CN116517777A - 风力发电装置及海上风力发电系统 - Google Patents
风力发电装置及海上风力发电系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116517777A CN116517777A CN202310715122.8A CN202310715122A CN116517777A CN 116517777 A CN116517777 A CN 116517777A CN 202310715122 A CN202310715122 A CN 202310715122A CN 116517777 A CN116517777 A CN 116517777A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- power generation
- gravity
- cable
- wind power
- 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
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 115
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 188
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 173
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 27
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 7
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000033830 Hot Flashes Diseases 0.000 description 2
- 206010060800 Hot flush Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical 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
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
-
- 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
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/13—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy
- F03D9/16—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy using weights
-
- 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
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本申请提供一种风力发电装置及海上风力发电系统,包括支座、风机组件、储能组件和发电组件,风机组件包括叶片,叶片转动设置于支座,储能组件和发电组件设置于支座上;储能组件包括重力储能线缆和绕线轮,重力储能线缆的第一端通过自身重力悬吊,第二端绕设于绕线轮,绕线轮在重力储能线缆的重力或者叶片的转动带动下转动;发电组件包括传动单元和发电机,传动单元连接于叶片输出轴、绕线轮轮轴以及发电机的电机轴之间,传动单元被构造为使叶片的输出轴、绕线轮的轮轴和电机轴中的任意两者相互连接,使风机组件或储能组件驱动发电机发电。通过重力储能线缆的结构设置,优化了风力发电系统的结构,降低风力发电系统的成本。
Description
技术领域
本申请涉及可再生能源和风力发电技术领域,尤其是一种风力发电装置及海上风力发电系统。
背景技术
随着煤、石油、天然气等不可再生能源的不断开发,不可再生能源带了新的环境问题,风能、太阳能等可再生能源由于清洁、低碳等优良的特点,形成了新能源的研究发展热潮。
海上风力发电系统包括浮台、锚链和储能装置,锚链和储能装置分别和浮台连接,且锚链悬垂于海底时浮台在海边上保持稳定,储能装置利用风力发电系统的电能对海水进行电解形成氢气并将氢气储存起来以在需要的时候通过氢气供能。
然而,每个浮台都需要配备锚链和储能装置从而导致海上风力发电系统的成本增大。
发明内容
本申请提供一种风力发电装置及海上风力发电系统,能够有效的减少风力发电系统的成本。
为了实现上述目的,本申请采用以下技术方案:
第一方面,本申请提供一种风力发电装置,包括支座、风机组件、储能组件和发电组件,风机组件包括叶片,叶片可转动的设置于支座,储能组件和发电组件均设置于支座上;
储能组件包括重力储能线缆和绕线轮,重力储能线缆的第一端通过自身重力悬吊设置,第二端绕设于绕线轮,绕线轮被配置为在重力储能线缆的重力或者叶片的转动带动下转动;
发电组件包括传动单元和发电机,传动单元连接于叶片的输出轴、绕线轮的轮轴以及发电机的电机轴之间,且传动单元被构造为使叶片的输出轴、绕线轮的轮轴和电机轴中的任意两者相互连接,以使风机组件或储能组件驱动发电机发电。
作为一种可能的实施方式,重力储能线缆包括线缆本体和多个配重块,配重块沿重力储能线缆的长度延伸方向间隔分布,且配重块可拆卸的连接于线缆本体。
作为一种可能的实施方式,沿重力储能线缆的重力方向,配重块的横截面为纺锤形。
作为一种可能的实施方式,支座包括浮台,浮台漂浮于海面上。
作为一种可能的实施方式,配重块的密度大于海水的密度。
作为一种可能的实施方式,重力储能线缆为多条,且多条重力储能线缆形成多个线缆组,不同线缆组分别设置于支座的水平方向的不同侧。
作为一种可能的实施方式,多条重力储能线缆包括第一重力储能线缆和第二重力储能线缆,第一重力储能线缆的第一端为自由端,第二重力储能线缆的第一端固定于外部连接平台。
作为一种可能的实施方式,第二重力储能线缆的长度大于外部连接平台和支座之间的距离。
作为一种可能的实施方式,浮台包括台板,台板为一个或多个;
当台板为多个时,浮台还包括支柱,多个台板沿着重力储能线缆的重力方向依次连接,且支柱连接于相邻两个台板之间。
第二方面,本申请提供一种海上风力发电系统,包括前述任一项中的风力发电装置。
本申请提供一种风力发电装置及海上风力发电系统,包括支座、风机组件、储能组件和发电组件,风机组件包括叶片,叶片可转动的设置于支座,储能组件和发电组件均设置于支座上;储能组件包括重力储能线缆和绕线轮,重力储能线缆的第一端通过自身重力悬吊设置,第二端绕设于绕线轮,绕线轮被配置为在重力储能线缆的重力或者叶片的转动带动下转动;发电组件包括传动单元和发电机,传动单元连接于叶片的输出轴、绕线轮的轮轴以及发电机的电机轴之间,且传动单元被构造为使叶片的输出轴、绕线轮的轮轴和电机轴中的任意两者相互连接,以使风机组件或储能组件驱动发电机发电。通过重力储能线缆实现了传统的锚链和氢气电解储能装置在风力发电系统中的固定和储能作用,优化了风力发电系统的结构,从而降低风力发电系统的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本申请实施例提供的风力发电装置的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的风力发电装置的部分结构示意图;
图3为本申请实施例提供的风力发电装置的部分传动结构示意图;
图4为本申请实施例提供的风力发电装置中的重力储能线缆的结构示意图。
附图标记说明:
100-风力发电装置;110-支座;120-风机组件;130-储能组件;140-发电组件;
1101-浮台;1102-台板;1103-支柱;
1201-叶片;1202-输出轴;1203-主轴箱;1204-塔筒;
1301-重力储能线缆;1302-绕线轮;1303-轮轴;1304-线缆本体;1305-配重块;1306-线缆组;1307-第一重力储能线缆;1308-第二重力储能线缆;
1401-传动单元;1402-传动带;1403-变速箱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
现有技术中,随着煤、石油、天然气等不可再生能源的不断开发,不可再生能源带了新的环境问题,风能、太阳能等可再生能源由于清洁、低碳等优良的特点,形成了新能源的研究发展热潮。海上风力发电系统包括浮台、锚链和储能装置,锚链和储能装置分别和浮台连接,且锚链悬垂于海底时浮台在海边上保持稳定,储能装置利用风力发电系统的电能对海水进行电解形成氢气并将氢气储存起来以在需要的时候通过氢气供能。然而,每个浮台都需要配备锚链和储能装置从而导致海上风力发电系统的成本增大。
为了克服现有技术中的缺陷,本申请提供一种风力发电装置及海上风力发电系统,包括支座、风机组件、储能组件和发电组件,风机组件包括叶片,叶片可转动的设置于支座,储能组件和发电组件均设置于支座上;储能组件包括重力储能线缆和绕线轮,重力储能线缆的第一端通过自身重力悬吊设置,第二端绕设于绕线轮,绕线轮被配置为在重力储能线缆的重力或者叶片的转动带动下转动;发电组件包括传动单元和发电机,传动单元连接于叶片的输出轴、绕线轮的轮轴以及发电机的电机轴之间,且传动单元被构造为使叶片的输出轴、绕线轮的轮轴和电机轴中的任意两者相互连接,以使风机组件或储能组件驱动发电机发电。通过重力储能线缆实现了传统的锚链和氢气电解储能装置在风力发电系统中的固定和储能作用,优化了风力发电系统的结构,从而降低风力发电系统的成本。
下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述,以使本领域技术人员能够更加清楚详细的了解本发明的内容。
第一方面,本申请提供一种风力发电装置100,包括支座110、风机组件120、储能组件130和发电组件140,风机组件120包括叶片1201,叶片1201可转动的设置于支座110,储能组件130和发电组件140均设置于支座110上;
储能组件130包括重力储能线缆1301和绕线轮1302,重力储能线缆1301的第一端通过自身重力悬吊设置,第二端绕设于绕线轮1302,绕线轮1302被配置为在重力储能线缆1301的重力或者叶片1201的转动带动下转动;
发电组件140包括传动单元1401和发电机,传动单元1401连接于叶片1201的输出轴1202、绕线轮1302的轮轴1303以及发电机的电机轴之间,且传动单元1401被构造为使叶片1201的输出轴1202、绕线轮1302的轮轴1303和电机轴中的任意两者相互连接,以使风机组件120或储能组件130驱动发电机发电。
图1为本申请实施例提供的风力发电装置的结构示意图;图2为本申请实施例提供的风力发电装置的部分结构示意图;图3为本申请实施例提供的风力发电装置的部分传动结构示意图;图4为本申请实施例提供的风力发电装置中的重力储能线缆的结构示意图。
如图1-图4所示,本实施例中的风力发电装置100,包括支座110、风机组件120、储能组件130和发电组件140,其中,风机组件120包括叶片1201、塔筒1204和主轴箱1203,塔筒1204连接于主轴箱1203和支座110之间,叶片1201的输出轴1202沿水平方向穿设于主轴箱1203中,叶片1201在风力作用下相对支座110转动。
储能组件130和发电组件140均设置于支座110上,具体的,储能组件130包括重力储能线缆1301和绕线轮1302,重力储能线缆1301的第二端和绕线轮1302连接,绕线轮1302转动可使重力储能线缆1301缠绕或松散于绕线轮1302,且重力储能线缆1301的第一端通过自身重力悬吊设置,绕线轮1302能够在重力储能线缆1301的重力或者叶片1201的转动带动下转动。
不难理解,重力储能线缆1301的重力或者叶片1201的转动能够带动绕线轮1302转动,必须要通过相应的结构进行传动,其中,发电组件140包括传动单元1401和发电机(图中未示出),传动单元1401连接于叶片1201的输出轴1202、绕线轮1302的轮轴1303以及发电机的电机轴之间,传动单元1401包括传动带1402和变速箱1403,传动带1402连接于叶片1201的输出轴1202、绕线轮1302的轮轴1303以及发电机的电机轴之间,叶片1201的输出轴转动通过传动带1402将运动分别传递至绕线轮1302的轮轴或发电机的电机轴,从而可以使绕线轮1302转动带动发电机的电机轴转动或直接使发电机的电机轴转动,发电机的电机轴转动便可实现向外部用电设备供电。
此外,本实施例中的发电组件140还包括连接控制器(图中未示出),连接控制器可以控制传动单元1401与叶片1201的输出轴1202、绕线轮1302的轮轴1303和电机轴中的任意两者相互连接,具体的,当传动单元1401连接于叶片1201的输出轴1202、绕线轮1302的轮轴1303和电机轴时,此时风力驱动叶片1201相对支座110转动并通过输出轴1202将转动输出,输出轴1202的转动通过传动单元1401带动绕线轮1302的轮轴1303转动,连接于绕线轮1302的重力储能线缆1301将缠绕或松散于绕线轮1302,当重力储能线缆1301缠绕或松散于绕线轮1302时,风机组件120所提供的动能将转化重力储能线缆1301的重力势能,同时电机轴转动可驱动发电机产生电能冰箱外部用电设备供电。
当连接控制器控制传动单元1401使叶片1201的输出轴1202和电机轴相互连接,此时,叶片1201的输出轴1202转动可直接通过传动单元1401驱动电机轴转动,进而实现发电机发电并向外部用电设备供电。也即是说,风机组件120或储能组件130可驱动发电机发电。
需要说明的是,当风力等级较大时,叶片1201的转速也会随之增大,变速箱1403可以向各部件提供一个稳定的转速,防止转速过快导致风力发电装置100的结构稳定性降低,另外,当叶片1201的转速较小时,变速箱1403可以增大输出的转速,以使发电机的电机轴的转速达到发电机的工作转速,相应的,可使发电机向外部稳定输出电能。
通过上述结构设置,重力储能线缆将风机转化的动能转变为重力势能进行储存,也可通过重力储能线缆的重力势能转变为发电机的动能,通过能量形式转变提高了风力发电装置的能量利用率,同时通过重力储能线缆设置实现了传统的锚链和氢气电解储能装置在风力发电系统中的固定和储能作用,优化了风力发电系统的结构,从而降低风力发电系统的成本。
参考图1、图3和图4所示,作为一种可能的实施方式,重力储能线缆1301包括线缆本体1304和多个配重块1305,配重块1305沿重力储能线缆1301的长度延伸方向间隔分布,且配重块1305可拆卸的连接于线缆本体1304。具体的,配重块1305可以悬挂于线缆本体1304。通过配重块1305和线缆本体1304的连接可以提高重力储能线缆1301的整体质量,从而使得重力储能线缆1301沿自身重力上身且缠绕于绕线轮1302时可以获得较大的重力势能,重力储能线缆1301开始松散于绕线轮1302时,重力储能线缆1301的第一端沿着重力方向移动,此时重力储能线缆1301的重力势能释放,较大的重力势能可以驱动发电机的电机轴转动,从而使发电机工作产生电能。
作为一种可能的实施方式,沿重力储能线缆1301的重力方向,配重块1305的横截面为纺锤形。
结合图4所示,本实施例中的配重块1305的横截面在沿重力储能线缆1301的重力方向上的形状为纺锤形。通过纺锤形的配重块1305可以沿重力方向减小重力储能线缆1301在上升或下降时的阻力,从而减小能量在转化过程中的损失,进而提高能量的利用率。
同时,本申请还可以提供多种结构的配重块1305,例如,多边形、球形、菱形等,且对配重块1305沿重力方向的尺寸提出了要求,如图4所示,沿重力方向,配重块1305的轴向宽度(图4中标注的L1)可小于或等于配重块1305在重力方向(图4中标注的L2)的宽度。第一种情况,当轴向宽度小于重力方向的宽度时,重力储能线缆1301在移动时的阻力小,同时能量转化过程中的损失小,进而可以提高能量的利用率,当轴向宽度等于配重块1305在重力方向的宽度时,此时的配重块1305可以是正方体或球体,虽然相较于第一种情况,配重块1305在移动的过程中的阻力增大,但是也可满足结构要求且能量损失可以忽略不计,因此,在配重块1305的结构选择时,可以根据实际的风力发电装置100的使用环境对配重块1305的结构进行设计。
作为一种可能的实施方式,支座110包括浮台1101,浮台1101漂浮于海面上。
如图1和图2所示,本实施例所提供的风力发电装置100可用于固定式风力发电系统,不难理解,支座110可固定连接于工作平台,且支座110和工作平台或地面之间具有一定的高度差,以使重力储能线缆1301悬垂,并保证重力储能线缆1301在重力作用下沿着重力方向移动。当本实施例所提供的风力发电装置100用于海上风力发电系统时,支座110包括浮台1101,浮台1101漂浮于海面上,重力储能线缆1301沿重力方向悬垂于海水中,重力储能线缆1301悬垂于海水中,能够有效降低浮台1101的质心,并使浮台1101在海面上保持稳定。且支座110上连接的重力储能线缆1301和发电组件140均可降低本实施例所提供的风力发电装置100的质心,使风力发电装置100的质心整体降低,进而提高支座的稳定性和安全性。
作为一种可能的实施方式,配重块1305的密度大于海水的密度。
当风力发电装置100使用于海上风力发电系统中时,重力储能线缆1301需要悬垂于海水中,且重力储能线缆1301的第一端沿重力方向悬吊,此时,需要保证重力储能线缆1301的整体密度大于海水的密度,具体的,重力储能线缆1301包括线缆本体1304和配重块1305,配重块1305可拆卸的连接于线缆本体1304,即是说,部分线缆本体1304和配重块1305处于海平面以下,因此线缆本体1304和配重块1305的整体密度要大于海水的密度,在实际的使用中,主要通过配重块1305和线缆本体1304的连接使重力储能线缆1301悬垂,因此,在对重力储能线缆1301的整体密度考虑时,仅需使配重块1305的密度大于海水密度即可。例如,海水的密度一般在1.02-1.07g/cm3之间,配重块1305可采用金属件,例如:铁等;铁的密度为7.874g/cm3,此时,重力储能线缆1301可自由的悬垂于海水中。可以理解,配重块还可采用非金属件,例如:混凝土等。另外,当配重块1305采用金属件时还需要对线缆本体1304和配重块1305外部包覆防腐层或做必要的防腐处理。
需要说明的是,海水的密度随着温度、盐度和压力等因素的改变会发生变化,因此在具体应用中,可以测定海水的密度,在通过海水的密度值选择密度相差较大的材料来制作重力储能线缆。
作为一种可能的实施方式,重力储能线缆1301为多条,且多条重力储能线缆1301形成多个线缆组1306,不同线缆组1306分别设置于支座110的水平方向的不同侧。
如图1和图2所示,本实施例中的重力储能线缆1301为多条,且形成不同的多个线缆组1306,线缆组1306分布于支座110的水平方向的不同侧,每个线缆组1306都对应连接发电组件140,线缆组1306中的重力储能线缆1301沿重力方向移动驱动发电机产生电能,不同的发电组件140最终通过电缆实现风力发电装置100的电能整体输出,输出的电能可以并网供电。另外,本实施例中的不同线缆组1306设置于支座110的水平方向的不同侧,需要保证每个线缆组1306的重量一致,且对称分布于支座110的水平方向的不同侧,以使支座110保持稳定。
另外,不同的线缆组1306可以通过控制实现沿水平方向同一侧的线缆组1306的重力储能线缆1301的运动状态相同,即同一侧的线缆组1306可处于上升缠绕于绕线轮或沿重力方向下降松散于绕线轮,此时相对一侧的线缆组1306的重力储能线缆1301的运动状态相反。当然,本实施例中的线缆组1306的所有重力储能线缆1301的运动状态均可保持一致。重力储能线缆1301的具体的运动状态需要根据实际的发电量和用电量之间进行比对,并控制重力储能线缆1301的运动状态。通过这样的控制方式,可以提高风力发电的能量利用率,同时能够使发电供电过程可控,使的发电系统的输出功率平稳可控,还能提高系统电能质量。
作为一种可能的实施方式,多条重力储能线缆1301包括第一重力储能线缆1307和第二重力储能线缆1308,第一重力储能线缆1307的第一端为自由端,第二重力储能线缆1308的第一端固定于外部连接平台。
如图1所示,为了保证支座110的稳定,每个线缆组1306包括多条重力储能线缆1301,重力储能线缆1301包括第一重力储能线缆1307和第二重力储能线缆1308,需要说明的是,重力储能线缆1301的第二端均连接于绕线轮1302,重力储能线缆1301松散于绕线轮1302时,重力储能线缆1301的第一端沿重力方向自由悬垂,其中第一重力储能线缆1307的第一端为自由端,第二重力储能线缆1308的第一段和外部连接平台固定连接。第一重力储能线缆1307和第二重力储能线缆1308均可缠绕或松散于绕线轮,且第一重力储能线缆1307和第二重力储能线缆1308均可沿重力方向移动。
本实施例中的重力储能线缆1301均可调整支座110的质心,作为海上风力发电系统的风力发电装置100,和第二重力储能线缆1308连接的外部连接平台位于海底,当然也存在一种可能的实施的方式,第二重力储能线缆1308可直接还海底面接触,具体的,第二重力储能线缆1308可以和海底面锚接。
需要说明的是,本实施例中的外部连接平台沿重力方向和支座之间具有高度差,以保证重力储能线缆1301沿重力方向移动。
作为一种可能的实施方式,第二重力储能线缆1308的长度大于外部连接平台和支座110之间的距离。第二重力储能线缆1308相对于第一重力储能线缆1307的长度要大,以保证第二重力储能线缆1308能够在移动的过程中,仍能保证支座110的结构稳定,然而,第二重力储能线缆1308的第一端和外部连接平台连接,因此第二重力储能线缆1308的长度还应大于外部连接平台和支座110之间的距离。
需要说明的是,如若外部连接平台固定于地面,此时第二重力储能线缆1308的长度应大于支座110于地面之间的距离,且第二重力储能线缆1308的长度大于第一重力储能线缆1307的长度。
作为一种可能的实施方式,浮台1101包括台板1102,台板1102为一个或多个;
当台板1102为多个时,浮台1101还包括支柱1103,多个台板1102沿着重力储能线缆1301的重力方向依次连接,且支柱1103连接于相邻两个台板1102之间。
当本实施例中的风力发电装置100适用于海上风力发电系统时,风力发电装置100中的浮台1101还包括台板,且台板1102的数量可以一个或多个。
当台板1102为一个时,台板1102可直接位于海面上。当台板1102为多个时,浮台1101还包括多个支柱1103,沿着重力储能线缆1301的重力方向,台板1102依次设置,且支柱1103连接于相邻的两个台板1102之间,以支撑台板1102。通过多层台板的结构设置,可有效提升叶片扫掠最低点及发电设备与海平面之间的距离,进而提高系统的稳定性。
本申请提供一种风力发电装置,包括支座、风机组件、储能组件和发电组件,风机组件包括叶片、叶片可转动的设置于支座,储能组件和发电组件均设置于支座上;储能组件包括重力储能线缆和绕线轮,重力储能线缆的第一端通过自身重力悬吊设置,第二端绕设于绕线轮,绕线轮被配置为在重力储能线缆的重力或者叶片的转动带动下转动;发电组件包括传动单元和发电机,传动单元连接于叶片的输出轴、绕线轮的轮轴以及发电机的电机轴之间,且传动单元被构造为使叶片的输出轴、绕线轮的轮轴和电机轴中的任意两者相互连接,以使风机组件或储能组件驱动发电机发电。通过重力储能线缆实现了传统的锚链和氢气电解储能装置在风力发电系统中的固定和储能作用,优化了风力发电系统的结构,从而降低风力发电系统的成本。
第二方面,本申请提供一种海上风力发电系统,包括前述任一项中的风力发电装置100。
本实施例中的海上风力发电系统,包括了前述实施例中的风力发电装置100,且当风力发电装置100为多个时,多个风力发电装置100的发电机输出可以实现并网,本申请优化了传统的海上风力发电系统的储能装置和固定装置,从而使海上风力发电装置的结构简单,同时在实现海上风力发电的基础上,提高了风力发电的能量利用率,实现电力输出稳定可控,降低了海上风力发电系统的成本。
应当指出,在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性,但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外,这样的短语未必是指同一实施例。此外,在结合实施例描述特定特征、结构或特性时,结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。
一般而言,应当至少部分地由语境下的使用来理解术语。例如,至少部分地根据语境,文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数的意义的任何特征、结构或特性,或者可以用于描述复数的意义的特征、结构或特性的组合。类似地,至少部分地根据语境,还可以将诸如“一”或“所述”的术语理解为传达单数用法或者传达复数用法。
应当容易地理解,应当按照最宽的方式解释本申请中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”,以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”,还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义,并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义,还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即,直接处于某物上)的含义。
此外,文中为了便于说明可以使用空间相对术语,例如,“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等,以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90°或者处于其他取向上),并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种风力发电装置,其特征在于,包括支座、风机组件、储能组件和发电组件,所述风机组件包括叶片,所述叶片可转动的设置于所述支座,所述储能组件和所述发电组件均设置于所述支座上;
所述储能组件包括重力储能线缆和绕线轮,所述重力储能线缆的第一端通过自身重力悬吊设置,第二端绕设于所述绕线轮,所述绕线轮被配置为在所述重力储能线缆的重力或者所述叶片的转动带动下转动;
所述发电组件包括传动单元和发电机,所述传动单元连接于所述叶片的输出轴、所述绕线轮的轮轴以及所述发电机的电机轴之间,且所述传动单元被构造为使所述叶片的输出轴、所述绕线轮的轮轴和所述电机轴中的任意两者相互连接,以使所述风机组件或所述储能组件驱动所述发电机发电。
2.根据权利要求1所述的风力发电装置,其特征在于,所述重力储能线缆包括线缆本体和多个配重块,所述配重块沿所述重力储能线缆的长度延伸方向间隔分布,且所述配重块可拆卸的连接于所述线缆本体。
3.根据权利要求2所述的风力发电装置,其特征在于,沿所述重力储能线缆的重力方向,所述配重块的横截面为纺锤形。
4.根据权利要求2或3所述的风力发电装置,其特征在于,所述支座包括浮台,所述浮台漂浮于海面上。
5.根据权利要求4所述的风力发电装置,其特征在于,所述配重块的密度大于海水的密度。
6.根据权利要求4所述的风力发电装置,其特征在于,所述重力储能线缆为多条,且多条所述重力储能线缆形成多个线缆组,不同所述线缆组分别设置于所述支座的水平方向的不同侧。
7.根据权利要求6所述的风力发电装置,其特征在于,多条所述重力储能线缆包括第一重力储能线缆和第二重力储能线缆,所述第一重力储能线缆的第一端为自由端,所述第二重力储能线缆的第一端固定于外部连接平台。
8.根据权利要求7所述的风力发电装置,其特征在于,所述第二重力储能线缆的长度大于所述外部连接平台和所述支座之间的距离。
9.根据权利要求4所述的风力发电装置,其特征在于,所述浮台包括台板,所述台板为一个或多个;
当所述台板为多个时,所述浮台还包括支柱,多个所述台板沿着所述重力储能线缆的重力方向依次连接,且所述支柱连接于相邻两个所述台板之间。
10.一种海上风力发电系统,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的风力发电装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310715122.8A CN116517777A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 风力发电装置及海上风力发电系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310715122.8A CN116517777A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 风力发电装置及海上风力发电系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116517777A true CN116517777A (zh) | 2023-08-01 |
Family
ID=87399667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310715122.8A Pending CN116517777A (zh) | 2023-06-15 | 2023-06-15 | 风力发电装置及海上风力发电系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116517777A (zh) |
-
2023
- 2023-06-15 CN CN202310715122.8A patent/CN116517777A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201144760Y (zh) | 太阳能、波浪能、风能综合发电坞 | |
AU2011288878B2 (en) | System and method for generating electrical power from a flowing current of fluid | |
CN102338018B (zh) | 用于河流的水力发电装置 | |
KR20100133364A (ko) | 파력 발전 장치 및 송전 | |
CN110500229B (zh) | 一种海洋能发电装置 | |
BR112014011193B1 (pt) | Gerador para conversão de movimento de onda em um corpo de água em energia útil | |
CN202756167U (zh) | 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统 | |
CN102900592B (zh) | 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统 | |
CN102865198A (zh) | 一种海上风力发电机的浮式基础 | |
JP2016513776A (ja) | 水中に設置されるエネルギー蓄積システム | |
DE102011119116A1 (de) | Windenhubspeicher mit Eigenhub | |
CN104508299B (zh) | 具有水平的转子轴且具有可旋转的塔架的风力发电设备 | |
JP2018519464A (ja) | 駆動アセンブリ | |
US20160141911A1 (en) | Offshore power generation system | |
CN202732245U (zh) | 一种海上风力发电机的浮式基础 | |
KR101179682B1 (ko) | 부유식 해상 풍력발전설비 | |
KR101257425B1 (ko) | 부유식 해상 풍력발전설비 | |
CN210977746U (zh) | 一种海上作业平台用海洋波浪能辅助供电装置 | |
CN116517777A (zh) | 风力发电装置及海上风力发电系统 | |
CN215333233U (zh) | 一种联合风能和点阵式波浪能发电的浮式平台 | |
NL2026280B1 (en) | Hybrid electricity producing arrangement | |
CN201723381U (zh) | 气垫悬浮帆式风力发电装置 | |
CN112412710A (zh) | 一种海上风力发电设备 | |
CN103066741A (zh) | 一种基于气磁液浮筒悬浮的百兆瓦级的重型飞轮储能系统 | |
CN108561266B (zh) | 垂荡式波浪能-风能组合发电装置 |
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 |