪运动把波浪能转换为浮子上下振荡运动的机械能，并连接传动绳（4）等传导到直线电机（5）产生电力并进行利用。随大型海藻长大成熟分批进行割刈采收。采收的大型海藻藻体为原料作食品、饲料、化工方面利用。
实施例3：如图2以及图3所示，一种海洋能及海洋牧场开发系统，所述海浪能采集装置总体为“网状”结构人工养殖箱（2）为海浪发电浮子，向下设置锚（6）及传动绳（4），传动绳上安装直线电机（5），多个人工养殖箱之间由养殖绳连接、组网，横向连接的主绳上也安装直线电机（5）,人工养殖箱相互连接海藻养殖主绠绳，主绠绳上每隔20m系一塑料球或浮筒提升浮力；将养殖绳通过连绳连接到主绠绳上，养殖绳间距2m～5m．在养殖绠绳上每隔3m～15m系一塑料球或浮筒作浮力。在主绠绳与养殖绳上每隔0.3m～2m，定值大型海藻种苗（低温水域通常主要定植巨藻或海带等，温暖水域主要定植马尾藻等）。随定植藻类的成长藻体随海浪的起伏上下浮动，低成本的采集波浪能带动传动绳（4）传导至直线电机（5）发电。人工养殖箱进行水产养殖所产生粪便、残渣等作为大型海藻生长营养，大型海藻又为水产养殖净化了水质提高了溶氧。
随大型海藻长大成熟，部分藻体自然脱落随海浪与潮汐冲上海岸就地进行收获，一部分通过采收船进行割刈采收。采收的大型海藻藻体为原料作食品、饲料、化工方面利用。利用后残渣与部分大型海藻藻体为原料进入沼气工厂发酵制取沼气与海藻沼渣、沼液。沼气输出作为能源或化工原料进行利用，部分海藻沼液、沼渣作为海藻有机肥进行利用，部分海藻沼液可通过设置于培养网上的管道或者船只运输，喷洒于海藻场作为营养源与生物保护剂循环利用于海藻的培养与保护。厌氧消化制沼气只取出了有机物中的能量，氮磷钾与微量元素等营养物质基本保留并产生了多种氨基酸、水解酶等，丰富了营养组份，发酵物经过长时间的浸泡和微生物的分解，一些可溶性的营养成分自固相转入液相，尤其适合海藻的培养。沼液中还含有提高植物抗逆性的激素、抗菌素等，通过循环施用沼液还可以用来防治大型海藻病虫害和提高抗逆性。大幅减少了海上生物质培养的用肥与施药需求，降低了成本提高了产量，同时沼液的施加还可提高鱼类、贝类等动物类海产品的产量。
海藻发酵制取沼气过程中产生的沼渣、沼液中浓缩了海藻生长过程中吸附的碘、磷、钾、锂、铀等稀有金属或矿物质，通过电化学法，基于离子在电场作用下产生定向迁移的特征，在电解液中设置阳极与阴极并施加电场萃取矿物。
大面积养殖海藻吸取了阳光加大局部的海水垂直温差，利用浅层与深层的温差及其温、冷不同热源，利用海洋表层的温海水直接作为工质，或作为热源对循环工质加热，工质汽化后驱动汽轮机发电；用深层低温海水，将做功后的工质气体冷却，使之重新变为液体，并进入下一转驱动循环。闪蒸出来的蒸汽在蒸发器内加热工质的同时被冷凝为淡水。温差发电提升底层低温海水的同时提升了底层的营养物质促进海藻及其他海产品的生长。
整个海藻场平抑了波浪、吸收了营养物并转换二氧化碳，发挥其岸基防护、环境治理与生态修复功能。
实施例4：如图4所示，一种海洋能及海洋牧场开发系统，所述海浪能采集装置总体为“筏式结构”包括人工浮体（2），所述人工浮体为两个或以上筏形浮体，浮筏与浮筏之间设置铰接链、液压系统，且浮筏周边定植大型海藻，筏体向下设置锚（6）及锚绳进行固定。筏体与大型海藻随波浪运动把波浪能转换为筏体间相对摆动的机械能，进而带动液压缸工作，所产生的高压液体推动液压马达转动带动发动机发电并进行利用。随大型海藻长大成熟分批进行割刈采收。采收的大型海藻藻体为原料作食品、饲料、化工方面利用。
进一步通过多个长条形筏式海浪发电装置组成列阵，进行大片海域的海浪能收集及海藻培养。海藻场提高了溶氧净化了水质增加了饵料提供了庇护场所等，自然形成鱼类、贝类、棘皮类等海洋动物的富集区，形成海洋牧场，进一步可通过人工投放种苗、饲料来提高海洋牧场的生产。人工养殖箱进行水产养殖所产生粪便、残渣等作为大型海藻生长营养，大型海藻又随大型海藻长大成熟，部分藻体自然脱落随海浪与潮汐冲上海岸就地进行收获，一部分通过采收船进行割刈采收。采收的大型海藻藻体为原料作食品、饲料、化工方面利用。利用后残渣与部分大型海藻藻体为原料进入沼气工厂发酵制取沼气与海藻沼渣、沼液。沼气输出作为能源或化工原料进行利用，部分海藻沼液、沼渣作为海藻有机肥进行利用，部分海藻沼液可通过设置于培养网上的管道或者船只运输，喷洒于海藻场作为营养源与生物保护剂循环利用于海藻的培养与保护。厌氧消化制沼气只取出了有机物中的能量，氮磷钾与微量元素等营养物质基本保留并产生了多种氨基酸、水解酶等，丰富了营养组份，发酵物经过长时间的浸泡和微生物的分解，一些可溶性的营养成分自固相转入液相，尤其适合海藻的培养。沼液中还含有提高植物抗逆性的激素、抗菌素等，通过循环施用沼液还可以用来防治大型海藻病虫害和提高抗逆性。大幅减少了海上生物质培养的用肥与施药需求，降低了成本提高了产量，同时沼液的施加还可提高鱼类、贝类等动物类海产品的产量。
大面积养殖海藻吸取了阳光加大局部的海水垂直温差，利用浅层与深层的温差及其温、冷不同热源，利用海洋表层的温海水直接作为工质，或作为热源对循环工质加热，工质汽化后驱动汽轮机发电；用深层低温海水，将做功后的工质气体冷却，使之重新变为液体，并进入下一转驱动循环。闪蒸出来的蒸汽在蒸发器内加热工质的同时被冷凝为淡水。温差发电提升底层低温海水的同时提升了底层的营养物质促进海藻及其他海产品的生长。
整个海藻场平抑了波浪、吸收了营养物并转换二氧化碳，发挥其岸基防护、环境治理与生态修复功能。
实施例5：如图5所示，一种海洋能及海洋牧场开发系统，所述海浪能采集装置总体为“摆式”结构包括人工浮体（2），所述人工浮体为摆板结构，且周边定植大型海藻，利用海水波动推动大型海藻及摆板来回摆动吸收波浪的能量，转换为机械能，并连接传动装置（4）传导到转换装置（5）进行利用。随大型海藻长大成熟分批进行割刈采收。采收的大型海藻藻体为原料作食品、饲料、化工方面利用。进一步通过多个摆式装置组成列阵，进行大片海域的海浪能收集及海藻培养。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (9)
1.一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，包括海浪能采集装置、传动装置及转换装置，海浪能采集装置至少部分利用大型海藻藻体收集海浪能,
所述海浪能采集装置为“振荡浮子式”结构，包括第一人工浮体，所述第一人工浮体包括浮子，所述浮子周边定植大型海藻，所述第一人工浮体与所述大型海藻用于随波浪运动将波浪能转换为浮子运动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；
或所述海浪能采集装置为“筏式”结构，包括第二人工浮体，所述第二人工浮体包括第一浮筏、第二浮筏，所述第一浮筏与所述第二浮筏之间设置铰接链、液压系统，所述第一浮筏与所述第二浮筏上定植所述大型海藻，所述第一浮筏与所述第二浮筏平行或接近平行于海面，所述第一浮筏与所述第二浮筏与所述大型海藻用于随波浪运动把波浪能转换为所述第一浮筏与所述第二浮筏间相对摆动的机械能，并通过所述传动装置传导到所述转换装置；
或所述海浪能采集装置为“摆式”结构，包括第三人工浮体，所述第三人工浮体为摆板结构，且所述第三人工浮体定植所述大型海藻，所述第三人工浮体下端设置摆板轴，所述摆板轴垂向或接近垂直于海面，海水推动所述大型海藻与所述第三人工浮体而产生的能量通过传动装置传导到所述转换装置；
或所述海浪能采集装置为“网状”结构，包括第四人工浮体、养殖绳，多个所述第四人工浮体之间通过所述养殖绳连接组网，所述第四人工浮体和\或所述养殖绳定植大型海藻，海水推动所述大型海藻、所述第四人工浮体、所述养殖绳而而产生的能量通过传动装置传导到所述转换装置；
其中，所述大型海藻包括巨藻、马尾藻、海带、裙带菜中的一种或者是几种，所述转换装置包括直线电机、磁致伸缩发电装置、机械转换装置、液压转换装置、气压转换装置，将所述大型海藻采集的波浪能转换为液体或气体的压能或位能驱动发电机中的一种或者多种。
2.根据权利要求1所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，所述开发系统包括海藻培养网，所述海藻培养网包括主绠绳、养殖绳、第四人工浮体形成，一部分所述大型海藻附着于所述养殖绳上生长繁殖，一部分所述大型海藻培养于所述海藻培养网的网格中自漂浮生长，部分成熟后的所述大型海藻自然脱落随海浪与潮汐冲上海岸就地进行收获，部分成熟后的所述大型海藻通过采收装置进行割刈采收。
3.根据权利要求2所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，所述大型海藻包括藻体，所述藻体用于作为食品和\或饲料和\或化工和\或能源的原料，所述藻体作为原料利用后的藻体残渣具有厌氧且可发酵产生沼气；或所述藻体作为原料发酵而制取沼产物，所述沼产物包括沼气、海藻沼渣、沼液，所述沼气可作为能源或化工的原料进行利用，所述海藻沼渣可作为海藻肥料进行利用，所述海藻沼液通过设置于所述海藻培养网上的培养网管道或者船只运输且所述海藻沼液喷施于所述海藻培养网，所述海藻沼液用于作为营养源和\或生物保护剂且可循环利用于所述大型海藻的培养与保护；所述大型海藻在所述海藻沼液的营养下具有旺盛生长的效果，进一步提高其对所述海浪能的捕获。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，所述第一人工浮体或者所述第四人工浮体为人工养殖箱，所述人工养殖箱用于水产养殖，所述人工养殖箱与所述人工养殖箱之间由所述养殖绳连接、组网，所述开发系统横向设置所述转换装置，所述人工养殖箱中水产养殖所产生粪便、残渣可作为所述大型海藻生长的营养，所述大型海藻为水产养殖净化了水质提高了溶氧，从而形成单片海藻场或多片海藻场以形成水质洁净且富氧的海洋动物栖息、生长和繁殖场所，形成整体性的海洋牧场。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，所述大型海藻生长所吸附的稀有金属和\或矿物质富集于所述大型海藻发酵产生的海藻沼渣和\或沼液。
6.根据权利要求1至4任一项所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，所述大型海藻吸取阳光而产生海水浅层与海水深层的温差，所述转换装置利用其温差和\或温冷不同热源产生驱动能。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，由多组所述大型海藻构成的海藻场用于平抑波浪、吸收营养物并转换二氧化碳提高水体含氧量发挥其岸基防护、环境治理与生态修复。
8.根据权利要求2所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，所述开发系统包括海上风电机组，所述海上风电机组包括基座，所述基座连接所述养殖绳且所述基座作为所述养殖绳的锚固基础，所述海上风电机组还设置有独立锚固基础，所述独立锚固基础用于扩大所述海藻培养网的布置。
9.根据权利要求7所述的一种海洋能及海洋牧场开发系统，其特征在于，平抑波浪后的所述海藻场形成稳定的海域，所述海域用于构建海上港口、海上数据中心、海上风电场、海上工厂以致海上城市中的一种或者多种。
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