CN117167182A - 基于海上风力发电平台的波浪能发电装置 - Google Patents
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Abstract
基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,所述波浪能发电装置包括风力发电机、塔筒、半潜平台、锚泊组件和横轴转子波浪能发电组件;所述风力发电机为水平轴风力发电机,安装在塔筒顶端,以利用风能进行发电,所述塔筒底端安装在半潜平台中心立柱上;所述锚泊组件与半潜平台配合使用,以使半潜平台采用悬链系泊方式,包括三根系泊缆,每根系泊缆间的夹具均为120度;所述横轴转子波浪能发电组件安装在半潜平台主浮筒中间的导柱上,以利用波浪能进行发电弥补海上风电的间歇性,采用风力发电和波浪能发电互补,来延长装置发电时间,提高发电效率。
Description
技术领域:
本发明涉及基于海上风力发电平台的波浪能发电装置。
背景技术:
可再生能源开发和利用逐渐成为人们关注的焦点;将可再生能源逐步替代传统化石燃料,已经成为普遍共识,当前,以风能、水能、太阳能、地热能等为代表的可再生能源开发多集中于陆地,受限于储量、空间等因素,开发已接近饱和;可再生能源开发逐渐由陆地转向海洋,海洋风能、波浪能、太阳能、温差能等海洋可再生能源已成为主要发展方向。
目前,海洋风能开发最为成熟,固定式风机已经大规模商业化应用,但受到近海水域面积、风资源等因素限制,海上发电风机逐步发展到深远海海域,其基础结构也由固定式向漂浮式发展。
由于风能和波浪能的存储量都十分巨大且资源分布也呈现了紧密的相关性,因此将二者联合开发可以有效降低风能、波浪能单独开发成本,以延长系统发电时间,提高发电机组的获能保证率;现有的风能和波浪能联合发电系统是以漂浮式平台为基础,将风能和波浪能装置相结合,实现海上可再生能源的开发,但具体的发电方式是以空气透平来实现的,发电效率低下,造成波浪能资源的浪费。
发明内容:
本发明实施例提供了基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,结构设计合理,将横轴转子式波浪能发电组件安装在三角形风机平台上,每侧都布置两个,横轴转子式波浪能发电装置采取液压驱动的方式实现整体上下移动,以在作业海域内选择最优吃水捕获波浪能,提升波浪能的捕获效率和捕获效果,当在恶劣海况下可进行下潜到水面以下,避免波浪对发电装置结构造成损坏,同时调节波浪入射方向和流道方向保持一致来提高波浪吸收效果,使波浪能的产生来弥补海上风电的间歇性,以延长系统发电时间,减少波浪引起的机体晃动,提高机组获能效率,深度开发海洋可再生资源,进而提升波浪能发电装置的整体发电效率,解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,所述波浪能发电装置包括风力发电机、塔筒、半潜平台、锚泊组件和横轴转子波浪能发电组件;所述风力发电机为水平轴风力发电机,安装在塔筒顶端,以利用风能进行发电,所述塔筒底端安装在半潜平台中心立柱上;所述锚泊组件与半潜平台配合使用,以使半潜平台采用悬链系泊方式,包括三根系泊缆,每根系泊缆间的夹具均为120度;所述横轴转子波浪能发电组件安装在半潜平台主浮筒中间的导柱上,以利用波浪能进行发电弥补海上风电的间歇性,采用风力发电和波浪能发电互补,来延长装置发电时间,提高发电效率。
所述半潜平台包括三个主浮筒、中心柱、阻尼盘、斜撑、横撑和导桩;所述主浮筒呈等边三角形布局,三个主浮筒分别位于三角形的顶点,所述中心柱位于三角形的中心,所述主浮筒通过横撑和斜撑与中心柱相连接;每个主浮筒的底端分别安装有阻尼盘,以提升半潜平台的水动力性能,所述半潜平台每侧连接主浮筒的横撑中间安装有两组导桩,以使横轴转子波浪能发电组件沿导桩上下移动,以保证在最优吃水深度进行发电或躲避恶劣海况。
所述横轴转子波浪能发电组件包括横轴转子水轮机、进口流道、出口流道、压载舱、液压系统和通气孔,以使波浪经过进口流道,推动横轴转子水轮机旋转,然后进入到出口流道,循环往复将波浪能转换成横轴转子水轮机的机械能;所述横轴转子水轮机驱动液压泵旋转,将机械能转换成液压能,再经过液压管路传导,高压液压油推动液压马达带动发电机发电,将液压能转换成电能;在横轴转子波浪能发电组件设有两条贯通的与导桩相配合的导桩通道,以使横轴转子波浪能发电组件通过导桩通道沿导桩垂向运动来改变吃水位置,从而提高发电效率或躲避恶劣海况。
所述液压系统包括相配合设置的液压泵、液压缸、单向阀、蓄能器、球阀、节流阀、变排量液压马达、发电机、溢流阀、油箱和吸油滤油器;在横轴转子水轮机的运动下将油箱中的液压油压进液压管路中,当液压管路中液压油的压力高于蓄能器的预定压力时,打开球阀,将部分液压油流进蓄能器将能量存储起来,当能量存储满后,达到溢流阀压力后溢流阀打开,以使多余的液压油经溢流阀返回到油箱;当液压管路内压力低于预定压力时,蓄能器的液压油流入液压管路来补充液压管路内的压力;所述蓄能器和溢流阀用于稳定液压管路内的压力,所述节流阀用于控制液压马达转速,使发电机保持高效率发电;在发电机上设有变排量马达来调整发电功率,在变排量马达上设有流量计来显示实时流量变化参数;在调整横轴转子波浪能发电组件吃水时,关闭节流阀,打开球阀,通过液压缸将横轴转子波浪能发电组件移动到预定吃水位置;在调整横轴转子波浪能发电组件方向时,关闭节流阀,打开球阀,通过液压马达带动齿轮机构旋转,调整横轴转子波浪能发电组件的迎浪方向来提供波浪能发电效率。
在液压系统上配置有姿态调节机构,包括液压马达、液压缸、齿轮、导桩、齿轮盘和限位锁;所述液压马达安装在横撑上,在液压马达轴末端安装有齿轮,所述齿轮与齿轮盘相配合,以在液压马达旋转时,通过齿轮带动齿轮盘转动;所述齿轮盘通过限位锁和法兰固定在预定位置,使齿轮盘可以绕导桩转动;所述液压缸的两端分别通过法兰固定在齿轮盘下端和横轴转子波浪能发电组件顶端,经由液压缸伸缩来调节横轴转子波浪能发电组件吃水;所述导桩两端分别通过法兰固定在齿轮盘下端和横撑上,以将齿轮盘的扭矩传递到横轴转子波浪能发电组件来改变迎浪方向。
当波高超过作业工况时,关闭节流阀,打开球阀,将液压系统中的液压油接入到液压缸,在液压缸的推动下,横轴转子波浪能发电组件逐渐下沉;在横轴转子波浪能发电组件移动到导桩底部后,关闭球阀,打开节流阀;当波高回复到作业工况时,打开球阀和节流阀,横轴转子波浪能发电组件在浮力作用下逐渐上浮,在横轴转子波浪能发电组件回到作业吃水深度后,关闭球阀。
当波浪方向发生改变需要调整横轴转子波浪能发电组件方向时,根据当前横轴转子波浪能发电组件迎浪方向和改变后波浪方向的角度差,得到横轴转子波浪能发电组件偏移的角度,进而计算得到液压马达转动的转数;关闭节流阀,打开球阀和限位锁,将液压系统中液压油接入到液压马达,液压马达转动指定转数后,判断旋转方向是否一致,如果一致则打开节流阀,关闭球阀和限位锁;如果旋转方向不一致,重复上述步骤直到旋转方向一致。
本发明采用上述结构,通过将风力发电机安装在塔筒顶端,以利用风能进行发电;通过横轴转子波浪能发电组件安装在半潜平台主浮筒中间的导柱上,以利用波浪能进行发电弥补海上风电的间歇性,采用风力发电和波浪能发电互补,来延长装置发电时间,提高发电效率;通过横轴转子波浪能发电组件使波浪经过进口流道,推动横轴转子水轮机旋转,然后进入到出口流道,循环往复将波浪能转换成横轴转子水轮机的机械能;通过横轴转子水轮机驱动液压泵旋转,将机械能转换成液压能,再经过液压管路传导,高压液压油推动液压马达带动发电机发电,将液压能转换成电能;通过在横轴转子波浪能发电组件设有两条贯通的与导桩相配合的导桩通道,以使横轴转子波浪能发电组件通过导桩通道沿导桩垂向运动来改变吃水位置,从而提高发电效率或躲避恶劣海况,具有高效实用、简便安全的优点。
附图说明:
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的半潜平台的结构示意图。
图4为本发明的横轴转子波浪能发电组件的结构示意图。
图5为本发明的液压系统的结构示意图。
图6为本发明的姿态调节机构的结构示意图。
图7为本发明的吃水调节流程示意图。
图8为本发明的迎浪方向调节流程示意图。
图中,1-风力发电机,2-塔筒,3-半潜平台,4-横轴转子波浪能发电组件,5-锚泊组件,6-主浮筒,7-阻尼盘,8-中心柱,9-斜撑,10-横撑,11-导桩,12-进口流道,13-出口流道,14-横轴转子水轮机,15-通气孔,16-导桩通道,17-液压系统,18-压载舱,19-液压泵,20-液压缸,21-球阀,22-液压马达,23-球阀,24-蓄能器,25-节流阀,26-发电机,27-变排量马达,28-流量计,29-油箱,30-吸油滤油器,31-溢流阀,32-单向阀,33-球阀,34-压力传感器,35-压力传感器,36-齿轮盘,37-齿轮,38-法兰,39-限位锁。
具体实施方式:
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。
如图1-8中所示,基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,所述波浪能发电装置包括风力发电机1、塔筒2、半潜平台3、锚泊组件5和横轴转子波浪能发电组件4;所述风力发电机1为水平轴风力发电机,安装在塔筒2顶端,以利用风能进行发电,所述塔筒2底端安装在半潜平台3中心柱8上;所述锚泊组件5与半潜平台3配合使用,以使半潜平台3采用悬链系泊方式,包括三根系泊缆,每根系泊缆间的夹具均为120度;所述横轴转子波浪能发电组件4安装在半潜平台3主浮筒6中间的导桩上,以利用波浪能进行发电弥补海上风电的间歇性,采用风力发电和波浪能发电互补,来延长装置发电时间,提高发电效率。
所述半潜平台包括三个主浮筒6、中心柱8、阻尼盘7、斜撑9、横撑10和导桩11;所述主浮筒6呈等边三角形布局,三个主浮筒6分别位于三角形的顶点,所述中心柱8位于三角形的中心,所述主浮筒6通过横撑10和斜撑9与中心柱8相连接;每个主浮筒6的底端分别安装有阻尼盘7,以提升半潜平台3的水动力性能,所述半潜平台3每侧连接主浮筒的横撑10中间安装有两组导桩11,以使横轴转子波浪能发电组件4沿导桩11上下移动,以保证在最优吃水深度进行发电或躲避恶劣海况。
所述横轴转子波浪能发电组件包括横轴转子水轮机14、进口流道12、出口流道13、压载舱18、液压系统17和通气孔15,以使波浪经过进口流道12,推动横轴转子水轮机14旋转,然后进入到出口流道13,循环往复将波浪能转换成横轴转子水轮机的机械能;所述横轴转子水轮机驱动液压泵旋转,将机械能转换成液压能,再经过液压管路传导,高压液压油推动液压马达带动发电机发电,将液压能转换成电能;在横轴转子波浪能发电组件设有两条贯通的与导桩相配合的导桩通道,以使横轴转子波浪能发电组件通过导桩通道沿导桩垂向运动来改变吃水位置,从而提高发电效率或躲避恶劣海况。
所述液压系统17包括相配合设置的液压泵19、液压缸20、单向阀32、蓄能器24、球阀23、节流阀25、变排量液压马达27、发电机26、溢流阀31、油箱29和吸油滤油器30;在横轴转子水轮机的运动下将油箱中的液压油压进液压管路中,当液压管路中液压油的压力高于蓄能器的预定压力时,打开球阀,将部分液压油流进蓄能器将能量存储起来,当能量存储满后,达到溢流阀压力后溢流阀打开,以使多余的液压油经溢流阀返回到油箱;当液压管路内压力低于预定压力时,蓄能器的液压油流入液压管路来补充液压管路内的压力;所述蓄能器和溢流阀用于稳定液压管路内的压力,所述节流阀用于控制液压马达转速,使发电机保持高效率发电;在发电机上设有变排量马达来调整发电功率,在变排量马达上设有流量计来显示实时流量变化参数;在调整横轴转子波浪能发电组件吃水时,关闭节流阀,打开球阀,通过液压缸将横轴转子波浪能发电组件移动到预定吃水位置;在调整横轴转子波浪能发电组件方向时,关闭节流阀,打开球阀,通过液压马达带动齿轮机构旋转,调整横轴转子波浪能发电组件的迎浪方向来提供波浪能发电效率。
在液压系统上配置有姿态调节机构,包括液压马达、液压缸、齿轮、导桩、齿轮盘和限位锁;所述液压马达安装在横撑上,在液压马达轴末端安装有齿轮,所述齿轮与齿轮盘相配合,以在液压马达旋转时,通过齿轮带动齿轮盘转动;所述齿轮盘通过限位锁和法兰固定在预定位置,使齿轮盘可以绕导桩转动;所述液压缸的两端分别通过法兰固定在齿轮盘下端和横轴转子波浪能发电组件顶端,经由液压缸伸缩来调节横轴转子波浪能发电组件吃水;所述导桩两端分别通过法兰固定在齿轮盘下端和横撑上,以将齿轮盘的扭矩传递到横轴转子波浪能发电组件来改变迎浪方向。
当波高超过作业工况时,关闭节流阀,打开球阀,将液压系统中的液压油接入到液压缸,在液压缸的推动下,横轴转子波浪能发电组件逐渐下沉;在横轴转子波浪能发电组件移动到导桩底部后,关闭球阀,打开节流阀;当波高回复到作业工况时,打开球阀和节流阀,横轴转子波浪能发电组件在浮力作用下逐渐上浮,在横轴转子波浪能发电组件回到作业吃水深度后,关闭球阀。
当波浪方向发生改变需要调整横轴转子波浪能发电组件方向时,根据当前横轴转子波浪能发电组件迎浪方向和改变后波浪方向的角度差,得到横轴转子波浪能发电组件偏移的角度,进而计算得到液压马达转动的转数;关闭节流阀,打开球阀和限位锁,将液压系统中液压油接入到液压马达,液压马达转动指定转数后,判断旋转方向是否一致,如果一致则打开节流阀,关闭球阀和限位锁;如果旋转方向不一致,重复上述步骤直到旋转方向一致。
本发明实施例中的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置的工作原理为:基于多个功能组件的相互配合作用,将横轴转子式波浪能发电组件安装在三角形风机平台上,每侧都布置两个,横轴转子式波浪能发电装置采取液压驱动的方式实现整体上下移动,以在作业海域内选择最优吃水捕获波浪能,提升波浪能的捕获效率和捕获效果,当在恶劣海况下可进行下潜到水面以下,避免波浪对发电装置结构造成损坏,同时调节波浪入射方向和流道方向保持一致来提高波浪吸收效果,使波浪能的产生来弥补海上风电的间歇性,以延长系统发电时间,减少波浪引起的机体晃动,提高机组获能效率,深度开发海洋可再生资源,进而提升波浪能发电装置的整体发电效率。
在现有技术中,如申请号为的201911245362.6的发明专利公开了一种基于多气室振荡水柱装置的波浪能-风能集成发电系统,将振荡水柱波浪能发电装置集成到漂浮式风电平台上;申请号为202310072538.2的发明专利公开了一种减载减摇的风能-波浪能互补发电浮式平台,将振荡水柱式波浪能发电装置集成到半潜平台立柱中;上述两项专利均是以漂浮式平台为基础,将风能和波浪能装置相结合,但采用空气透平的方式来实现发电,发电效率较低,造成波浪能资源的浪费。
在整体方案中,主要包括风力发电机1、塔筒2、半潜平台3、锚泊组件5和横轴转子波浪能发电组件4;所述风力发电机1为水平轴风力发电机,安装在塔筒2顶端,以利用风能进行发电,所述塔筒2底端安装在半潜平台3中心柱8上;所述锚泊组件5与半潜平台3配合使用,以使半潜平台3采用悬链系泊方式,包括三根系泊缆,每根系泊缆间的夹具均为120度;所述横轴转子波浪能发电组件4安装在半潜平台3主浮筒6中间的导桩上,以利用波浪能进行发电弥补海上风电的间歇性,采用风力发电和波浪能发电互补,来延长装置发电时间,提高发电效率。
具体的,横轴转子波浪能发电组件总共安装有6套,分别在主浮筒中间的导桩的两侧。
对于半潜平台,主要包括三个主浮筒6、中心柱8、阻尼盘7、斜撑9、横撑10和导桩11;所述主浮筒6呈等边三角形布局,三个主浮筒6分别位于三角形的顶点,所述中心柱8位于三角形的中心,所述主浮筒6通过横撑10和斜撑9与中心柱8相连接;每个主浮筒6的底端分别安装有阻尼盘7,以提升半潜平台3的水动力性能,所述半潜平台3每侧连接主浮筒的横撑10中间安装有两组导桩11,以使横轴转子波浪能发电组件4沿导桩11上下移动,以保证在最优吃水深度进行发电或躲避恶劣海况。
横轴转子波浪能发电组件4是本申请的核心组件,由横轴转子水轮机14、进口流道12、出口流道13、压载舱、液压系统17和通气孔15组成,以使波浪经过进口流道12,推动横轴转子水轮机14旋转,然后进入到出口流道13,循环往复将波浪能转换成横轴转子水轮机14的机械能。
之后,驱动液压泵19旋转,将机械能转换成液压能,由液压管路传导,高压液压油推动液压马达22带动发电机发电,将液压能转换成电能,实现能量类型的转换来进行发电。
在横轴转子波浪能发电组件4设有两条贯通的与导桩11相配合的导桩通道16,以使横轴转子波浪能发电组件4通过导桩通道16沿导桩11垂向运动来改变吃水位置,从而提高发电效率或躲避恶劣海况。
具体的,液压系统17包括相配合设置的液压泵19、液压缸20、单向阀32、蓄能器24、球阀23、节流阀25、变排量液压马达27、发电机26、溢流阀31、油箱29和吸油滤油器30;实际使用时,横轴转子水轮机运动将油箱中的液压油压进液压管路中,对液压管路中的液压油压力进行判定,当液压管路中液压油的压力高于蓄能器24的预定压力时,打开球阀23,部分液压油流进蓄能器24,能量储存起来;当能量存储满后,达到溢流阀预设压力后,溢流阀打开,多余的液压油经溢流阀返回油箱;当液压管路内压力低于预定压力时,蓄能器的液压油流入管路,补充管路内的压力;通过蓄能器、溢流阀等装置稳定液压管路内的压力,通过控制节流阀,控制液压马达转速,使发电机保持较高的效率发电;当需要调整横轴转子波浪能发电装置吃水时,关闭节流阀,打开球阀21,通过液压缸将横轴转子波浪能发电装置移动到预定吃水位置。当需要调整横轴转子波浪能发电装置方向时,关闭节流阀25,打开球阀33,通过液压马达22带动齿轮机构旋转,调整横轴转子波浪能发电装置致迎浪方向,提高波浪能发电效率。
优选的,在发电机26上设有变排量马达27来调整发电功率,在变排量马达27上设有流量计28来检测显示实时流量变化参数,方便进行工作人员查看和精准调节。
进一步的,在液压系统上还配置有姿态调节机构,包括液压马达22、液压缸20、齿轮37、导桩11、齿轮盘36和限位锁39;所述液压马达22安装在横撑10上,在液压马达22轴末端安装有齿轮,所述齿轮37与齿轮盘36相配合,以在液压马达22旋转时,通过齿轮37带动齿轮盘36转动;所述齿轮盘36通过限位锁39和法兰固定在预定位置,使齿轮盘36可以绕导桩11转动;所述液压缸20的两端分别通过法兰38固定在齿轮盘36下端和横轴转子波浪能发电组件4顶端,经由液压缸20伸缩来调节横轴转子波浪能发电组件4吃水;所述导桩11两端分别通过法兰固定在齿轮盘36下端和横撑上,以将齿轮盘36的扭矩传递到横轴转子波浪能发电组件4来改变迎浪方向。
实际工作时,当实时波高超过作业工况,关闭节流阀,打开球阀,将液压系统中的液压油接入到液压缸,在液压缸的推动下,横轴转子波浪能发电组件逐渐下沉;在横轴转子波浪能发电组件移动到导桩底部后,关闭球阀,打开节流阀;当波高回复到作业工况时,打开球阀和节流阀,横轴转子波浪能发电组件在浮力作用下逐渐上浮,在横轴转子波浪能发电组件回到作业吃水深度后,关闭球阀。
当波浪方向发生改变需要调整横轴转子波浪能发电组件方向时,根据当前横轴转子波浪能发电组件迎浪方向和改变后波浪方向的角度差,得到横轴转子波浪能发电组件偏移的角度,进而计算得到液压马达转动的转数;关闭节流阀,打开球阀和限位锁,将液压系统中液压油接入到液压马达,液压马达转动指定转数后,判断旋转方向是否一致,如果一致则打开节流阀,关闭球阀和限位锁;如果旋转方向不一致,重复上述步骤直到旋转方向一致。
特别说明的是,本申请将横轴转子波浪能发电组件和风力发电半潜平台相结合,通过共享系泊组件、电力基础设施和风电场的其他组件来降低整体项目成本,达到风浪互补的作用,延长系统发电时间,削弱波浪引起的机体晃动程度。
综上所述,本发明实施例中的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置在多个功能组件的相互配合作用下,将横轴转子式波浪能发电组件安装在三角形风机平台上,每侧都布置两个,横轴转子式波浪能发电装置采取液压驱动的方式实现整体上下移动,以在作业海域内选择最优吃水捕获波浪能,提升波浪能的捕获效率和捕获效果,当在恶劣海况下可进行下潜到水面以下,避免波浪对发电装置结构造成损坏,同时调节波浪入射方向和流道方向保持一致来提高波浪吸收效果,使波浪能的产生来弥补海上风电的间歇性,以延长系统发电时间,减少波浪引起的机体晃动,提高机组获能效率,深度开发海洋可再生资源,进而提升波浪能发电装置的整体发电效率。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制,对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:所述波浪能发电装置包括风力发电机、塔筒、半潜平台、锚泊组件和横轴转子波浪能发电组件;所述风力发电机为水平轴风力发电机,安装在塔筒顶端,以利用风能进行发电,所述塔筒底端安装在半潜平台中心立柱上;所述锚泊组件与半潜平台配合使用,以使半潜平台采用悬链系泊方式,包括三根系泊缆,每根系泊缆间的夹具均为120度;所述横轴转子波浪能发电组件安装在半潜平台主浮筒中间的导柱上,以利用波浪能进行发电弥补海上风电的间歇性,采用风力发电和波浪能发电互补,来延长装置发电时间,提高发电效率。
2.根据权利要求1所述的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:所述半潜平台包括三个主浮筒、中心柱、阻尼盘、斜撑、横撑和导桩;所述主浮筒呈等边三角形布局,三个主浮筒分别位于三角形的顶点,所述中心柱位于三角形的中心,所述主浮筒通过横撑和斜撑与中心柱相连接;每个主浮筒的底端分别安装有阻尼盘,以提升半潜平台的水动力性能,所述半潜平台每侧连接主浮筒的横撑中间安装有两组导桩,以使横轴转子波浪能发电组件沿导桩上下移动,以保证在最优吃水深度进行发电或躲避恶劣海况。
3.根据权利要求2所述的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:所述横轴转子波浪能发电组件包括横轴转子水轮机、进口流道、出口流道、压载水舱、液压系统和通气孔,以使波浪经过进口流道,推动横轴转子水轮机旋转,然后进入到出口流道,循环往复将波浪能转换成横轴转子水轮机的机械能;所述横轴转子水轮机驱动液压泵旋转,将机械能转换成液压能,再经过液压管路传导,高压液压油推动液压马达带动发电机发电,将液压能转换成电能;在横轴转子波浪能发电组件设有两条贯通的与导桩相配合的导桩通道,以使横轴转子波浪能发电组件通过导桩通道沿导桩垂向运动来改变吃水位置,从而提高发电效率或躲避恶劣海况。
4.根据权利要求3所述的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:所述液压系统包括相配合设置的液压泵、液压缸、单向阀、蓄能器、球阀、节流阀、变排量液压马达、发电机、溢流阀、油箱和吸油滤油器;在横轴转子水轮机的运动下将油箱中的液压油压进液压管路中,当液压管路中液压油的压力高于蓄能器的预定压力时,打开球阀,将部分液压油流进蓄能器将能量存储起来,当能量存储满后,达到溢流阀压力后溢流阀打开,以使多余的液压油经溢流阀返回到油箱;当液压管路内压力低于预定压力时,蓄能器的液压油流入液压管路来补充液压管路内的压力;所述蓄能器和溢流阀用于稳定液压管路内的压力,所述节流阀用于控制液压马达转速,使发电机保持高效率发电;在发电机上设有变排量马达来调整发电功率,在变排量马达上设有流量计来显示实时流量变化参数;在调整横轴转子波浪能发电组件吃水时,关闭节流阀,打开球阀,通过液压缸将横轴转子波浪能发电组件移动到预定吃水位置;在调整横轴转子波浪能发电组件方向时,关闭节流阀,打开球阀,通过液压马达带动齿轮机构旋转,调整横轴转子波浪能发电组件的迎浪方向来提供波浪能发电效率。
5.根据权利要求4所述的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:在液压系统上配置有姿态调节机构,包括液压马达、液压缸、齿轮、导桩、齿轮盘和限位锁;所述液压马达安装在横撑上,在液压马达轴末端安装有齿轮,所述齿轮与齿轮盘相配合,以在液压马达旋转时,通过齿轮带动齿轮盘转动;所述齿轮盘通过限位锁和法兰固定在预定位置,使齿轮盘可以绕导桩转动;所述液压缸的两端分别通过法兰固定在齿轮盘下端和横轴转子波浪能发电组件顶端,经由液压缸伸缩来调节横轴转子波浪能发电组件吃水;所述导桩两端分别通过法兰固定在齿轮盘下端和横撑上,以将齿轮盘的扭矩传递到横轴转子波浪能发电组件来改变迎浪方向。
6.根据权利要求5所述的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:当波高超过作业工况时,关闭节流阀,打开球阀,将液压系统中的液压油接入到液压缸,在液压缸的推动下,横轴转子波浪能发电组件逐渐下沉;在横轴转子波浪能发电组件移动到导桩底部后,关闭球阀,打开节流阀;当波高回复到作业工况时,打开球阀和节流阀,横轴转子波浪能发电组件在浮力作用下逐渐上浮,在横轴转子波浪能发电组件回到作业吃水深度后,关闭球阀。
7.根据权利要求5所述的基于海上风力发电平台的波浪能发电装置,其特征在于:当波浪方向发生改变需要调整横轴转子波浪能发电组件方向时,根据当前横轴转子波浪能发电组件迎浪方向和改变后波浪方向的角度差,得到横轴转子波浪能发电组件偏移的角度,进而计算得到液压马达转动的转数;关闭节流阀,打开球阀和限位锁,将液压系统中液压油接入到液压马达,液压马达转动指定转数后,判断旋转方向是否一致,如果一致则打开节流阀,关闭球阀和限位锁;如果旋转方向不一致,重复上述步骤直到旋转方向一致。
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