CN203809199U - 十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置 - Google Patents

Abstract

十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置。能源是整个世界发展及经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。一种十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其组成包括:主浮体（1），所述的主浮体连接顶盖（2），所述的顶盖绕圆周距圆心等距离的位置开有4个圆孔，所述的圆孔之间的夹角为90°，所述的圆孔穿有支撑杆（3），4个所述的支撑杆均连接上圆盘（4）和下圆盘（5），所述的下圆盘位于所述的顶盖下部，所述的上圆盘位于所述的顶盖上部，所述的上圆盘的中心连接螺杆（6），所述的螺杆穿过十字架的中心，所述的螺杆连接螺帽（7）。本实用新型用于流水能及风能联合发电。

Description

十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置。

背景技术

能源是整个世界发展及经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。

当今社会所消耗的能源主要来源于传统化石能源，全球总能耗的74%来自于煤炭、石油，天然气等矿物能源，发展中国家对化石能源的依赖更为严重。伴随着经济的快速发展和人口的迅速增长，能源消耗大幅度增加，化石能源的储量越来越少，消耗殆尽。除此之外，对化石能源的过分依赖已经造成了生态环境的严重破坏，对地球居民的生活质量及生存环境带来了最大的威胁。对潮流水能及风能等可再生能源的利用是能源供应及环境保护的需要。

我国沿海地区的能源生产总量为3.5亿吨标准煤，占全国的25%，而我国的能源消耗主要集中在沿海经济发达地区，消耗总量为7.7亿吨标准煤，占全国的52%。沿海地区的能源资源占全国比例不足20%的情况下，国内生产总值达到了全国的70%。我国东部沿海地区要率先实行全面建设小康社会是国家的发展规划和长远目标，但能源短缺严重制约了沿海地区的经济发展。开发利用潮流水能及海风能是沿海地区经济发展的需要。

近10年来，我国政府对潮流水能及其转换装置的研究给予了高度重视和经费支持，旨在研究发展潮流发电装置设计分析方法，设计建造性能优良、能长期可靠运行的潮流示范电站，进而实现潮流电站的商业运营。开发利用潮流能，开展潮流发电装置研究是是潮流发电技术自身发展的需求。

和潮流水能利用有所区别，风力发电经过几十年的发展已经进入商业化运行的阶段，许多国家都已经建成了相当规模的发力发电电站，风力发电在世界能源结构中所占的比重也越来越大。但问题也随之而来，风力发电产业的迅速发展造成了全世界范围内的产能过剩，其根本原因在于风力发电电站的建设对选址有很大的要求且要占用大量的土地。而广阔的海洋占地球总面积的71%，并且蕴藏着丰富的风力资源，开发利用海风能是风力发电行业持续发展及可再生能源进一步发展的需要。

已知的各类海上发电装置按发电平台的形式可以分为漂浮式、桩基础式和座海底式。漂浮式发电装置结构相对简单，对船厂的制造技术要求不是很高，制造成本相对较低，安装运输、维护检修也较桩基础和座海底式潮流发电装置方便。但漂浮式海上发电装置的突出问题是受海洋风浪影响大，发电稳定性差，安装运输和维护检修仍有不便。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种提高了漂浮式平台的稳定性及发电效率的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其组成包括:主浮体，所述的主浮体连接顶盖，所述的顶盖绕圆周距圆心等距离的位置开有4个圆孔，所述的圆孔之间的夹角为90°，所述的圆孔穿有支撑杆，4个所述的支撑杆均连接上圆盘和下圆盘，所述的下圆盘位于所述的顶盖下部，所述的上圆盘位于所述的顶盖上部，所述的上圆盘的中心连接螺杆，所述的螺杆穿过十字架的中心，所述的螺杆连接螺帽。

所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的十字架包括左支杆、右支杆、前支杆和后支杆，所述的左支杆连接左垂直轴水轮机，所述的右支杆连接右垂直轴水轮机，所述的左垂直轴水轮机与所述的右垂直轴水轮机对称分布，所述的前支杆连接前海风发电装置，所述的后支杆连接后海风发电装置，所述的前海风发电装置与所述的后海风发电装置对称分布，所述的左支杆和所述的右支杆与所述的前支杆和所述的后支杆十字交叉相互连接。

所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的左垂直轴水轮机与所述的右垂直轴水轮机均包括底壳体，所述的底壳体连接风力发电机，所述的风力发电机连接转轴，所述的转轴连接电风扇摆头装置，所述的电风扇摆头装置连接风叶。

所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的前海风发电装置与所述的后海风发电装置包括上壳体，所述的上壳体内装有水力发电机，所述的水力发电机连接上盖，所述的上盖连接一组潮水推动弧形板，所述的潮水推动弧形板连接底板，所述的上盖开有透水孔。

所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的主浮体的下部连接底盖，所述的底盖连接一组插接柱，所述的插接柱连接一组浮盘。

有益效果：

1.本实用新型采用的上圆盘、下圆盘、支撑杆的组合以及十字架结构能够使主浮体始终处于平稳的状态，保证了本产品能够正常使用，很好的发电。

本实用新型同时采用了风能和水能，成本低、发电效果好。

本实用新型海风发电装置采用双转子对旋结构形式，垂直轴水轮机采用对称分布，减小装置的侧向流载荷，降低结构强度要求和系泊载荷。

本实用新型采用“十”字型结构，采取垂直轴水轮机对称分布，海风发电装置对称分布及垂直轴水轮机和海风发电装置交叉分布的设计，提高了载体的利用率。

本实用新型主浮体半潜结构，使本产品具有充足浮力的同时，拥有小水线面，降低装置的浪、流载荷，提高装置的耐风浪性能，进而提高了潮流发电的安全性与稳定性

6.本实用新型针对常规漂浮式海上发电装置载体耐波性能差、联合利用率低、甲板作业面积利用不充分等问题，设计“十”字型半潜载体结构，并解决“十”字型半潜载体的横稳性问题，提升了漂浮式海上发电装置联合利用率，对潮流能及海风能进行联合利用，合理设计垂直轴水轮机及海风发电装置的所处位置，提高漂浮式平台的稳定性及发电效率。

本实用新型针对漂浮式海上发电装置上述突出问题，开发设计一种结构简单；生产和制造成本低；安装和维护检修方便、经济；发电性能稳定；适合在潮流能及海风能丰富的海域应用；可向沿海地区及岛屿居民提供生产和生活用电的漂浮式潮流及海风联合发电装置，进行了模型的试验，评估了装置的性能，对装置进行了优化。

附图说明：

附图1是本产品的结构示意图。

附图2是附图1的局部示意图。

具体实施方式：

实施例1：

一种十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其组成包括:主浮体1，所述的主浮体连接顶盖2，所述的顶盖绕圆周距圆心等距离的位置开有4个圆孔，所述的圆孔之间的夹角为90°，所述的圆孔穿有支撑杆3，4个所述的支撑杆均连接上圆盘4和下圆盘5，所述的下圆盘位于所述的顶盖下部，所述的上圆盘位于所述的顶盖上部，所述的上圆盘的中心连接螺杆6，所述的螺杆穿过十字架的中心，所述的螺杆连接螺帽7。

（1）发电装置的横稳性保障

发电装置为双机左右对称布置结构，潮流能发电装置及海风发电装置交叉分布机构。保证装置横稳性既需要主浮体有较大浮力，又能够与海风发电装置的机舱和载体进行匹配以及载体具有较小的水阻。

（2）本设计目的是增大平台的浮力，使主浮体拥有小水线面。垂直轴水轮机为对称分布机构，减少了两水轮机之间的相互影响并有效地提高装置的发电效率。

（3）阻尼板形状、安装位置的确定

阻尼板对潮流发电装置运动响应具有很大的作用，本产品阻尼板的安装位置解决了阻尼板在根本上响应了潮流发电装置运动。

实施例2：

实施例1所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的十字架包括左支杆8、右支杆9、前支杆10和后支杆11，所述的左支杆连接左垂直轴水轮机，所述的右支杆连接右垂直轴水轮机，所述的左垂直轴水轮机与所述的右垂直轴水轮机对称分布，所述的前支杆连接前海风发电装置，所述的后支杆连接后海风发电装置，所述的前海风发电装置与所述的后海风发电装置对称分布，所述的左支杆和所述的右支杆与所述的前支杆和所述的后支杆十字交叉相互连接。

实施例3：

实施例2所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的左垂直轴水轮机与所述的右垂直轴水轮机均包括底壳体12，所述的底壳体连接风力发电机，所述的风力发电机连接转轴13，所述的转轴连接电风扇摆头装置14，所述的电风扇摆头装置连接风叶15。

实施例4：

实施例2所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的前海风发电装置与所述的后海风发电装置包括上壳体16，所述的上壳体内装有水力发电机，所述的水力发电机连接上盖17，所述的上盖连接一组潮水推动弧形板18，所述的潮水推动弧形板连接底板19，所述的上盖开有透水孔20。潮水推动弧形板也叫阻尼板。

实施例5：

实施例1所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，所述的主浮体的下部连接底盖22，所述的底盖连接一组插接柱23，所述的插接柱连接一组浮盘24。

实施例6：

上述实施例所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，可以利用其独特的结构做如下实验。

⑴均匀流实验。流速分别取0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s、0.8m/s、0.9m/s、1.0m/s，进行了静水拖航实验，测量系泊链拉力，模型的横倾、横摇、纵倾、纵摇、艏摇以及重心处的加速度。

⑵  波浪实验，流速分别取0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s、0.8m/s、0.9m/s、

1.0m/s，波长与模型长度比分别设为0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、1.8和2.0，波高取40mm、60mm、80mm，进行了规则的波环境下漂浮式潮流计海风联合发电装置流载荷性能及运动响应实验，测量系泊链拉力，模型的横倾、横摇、纵倾、纵摇、艏摇以及重心处的加速度。

⑶  阻尼板波浪实验，流速分别取0.4m/s、0.5m/s、0.6m/s、0.7m/s、0.8m/s、

0.9m/s、1.0m/s，波长与模型长度比分别设为0.5、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、1.8和2.0，波高取40mm、60mm、80mm，调整阻尼板形状与位置，进行了规则波环境下带阻尼板的漂浮式潮流及海风联合发电装置流载荷性能及运动的响应实验，测量系泊链拉力，模型的横倾、横摇、纵倾、纵摇、艏摇以及重心处的加速度。

Claims (5)

1.一种十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其组成包括: 主浮体，其特征是: 所述的主浮体连接顶盖，所述的顶盖绕圆周距圆心等距离的位置开有4个圆孔，所述的圆孔之间的夹角为90°，所述的圆孔穿有支撑杆，4个所述的支撑杆均连接上圆盘和下圆盘，所述的下圆盘位于所述的顶盖下部，所述的上圆盘位于所述的顶盖上部，所述的上圆盘的中心连接螺杆，所述的螺杆穿过十字架的中心，所述的螺杆连接螺帽。

2.根据权利要求1所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其特征是: 所述的十字架包括左支杆、右支杆、前支杆和后支杆，所述的左支杆连接左垂直轴水轮机，所述的右支杆连接右垂直轴水轮机，所述的左垂直轴水轮机与所述的右垂直轴水轮机对称分布，所述的前支杆连接前海风发电装置，所述的后支杆连接后海风发电装置，所述的前海风发电装置与所述的后海风发电装置对称分布，所述的左支杆和所述的右支杆与所述的前支杆和所述的后支杆十字交叉相互连接。

3.根据权利要求2所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其特征是: 所述的左垂直轴水轮机与所述的右垂直轴水轮机均包括底壳体，所述的底壳体连接风力发电机，所述的风力发电机连接转轴，所述的转轴连接电风扇摆头装置，所述的电风扇摆头装置连接风叶。

4.根据权利要求2所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其特征是: 所述的前海风发电装置与所述的后海风发电装置包括上壳体，所述的上壳体内装有水力发电机，所述的水力发电机连接上盖，所述的上盖连接一组潮水推动弧形板，所述的潮水推动弧形板连接底板，所述的上盖开有透水孔。

5.根据权利要求1所述的十字型漂浮式潮流水能及风能联合发电装置，其特征是:所述的主浮体的下部连接底盖，所述的底盖连接一组插接柱，所述的插接柱连接一组浮盘。