CN202047402U - 一种发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电系统，应用于潮汐发电，包括：流道、发电装置和潮位计，其中，所述流道，用于连接海湾底部和海湾外的水体；所述潮位计，设置在所述流道两端，用于实时监测海湾底部和海湾外的动态水位差，并判断监测到的动态水位差是否大于能够驱动发电装置的最小动态水位差；所述发电装置，设置在所述流道内，用于当潮位计判断监测到的动态水位差大于最小动态水位差时，利用监测到的动态水位差驱动发电装置进行发电。本申请采用海湾内外的动态水位差进行潮汐能发电，无需在海湾内建设截流大坝和水库，因此发电投资更小，也不会对海湾和库区内造成淤积；由于海湾内外的所有水体均可作为发电水体，因此发电量不受库容限制，发电时间更长。

Description

一种发电系统

技术领域

本申请涉及潮汐发电技术领域，尤其涉及一种利用潮汐能的发电系统。

背景技术

潮汐电站(tidal power station)是将海洋潮汐的能量转换成电能的电站，是唯一实际应用的海洋能电站。在海湾或有潮汐的河口筑起水坝，形成水库，涨潮时水库蓄水，落潮时海洋水位降低，水库放水，以驱动水轮发电机组发电。潮汐电站一般有3种类型，即单库单向型(一个水库，落潮时放水发电)、单库双向型(一个水库，涨潮和落潮时都能发电)和双库单向型(利用两个始终保持不同水位的水库发电)。

参见图1A和图1B，分别为现有技术中潮汐发电站在高潮时段开闸蓄水的工作示意图，以及在低潮时段闭闸发电的工作示意图。现有的潮汐电站由截流大坝、水闸和电站三部分组成，图1A中为高潮时段，则打开水闸纳水，对库区进行蓄水，当库区水位达到最高时关闭水闸；图1B中为低潮位时段，水闸保持关闭状态，库区内与库区外达到一定水位差时，打开电站机组进行发电。

发明人在对现有技术的研究和实践过程中发现，现有潮汐发电系统需要在海湾内建设大坝，因此投资巨大；由于受到库容的限制，因此电站的装机总量有限，世界最大的潮汐电站装机总量仅为24万kW，而我国最大的潮汐电站装机总量仅为3900kW；建坝对海湾进行截流，会对海湾和库区内造成较大淤积，影响电站使用寿命以及增加维护成本；并且，海湾截流会对鱼类洄游、海湾水交换造成影响，破坏海湾的生态环境。由于以上缺陷的存在，导致目前潮汐能电站的发展遭遇了瓶颈，浪费了蕴藏丰富的潮汐能资源。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种发电系统，利用海湾底部和海湾外的潮波差异导致的动态水位差进行发电，以解决现有技术中潮汐发电系统需要建设大坝，导致投资巨大且难以充分利用潮汐资源的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：

一种发电系统，应用于潮汐发电，包括：流道、发电装置和潮位计，其中，

所述流道，用于连接海湾底部和海湾外的水体；

所述潮位计，设置在所述流道两端，用于实时监测海湾底部和海湾外的动态水位差，并判断所述监测到的动态水位差是否大于能够驱动所述发电装置的最小动态水位差；

所述发电装置，设置在所述流道内，用于当所述潮位计判断所述监测到的动态水位差大于所述最小动态水位差时，利用所述监测到的动态水位差驱动所述发电装置进行发电。

所述潮位计，具体用于监测到海湾底部的潮位高于海湾外的潮位，确定所述海湾底部的潮位和海湾外的潮位之间存在正水位差。

所所述潮位计，具体用于监测到海湾外的潮位高于海湾底部的潮位，确定所述海湾外的潮位和海湾底部的潮位之间存在负水位差。

所述发电装置包括双向潮汐发电灯泡贯流式水轮发电机组。

所述发电装置具体用于：通过所述动态水位差驱动所述双向潮汐发电灯泡贯流式水轮发电机组进行双向发电。

可见，本申请实施例采用海湾底部与海湾外的潮波差异导致的动态水位差进行发电，实例中设置连海湾底部内和海湾外水体的流道，并在流道内设置发电装置，流道两端设置潮位计，当监测到海湾底部内和海湾外的水体之间存在动态水位差，且该动态水位差大于能够驱动发电装置的最小动态水位差时，利用监测到的动态水位差驱动发电装置进行发电。本申请实施例采用海湾底部与海湾外的潮波差异导致的动态水位差进行发电，无需海湾底部内建设截流大坝和水库，因此发电投资更小，也不会对海湾和库区内造成淤积，使得电站使用寿命更长，维护成本更低；由海湾底部内外的所有水体均可作为发电水体，因此发电量不受库容限制，装机容量可以更大，并且采海湾底部内外持续的动态水位差发电，因此发电时间更长；另外，由于无需对海湾进行截流，因此对海湾生态和环境影响更小。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为现有技术中潮汐发电站在高潮时段开闸蓄水的工作示意图；

图1B为现有技术中潮汐发电站在低潮时段闭闸发电的工作示意图；

图2为本申请发电系统的实施例结构图；

图3A至图3D为本申请利用海湾内外的动态水位差进行潮汐能发电的工作示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种利用潮汐能的发电系统。其中，设置连接海湾底部和海湾外水体的流道，流道两端设置潮位计，实时监测海湾底部和海湾外的潮波差异导致的动态水位差，并在流道内设置发电装置，通过监测到的动态水位差驱动发电装置进行发电。本申请由于无需在海湾底部建设截流大坝，无需建设纳潮水库，因此发电成本更小，使用寿命更长，维护成本更低；并且不受库容限制，装机容量可以更大。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。

本申请实施例充分利用潮汐能量，潮波具有长周期波的特性，因此潮波到达海湾时将发生潮波变形，此时海湾底部和海湾外潮波性质和潮时均不一致，导致海湾底部和海湾外存在动态水位差，包括正水位差和负水位差。基于此，本申请实施例可以在海湾底部开挖流道，连通湾内与湾外的水体，并在流道内安装发电装置，以及用于监测动态水位差的潮位计，就可以利用湾内和湾外的动态水位差进行双向发电。

参见图2，该系统包括：潮位计210、流道220和发电装置230。

其中，所述潮位计210，设置在所述流道220两端，用于实时监测海湾底部和海湾外的动态水位差，并判断所述监测到的动态水位差是否大于能够驱动所述发电装置230的最小动态水位差；

所述流道220，用于连接海湾底部和海湾外的水体；

所述发电装置230，设置在所述流道220内，用于当所述潮位计210判断所述监测到的动态水位差大于所述最小动态水位差时，利用所述监测到的动态水位差驱动所述发电装置230进行发电。

动态水位差是由海湾内外的潮波差异引起的，潮波是长周期波的特性，因此潮波到达海湾将发生潮波变形和延时，使得海湾底部和海湾外潮波性质和潮时均不一致，导致的海湾底部和海湾外存在动态水位差。其中，所述潮位计，具体用于监测到海湾底部的潮位高于海湾外的潮位，确定所述海湾底部的潮位和海湾外的潮位之间存在正水位差；所所述潮位计，具体用于监测到海湾外的潮位高于海湾底部的潮位，确定所述海湾外的潮位和海湾底部的潮位之间存在负水位差。

具体的，所述发电装置230可以包括双向潮汐发电灯泡贯流式水轮发电机组，具体用于通过所述动态水位差驱动所述双向潮汐发电灯泡贯流式水轮发电机组进行双向发电。发电装置230优选的，位于流道中部，可同时安装多组发电装置230同时发电。

参见图3A至图3D，为本申请系统实施例利用海湾底部和海湾外部的动态水位差进行潮汐能发电的工作示意图：

图3A中，外海潮波向海岸和海湾底部传播，当潮波进入海湾到达海湾底部时，潮波将发生变形和延时，使得海湾底部和海湾外存在动态水位差，电站内双向潮汐发电灯泡贯流式水轮发电机组可进行发电；

图3B中，涨潮阶段，涨潮潮波在海湾内延时，因此海湾底部的潮位上升要晚于海湾外，使得海湾外潮位高于海湾底部，存在负水位差，采用潮位计实时判断两侧的负水位差，当所述负水位差大于发电装置的可发电最小动态水位差时，开启发电装置逆向发电；

图3C中，采用潮位计实时判断两侧的水位差，当所述水位差小于发电装置的可发电最小动态水位差时，关闭发电装置；

图3D中，落潮阶段，落潮潮波在海湾内延时，因此海湾底部的潮位下降要晚于海湾外，使得海湾底部潮位高于海湾外，存在正水位差，采用潮位计实时判断两侧的正水位差，当所述正水位差大于发电装置的可发电最小动态水位差时，开启发电装置正向发电。

本申请实施例根据潮汐的涨落特点，重复循环上述图3B至图3D的过程，由此实现利用海湾底部外的动态水位差进行潮汐能发电。

通过以上的实施方式的描述可知，本申请实施例采用海湾底部与海湾外的潮波差异导致的动态水位差进行发电，实例中设置连海湾底部内和海湾外水体的流道，并在流道内设置发电装置，流道两端设置潮位计，当监测到海湾底部内和海湾外的水体之间存在动态水位差，且该动态水位差大于能够驱动发电装置的最小动态水位差时，利用监测到的动态水位差驱动发电装置进行发电。本申请实施例采用海湾底部与海湾外的潮波差异导致的动态水位差进行发电，无需海湾底部内建设截流大坝和水库，因此发电投资更小，也不会对海湾和库区内造成淤积，使得电站使用寿命更长，维护成本更低；由海湾底部内外的所有水体均可作为发电水体，因此发电量不受库容限制，装机容量可以更大，并且采海湾底部内外持续的动态水位差发电，因此发电时间更长；另外，由于无需对海湾进行截流，因此对海湾生态和环境影响更小。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (2)

1.一种发电系统，应用于潮汐发电，其特征在于，包括：流道、发电装置和潮位计，其中，

所述流道，用于连接海湾底部和海湾外的水体；

所述潮位计，设置在所述流道两端；

所述发电装置，设置在所述流道内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电装置包括双向潮汐发电灯泡贯流式水轮发电机组。 

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