CN201255075Y - 海上发电厂 - Google Patents

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CN201255075Y CNU2008201347372U CN200820134737U CN201255075Y CN 201255075 Y CN201255075 Y CN 201255075Y CN U2008201347372 U CNU2008201347372 U CN U2008201347372U CN 200820134737 U CN200820134737 U CN 200820134737U CN 201255075 Y CN201255075 Y CN 201255075Y
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Abstract

一种海上发电厂，是一个圆形高大塔架，以海底为基础固定之，塔架高出海面。塔架在海面之下的部分中，设置若干个圆柱状发电网，其发电网的格子由两块上下相对的永磁板或电磁板和两块左右相对的导电板联接围成，海水冲过格子时切割磁力线发电，发电网能捕获各方向的海浪或海流能；塔架在海面之上的部分设置能捕获各方向风力的圆筒形风力发电装置，圆筒上设置若干合适大小的风力发电机；在塔架顶设置太阳能电池板；在塔架中的台板上设置海洋温差发电设备、控制室、设备仪器室等。所述海上发电厂实现波浪能、海流能、海洋温差能及风能及太阳能密度叠加，大大提高了单位面积上发电量，相对性地减少了建造成本和运营成本，提高发电效率高，且环保。

Description

海上发电厂
技术领域
本实用新型涉及利用海洋波浪及海流、海洋温差、海上风力、太阳能综合发电技术，特别是一种海上发电厂。
背景技术
当今，人类对能源需求日益增长，靠消耗矿物资源供能，不但严重污染环境，而且有限的矿物资源将很快耗尽。所以人们千方百计开发新能源和利用可再生能源。海洋能、风能、太阳能倍受青睐。
1.海洋能(这里不包括海底矿藏物质能量，也不包括溶存于海水中的铀、锂、重水氘、氚等的化学能)
海洋占地球表面积的70.8％，面积为361.57×106km2，海水储量巨大，海水占地球表层存水量的97.4％。海水溶有多种盐类具有离子化性质，因而具有导电性。海洋能非常巨大，主要是波浪能、潮汐能、海水温差能、海(潮)流能、盐度差能。
全球海洋可供开发利用的波浪能约有(2～3)×106MW，每年发电量可达9×1013kW·h。我国波浪能约有7×104MW。
全球海洋潮汐能约有3×106MW，若用来发电，每年发电量可达1.2×1012kW·h。我国潮汐能藏量约有1.1×105MW。
全球海洋的海水温差能约有5×107MW，而可转化为电能的仅为3×106MW。我国可利用的海水温差能约有1.5×105MW。
全球海洋可供开发利用的海流能约有5×104MW。我国海流能藏量约3×104MW。
全球海洋可供开发利用的盐度差能约有2.6×106MW。我国盐度差能藏量约1.1×105MW。
可见，海洋能非常大，并且海洋能可再生、无污染。
比较以上所述海洋能的形式，波浪能、潮汐能、海水温差能蕴藏量均较大，占海洋能的绝大部分。能用来发电的波浪能发电量最高，能用来发电的潮汐能发电量次之，能用来发电的海水温差能发电量再次之。利用波浪能、潮汐能、海水温差能发电是海洋能发电的主要途径。而且海洋能发展的总趋势是：规模大型化、产品商用化、用途综合化。
然而，由于海洋能分布不均、密度低、不稳定，与常规能源发电相比，目前利用海洋能发电技术较复杂、成本较高。
迄今已有许多种海洋能发电装置。但是，现有的大多数海洋能发电装置结构显得复杂、成本高、发电效率低，所以实用受限。
2.风能
全球的风能约为2.74×109MW，其中可供开发利用的风能约为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。我国风能储量约为1.6×106MW，近期可开发的为1.5×105MW。
风能蕴量非常大。并且风能可再生、无污染。
然而，由于风能分布不均、密度低、时有时无，与常规能源发电相比，目前利用风能发电技术较复杂。
迄今已有许多种风能发电装置。但是，现有的大多数风发电装置结构显得复杂、成本高、发电效率低，所以实用受限。
3.太阳能
太阳辐射到地球大气层的能量高达1.73×1011MW。太阳能资源丰富，可再生、无污染。但是，一是太阳能流密度低，二是其强度受季节、地点、气候等各种因素的影响大，三是在地球上有夜晚的地方不能连续被利用。
目前，利用太阳能发电，较为成熟且效率较高的技术是太阳能电池，太阳能电池利用光伏效应将太阳能转换为电能。
总之，海洋能、风能、太阳能都是取之不尽的洁净的可再生能源。但是海洋能、风能、太阳能都有密度低、分布不均、不稳定的缺点。利用海洋能、风能、太阳能，对其分布不均的缺点，通过选择合适的地理位置克服；对其不稳定的缺点，采用现代电力电子技术可以克服；可是对其密度低的缺点还不能克服或不能较好地克服。而且，目前利用海洋能、风能、太阳能来发电的技术较复杂、成本较高、效率还较低。所以技术创新、降低成本是关键，且意义重大。
在陆地上建太阳能、风能发电站，要占用宝贵的土地资源，冲击人们的视线，影响视觉景观。在陆地上建风能发电站，产生的噪音危害人们健康；风机能反射、散射、衍射电磁波，干扰无线电通信，在陆地上建风能发电站，会影响现代人的通信。
发明内容
本实用新型目的是克服现有海洋能、风能、太阳能发电的缺陷，设计一种波浪能、海水温差能、风能、太阳能综合海上发电厂，结构简单、成本低、发电效率高，实用。
本实用新型按下述技术方案实现。
如图1至图6示。
在海底固定圆形台8，圆形台8是笼形或是圆筒形；台板6固定于圆台8的内壁；支柱7固定在海底，上端顶着台板6；在台板6的上面和圆形台8顶的下端面联接支柱9；在圆形台8的顶面固定若干有滑槽的立柱10，立柱10的顶端高出海平面，数个立柱10围成一个圆柱状笼，共有若干个这样的圆柱状笼；圆柱状发电网I这样组成：在若干围成圆形的支板4的上下两端分别联接圆圈内带十字架的圆板1、5，支板4的外侧面与圆板1和5的外圆面对齐，在支板4的外侧面联接导条3，在相邻的两支板4的空档之间、在圆板1的空档之间、在圆板5的空档之间均设置发电网2，而发电网2的每个格子由两块上下相对的永磁板或电磁板26和两块左右相对的导电板25联接围成(如图5示)；导电板25外接整流器(图中未画)；在所述圆柱状笼中放入圆柱状发电网I，并使圆柱状发电网I的导条3与立柱10的滑槽滑配合，圆柱状发电网I能沿立柱10上下移动，其下端被立柱10的滑槽的水平底面支撑。
在立柱10的顶端固定圆板11，圆板11上有能让圆柱状发电网I上下通过的孔；在圆板11的上端面固定圆筒18，圆筒18为整体的或用若干块板材拼接成，其上端面为一斜面或一平面；在圆筒18上开有若干圆孔，圆孔的中心线沿圆筒18的径向，在每个圆孔的两端连接支架17，风力发电机16安装在支架17上，风力发电机16的轴线与圆孔的中心线重合，风力发电机16外接整流器(图中未画)；在圆筒18的上端面固定支承板20，在支承板20上固定太阳能电池板19；或者在圆筒18的上端面固定平板27，在平板27上固定支板29和30，多个支板29和30组成锯齿状(如图2示)，在支板29上固定太阳能电池板28；太阳能电池板19或太阳能电池板28接防反充二极管(图中未画)。
支撑板13、台板14均与圆筒18的内壁固定，支撑板13在圆板11之上一段距离，台板14在支撑板13之上一段距离；在支撑板13与圆板11之间有若干支柱24支撑，在支撑板13与台板14之间有若干支柱23支撑，在支台板14与支承板20之间有若干支柱15和21支撑，或者在支台板14与平板27之间有若干支柱31支撑；在台板14上固定圆筒22，圆筒22为整体的或用若干块板材拼接成，圆筒22的上端顶住支承板20，圆筒22的外圆离开圆筒18的内圆一距离，或者在台板14上固定圆筒32，圆筒32为整体的或用若干块板材拼接成，圆筒32的上端顶住支平板27，圆筒32的外圆离开圆筒18的内圆一距离；在圆筒22或圆筒32与台板14、支承板20或平板27所围空间内设置所述电厂的控制室、设备仪器室、库房、工作室、休息室等。
拉杆12依次穿过支撑板13的过孔、圆板11的过孔联接在圆板1的中央，拉杆12的上部端块12-1与支撑板13用螺栓联接，吊环12-2与端块12-1联接。
在台板6或台板14上可设置海水温差发电设备。
当海浪或海水流从圆柱状发电网I的格子中冲过时，运动的海水充当导电体切割格子中磁场的磁力线而产生感应电流，感应电流导入导电板25后再输出到整流器整流后向外输出。若在圆柱状发电网I某侧迎着波浪或海水流的格子发出正向电流，则对应侧的格子发出反向电流，所以圆柱状发电网I的圆周能捕获任意水平运动方向的波浪或海水流的冲力发电，它的上下端面，捕获波浪或海水流的垂直冲力发电。
圆筒18能接受任意水平方向的风力，并用其上的风力发电机16发电。若在圆筒18某侧迎着风的风力发电机16被正驱转发电，则对应侧的风力发电机16被反驱转发电，风力发电机16发出的电输出到整流器整流后向外输出。
太阳能电池板19或太阳能电池板28发出的电通过防反充二极管输出。
在台板6或台板14设置的海洋温差发电设备，利用海洋温差能发电。
将圆柱状发电网I、风力发电机16、太阳能电池板19或太阳能电池板28发出的电及海水温差发电设备发出的电经整流、滤波、汇集、变压后存入蓄电池或直接并入大电网。
若所述海上发电厂建在有海底油田、燃气田或地热的地方，还可将相应的发电设备放置在台板6或台板14发电。
当圆柱状发电网I粘接较多海藻或海洋微生物时，可用安装在台板14下端面上吊车(图中未画)或其它起吊设备挂住吊环12-2，并松开端块12-1上的螺栓，将圆柱状发电网I吊到圆板11上方进行清理后再放下去归位。
当然，对所述海上发电厂中获取波浪能发电装置，不只限于圆柱状发电网I，还可采用其它波浪能发电装置。
本实用新型有益的效果是：
1、固定在海中的圆柱状发电网I，它的圆周能正对任意运动方向的波浪或海水流，捕获波浪或海水流的水平冲力发电，它的上下端面，捕获波浪或海水流的垂直冲力直接发电，所以能充分吸取波浪或海水流的能量。
现有的大多数海浪发电装置，将涌动的海水通过管道、象注射器一样的抽水器、单向阀门收集到蓄水池积累能量，然后从蓄水池放水冲击涡轮发电机发电，环节多、过程长、损耗多，因而发电效率低；本实用新型直接采集海浪或海水流的动能来直接发电，无转换过程，因而无损耗，所以发电效率高。而且圆柱状发电网I结构简单，成本低。圆柱状发电网I用于波浪或海水流发电，技术简单。
2、制造大型风轮叶片、电机，需要投巨资建大的厂房和购置重型设备；将制作好的风轮叶片、电机运到风场，需要重型车辆和重型起重机；在风场建造风力发电机高大的塔架也需要购置重型设备，安装风轮叶片、电机运到高大的塔架顶需要高大起重机且安装很困难。购置重型设备花钱多，使用重型设备耗能很大。所以，现有的风电站建造成本很高。本实用新型的风能发电技术方案，可选择适当大小的风力发电机16，化大为小、化整为零、巧妙组装，用常规工艺制造风力发电机、用常规吊运设备吊运安装制造好的风力发电机，不需要建造昂贵塔架，使成本成倍降低，维护成本也降低了。而且圆筒18能捕获任意水平方向的风力，并用其上的风力发电机16发电，能充分利用风力资源。
3、将海洋的波浪能发电、海流能发电、海洋温差能发电、风能发电、太阳能发电垂直组合在一个大塔架上，实现波浪能、海流能、海洋温差能及风能及太阳能密度叠加，大大提高了单位面积上发电量，相对性地减少了建造成本和运营成本，从而降低了发电成本。所以本实用新型设计了一种洁净、高效的海上综合发电厂，利用波浪能、海流能、海洋温差能、风能、太阳能互补发电，能持续发电。若所述海上发电厂建在有海底油田、燃气田或地热的地方，还可将相应的发电设备放置在在台板6或台板14发电。所以本实用新型顺应海洋能大规模、综合发展的趋势，将有力推动海洋能及可再生能源开发事业。
附图说明
图1为所述海上发电厂的结构示意图；
图2为所述海上发电厂顶部另一种结构示意图；
图3为图1的A-A剖视图；
图4为图1中圆柱状发电网I的B-B剖视图；
图5为图1中圆柱状发电网I的格子放大结构示意图；
图6为图1左视局部图。
具体实施方式
实施例：如图1至图6示。
在海底固定圆形台8，圆形台8是笼形或是圆筒形；台板6固定于圆台8的内壁；支柱7固定在海底，上端顶着台板6；在台板6的上面和圆形台8顶的下端面联接支柱9；在圆形台8的顶面固定若干有滑槽的立柱10，立柱10的顶端高出海平面，数个立柱10围成一个圆柱状笼，共有若干个这样的圆柱状笼；圆柱状发电网I这样组成：在若干围成圆形的支板4的上下两端分别联接圆圈内带十字架的圆板1、5，支板4的外侧面与圆板1和5的外圆面对齐，在支板4的外侧面联接导条3，在相邻的两支板4的空档之间、在圆板1的空档之间、在圆板5的空档之间均设置发电网2，而发电网2的每个格子由两块上下相对的永磁板或电磁板26和两块左右相对的导电板25联接围成(如图5示)；导电板25外接整流器(图中未画)；在所述圆柱状笼中放入圆柱状发电网I，并使圆柱状发电网I的导条3与立柱10的滑槽滑配合，圆柱状发电网I能沿立柱10上下移动，其下端被立柱10的滑槽的水平底面支撑。
在立柱10的顶端固定圆板11，圆板11上有能让圆柱状发电网I上下通过的孔；在圆板11的上端面固定圆筒18，圆筒18为整体的或用若干块板材拼接成，其上端面为一斜面或一平面；在圆筒18上开有若干圆孔，圆孔的中心线沿圆筒18的径向，在每个圆孔的两端连接支架17，风力发电机16安装在支架17上，风力发电机16的轴线与圆孔的中心线重合，风力发电机16外接整流器(图中未画)；在圆筒18的上端面固定支承板20，在支承板20上固定太阳能电池板19；或者在圆筒18的上端面固定平板27，在平板27上固定支板29和30，多个支板29和30组成锯齿状(如图2示)，在支板29上固定太阳能电池板28；太阳能电池板19或太阳能电池板28接防反充二极管(图中未画)。
支撑板13、台板14均与圆筒18的内壁固定，支撑板13在圆板11之上一段距离，台板14在支撑板13之上一段距离；在支撑板13与圆板11之间有若干支柱24支撑，在支撑板13与台板14之间有若干支柱23支撑，在支台板14与支承板20之间有若干支柱15和21支撑，或者在支台板14与平板27之间有若干支柱31支撑；在台板14上固定圆筒22，圆筒22为整体的或用若干块板材拼接成，圆筒22的上端顶住支承板20，圆筒22的外圆离开圆筒18的内圆一距离，或者在台板14上固定圆筒32，圆筒32为整体的或用若干块板材拼接成，圆筒32的上端顶住支平板27，圆筒32的外圆离开圆筒18的内圆一距离；在圆筒22或圆筒32与台板14、支承板20或平板27所围空间内设置所述电厂的控制室、设备仪器室、库房、工作室、休息室等。
拉杆12依次穿过支撑板13的过孔、圆板11的过孔联接在圆板1的中央，拉杆12的上部端块12-1与支撑板13用螺栓联接，吊环12-2与端块12-1联接。
在台板6或台板14上可设置海水温差发电设备。
当然，对所述海上发电厂中获取波浪能发电装置，不只限于圆柱状发电网I，还可采用其它波浪能发电装置。

Claims (1)

1.一种海上发电厂，其特征是：在海底固定圆形台(8)，圆形台(8)是笼形或是圆筒形；台板(6)固定于圆台(8)的内壁；支柱(7)固定在海底，上端顶着台板(6)；在台板(6)的上面和圆形台(8)顶的下端面联接支柱(9)；在圆形台(8)的顶面固定若干有滑槽的立柱(10)，立柱(10)的顶端高出海平面，数个立柱(10)围成一个圆柱状笼，共有若干个这样的圆柱状笼；圆柱状发电网(I)这样组成：在若干围成圆形的支板(4)的上下两端分别联接圆圈内带十字架的圆板(1)、(5)，支板(4)的外侧面与圆板(1)和(5)的外圆面对齐，在支板(4)的外侧面联接导条(3)，在相邻的两支板(4)的空档之间、在圆板(1)的空档之间、在圆板(5)的空档之间均设置发电网(2)，而发电网(2)的每个格子由两块上下相对的永磁板或电磁板(26)和两块左右相对的导电板(25)联接围成；导电板(25)外接整流器；在所述圆柱状笼中放入圆柱状发电网(I)，并使圆柱状发电网(I)的导条(3)与立柱(10)的滑槽滑配合，圆柱状发电网(I)能沿立柱(10)上下移动，其下端被立柱(10)的滑槽的水平底面支撑；
在立柱(10)的顶端固定圆板(11)，圆板(11)上有能让圆柱状发电网(I)上下通过的孔；在圆板(11)的上端面固定圆筒(18)，圆筒(18)为整体的或用若干块板材拼接成，其上端面为一斜面或一平面；在圆筒(18)上开有若干圆孔，圆孔的中心线沿圆筒(18)的径向，在每个圆孔的两端连接支架(17)，风力发电机(16)安装在支架(17)上，风力发电机(16)的轴线与圆孔的中心线重合，风力发电机(16)外接整流器；在圆筒(18)的上端面固定支承板(20)，在支承板(20)上固定太阳能电池板(19)；或者在圆筒(18)的上端面固定平板(27)，在平板(27)上固定支板(29)和(30)，多个支板(29)和(30)组成锯齿状，在支板(29)上固定太阳能电池板(28)；太阳能电池板(19)或太阳能电池板(28)接防反充二极管；
支撑板(13)、台板(14)均与圆筒(18)的内壁固定，支撑板(13)在圆板(11)之上一段距离，台板(14)在支撑板(13)之上一段距离；在支撑板(13)与圆板(11)之间有若干支柱(24)支撑，在支撑板(13)与台板(14)之间有若干支柱(23)支撑，在支台板(14)与支承板(20)之间有若干支柱(15)和(21)支撑，或者在支台板(14)与平板(27)之间有若干支柱(31)支撑；在台板(14)上固定圆筒(22)，圆筒(22)为整体的或用若干块板材拼接成，圆筒(22)的上端顶住支承板(20)，圆筒(22)的外圆离开圆筒(18)的内圆一距离，或者在台板(14)上固定圆筒(32)，圆筒(32)为整体的或用若干块板材拼接成，圆筒(32)的上端顶住支平板(27)，圆筒(32)的外圆离开圆筒(18)的内圆一距离；在圆筒(22)或圆筒(32)与台板(14)、支承板(20)或平板(27)所围空间内设置所述电厂的控制室、设备仪器室、库房、工作室、休息室；
拉杆(12)依次穿过支撑板(13)的过孔、圆板(11)的过孔联接在圆板(1)的中央，拉杆(12)的上部端块(12-1)与支撑板(13)用螺栓联接，吊环(12-2)与端块(12-1)联接；
在台板(6)或台板(14)上设置海水温差发电设备。
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