CN206246280U - 一种风能、海洋能综合利用发电平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海上风能、潮流能综合利用发电平台，包括设置在海平面以下的潮流能发电装置、固定桩、风力发电装置和波浪能发电装置；所述潮流能发电装置包括叶轮机；所述叶轮机包括水平转动的叶轮；所述固定桩内设有电力传输系统；所述电力传输系统与所述风力发电装置连接；所述电力传输系统与所述潮流能发电装置连接；所述电力传输系统与所述波浪能发电装置连接。通过将风力发电装置、潮流能发电装置和波浪能发电装置共同设置在风机的固定桩上，同时通过电力传输系统，传输电能；可有效降低单位发电成本，提高能量传输效率；特别的，当出现设备故障时，风能、潮流能、波浪能发电设备可相互提供能源保障，提升海上能量设备的生存能力。

Description

一种风能、海洋能综合利用发电平台

技术领域

本实用新型涉及海洋能利用领域，特别涉及一种风能、海洋能综合利用发电平台。

背景技术

随着石油、煤等不可再生能源的消耗，人们逐渐考虑如何充分利用海洋上的能源，而海洋上的风能、潮流能、波浪能属于无穷无尽的可再生资源，而且属于无污染的绿色能源。海上利用风力进行发电的技术已经成熟，但是，相比于海上风力发电，波浪能发电装置和潮流发电装置的能量转化率较低，单位发电成本较高，一定程度限制了二者的充分利用。故如何将风能、潮流能及波浪能三者充分利用，并采用同一装置进行发电，是近年来一直研究的课题。

申请号为201410206109.0的中国专利公开了基于单桩平台的风能-波浪能-潮流能集成发电结构，包括单桩平台风力发电结构、波浪能发电装置和潮流能发电装置，单桩平台风力发电结构包括风力机、塔架结构、单桩支撑结构和配套电力传输系统，波浪能发电装置设在塔架结构水面处，潮流能发电装置设在水下的单桩支撑结构上。该发明采用单桩平台结构施工便利、建造成本低，适用范围广；风力发电、波浪发电和潮流发电共享单桩支撑结构和电力传输系统，可有效降低单位发电成本。该发明能够将风能、潮流能、波浪能有效转化为电能，转化效率高。但存在以下不足，潮流能发电装置中的转子绕水平轴旋转，发电过程中遇到的阻碍作用较大，同时将电能传输过程中，能量传输效率不高。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供了一种风能、海洋能综合利用发电平台，通过将风力发电装置、潮流能发电装置和波浪能发电装置通过共同的电力传输系统，传输电能，可有效降低单位发电成本，提高能量利用率、传输效率；

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种风能、海洋能综合利用发电平台，包括设置在海平面以下的潮流能发电装置、固定桩、风力发电装置和波浪能发电装置；所述潮流能发电装置包括叶轮机；所述叶轮机包括水平转动的叶轮；

所述固定桩内设有电力传输系统；所述电力传输系统与所述风力发电装置连接；所述电力传输系统与所述潮流能发电装置连接；所述电力传输系统与所述波浪能发电装置连接。

其中，所述固定桩外表面设有滑道；所述潮流能发电装置与所述滑道滑动连接；所述滑道固定不动，所述潮流能发电装置随着海平面的升降沿着滑道上下滑动。

其中，所述波浪能发电装置包括振荡式浮子和L型的连杆；所述振荡式浮子内部设有凹腔；所述连杆一端与所述振荡式浮子连接，另一端与所述滑道滑动连接；所述滑道固定不动，所述连杆随着海平面的升降沿着滑道上下滑动。

其中，所述潮流能发电装置与所述波浪能发电装置连接；所述风力发电装置与所述潮流能发电装置连接。

其中，所述潮流能发电装置包括竖轴、第一支撑架和第二支撑架；所述竖轴的一端与所述第一支撑架垂直连接；所述竖轴的另一端与所述第二支撑架垂直连接；所述叶轮上设有通孔，所述叶轮通过通孔套设在所述竖轴上；所述第一支撑架在所述第二支撑架之上。

其中，所述第一支撑架包括外框和第一横向支撑杆；所述外框为正多边形或圆形；所述第一横向支撑杆的一端与所述外框连接，所述第一横向支撑杆的另一端与所述滑道滑动连接；所述第二支撑架与所述第一支撑架大小和形状相同。

其中，所述潮流能发电装置还包括第三支撑架，所述第三支撑架包括第二横向支撑杆和竖向支撑杆；所述第二横向支撑杆一端与所述竖向支撑杆中部垂直连接，所述第二横向支撑杆另一端与所述滑道滑动连接；所述竖向支撑杆一端与所述第一支撑架垂直连接，所述竖向支撑杆另一端与所述第二支撑架垂直连接。

其中，一种风能、海洋能综合利用发电平台还包括第一升降装置和第二升降装置；所述第一升降装置设置在所述潮流能发电装置内部；使所述潮流能发电装置通过所述第一升降装置沿着滑道表面上下滑动；所述第二升降装置设置在所述波浪能发电装置内部；使所述波浪能发电装置通过所述第二升降装置沿着滑道表面上下滑动。

其中，所述潮流能发电装置包括第一潮流能发电装置和第二潮流能发电装置；所述第一潮流能发电装置和所述第二潮流能发电装置关于所述固定桩对称设置；所述波浪能发电装置包括第一波浪能发电装置和第二波浪能发电装置；所述第一波浪能发电装置和所述第二波浪能发电装置关于所述固定桩对称设置。

本实用新型的有益效果在于：

区别于现有技术，将潮流能转换为叶轮竖直方向旋转的动能，存在能量转换过程中会受到的动力较小；本实用新型中的潮流能发电装置包括叶轮机，所述叶轮机包括水平转动的叶轮；所述叶轮能够将潮流能转换为水平旋转的动能，所述叶轮水平方向旋转过程中，能够增加叶轮旋转过程受到的潮流动力，从而提高了潮流能转换为电能的转化率；通过风力发电装置、潮流能发电装置和波浪能发电装置共同设置在风机的固定桩上；同时通过共同的电力传输系统，传输电能，可有效降低单位发电成本，提高能量利用率、传输效率。

附图说明

图1所示为本实用新型实施例的一种风能、海洋能综合利用发电平台的结构示意图；

图2所示为本实用新型实施例的一种风能、海洋能综合利用发电平台的俯视结构示意图。

标号说明：

1、潮流能发电装置；2、叶轮机；3、叶轮；4、固定桩；5、滑道；6、波浪能发电装置；7、振荡式浮子；8、连杆；9、竖轴；10、第一支撑架；11、第二支撑架；12、滤波装置；13、外框；14、第一横向支撑杆；15第三支撑架；16、第二横向支撑杆；17、竖向支撑杆。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：通过风力发电装置、潮流能发电装置和波浪能发电装置通过共同的风机电力传输系统传输电能，可有效降低单位发电成本，提高能量传输效率。

本实用新型的工作原理：当海平面上升或者下降时，通过所述潮流能发电装置与所述固定桩滑动连接，调节潮流能发电装置离海平面的深度，同时将潮流能转换为叶轮的动能，从而进行发电；通过所述波浪能发电装置与所述固定桩滑动连接，能够保证所述振荡式浮子维持在海平面上，同时能够将波浪能转换为振荡式浮子的动能，从而进行发电；潮流能发电装置与波浪能发电装置连接，当潮流能发电装置能量不足，不能维持其上下滑动时，波浪能发电装置能够提供电能给潮流能发电装置；当波浪能发电装置能量不足，不能维持其上下滑动时，潮流能发电装置能够提供电能给潮流能发电装置；通过潮流能发电装置与波浪能发电装置连接，使潮流能发电装置和波浪能发电装置能一直处于工作状态。

请参照图1和图2，本实用新型提供的一种风能、海洋能综合利用发电平台，包括设置在海平面以下的潮流能发电装置1、固定桩4、风力发电装置和波浪能发电装置6；所述潮流能发电装置1包括叶轮机2；所述叶轮机2包括水平转动的叶轮3；

所述固定桩4内设有电力传输系统；所述电力传输系统与所述风力发电装置连接；所述电力传输系统与所述潮流能发电装置1连接；所述电力传输系统与所述波浪能发电装置6连接。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：所述潮流能发电装置包括叶轮机，所述叶轮机包括水平转动的叶轮；所述叶轮能够将潮流能转换为水平旋转的动能，所述叶轮水平方向旋转过程中，能够增加叶轮旋转过程遇到的潮流动力，从而提高了潮流能转换为电能的转化率；通过风力发电装置、潮流能发电装置和波浪能发电装置共享风机的固定桩和风机电力传输系统，可有效降低单位发电成本，提高能量传输效率。

进一步的，所述固定桩4外表面设有滑道5；所述潮流能发电装置1与所述滑道5滑动连接；所述滑道5固定不动，所述潮流能发电装置1随着海平面的升降沿着滑道5上下滑动。

从上述描述可知，通过所述潮流能发电装置与所述滑道滑动连接，当海平面上升或者下降时，能够维持潮流能发电装置在海平面下方的一定深度，使潮流能发电装置处于最佳的工作状态，使潮流能高效的转换为电能。

进一步的，所述波浪能发电装置6包括振荡式浮子7和L型的连杆8；所述振荡式浮子7内部设有凹腔；所述连杆8一端与所述振荡式浮子7连接，另一端与所述滑道5滑动连接；所述滑道5固定不动，所述连杆8随着海平面的升降沿着滑道5上下滑动。

从上述描述可知，所述振荡式浮子内部设有凹腔，能够增大所述振荡式浮子在海平面上的浮力；通过连杆与所述滑着滑动连接，当海平面上升或者下降时，能够使振荡式浮子始终处于海平面上，使振荡式浮子一直处于工作状态，能够将波浪能转换为振荡式浮子的动能，提高了波浪能的利用率；并不会因为涨潮或者退潮时，海平面升降而使波浪能发电装置不能工作。

进一步的，所述潮流能发电装置1与所述波浪能发电装置6连接；所述风力发电装置与所述潮流能发电装置1连接。

从上述描述可知，当出现设备故障时，风力发电装置、潮流能发电装置和波浪能发电装置可相互提供电力支持保障，提升海上能量设备的生存能力。

进一步的，所述潮流能发电装置1包括竖轴9、第一支撑架10和第二支撑架11；所述竖轴9的一端与所述第一支撑架10垂直连接；所述竖轴9的另一端与所述第二支撑架11垂直连接；所述叶轮3上设有通孔，所述叶轮3通过通孔套设在所述竖轴9上；所述第一支撑架10在所述第二支撑架11之上，所述第一支撑架10上设有滤波装置12，所述滤波装置12覆盖所述第一支撑架10。

从上述描述可知，所述叶轮通过通孔套设在所述竖轴上，所述叶轮能够将潮流能转换为水平旋转的动能，所述叶轮绕竖轴旋转过程中，能够增加叶轮旋转过程遇到的潮流动力；通过所述滤波装置覆盖所述第一支撑架，能够减小海面波浪对潮流能的影响。

进一步的，所述第一支撑架10包括外框13和第一横向支撑杆14；所述外框13为正多边形或圆形；所述第一横向支撑杆14的一端与所述外框13连接，所述第一横向支撑杆14的另一端与所述滑道5滑动连接；所述第二支撑架11与所述第一支撑架10大小和形状相同。

从上述描述可知，所述外框为正多边形或圆形，方便潮流能发电装置对称布置；通过所述第一横向支撑杆的一端与所述外框连接，能够增加所述第一支撑架的强度，避免所述第一支撑架在沿着固定桩上下滑动时，受到过大的压力而产生变形。

进一步的，所述潮流能发电装置1还包括第三支撑架15，所述第三支撑架15包括第二横向支撑杆16和竖向支撑杆17；所述第二横向支撑杆16一端与所述竖向支撑杆17中部垂直连接，所述第二横向支撑杆16另一端与所述滑道5滑动连接；所述竖向支撑杆17一端与所述第一支撑架10垂直连接，所述竖向支撑杆17另一端与所述第二支撑11架垂直连接。

从上述描述可知，通过所述第三支撑架与所述第一支撑架、所述第二支撑架及固定桩连接，增加了所述潮流能发电装置的强度及刚度。

进一步的，所述风力发电装置固定在所述固定桩4上部。

从上述描述可知，通过固定桩上部设置风力发电装置，能够将风能转换为电能，提高了海上能源的利用。

进一步的，一种风能、海洋能综合利用发电平台还包括第一升降装置和第二升降装置；所述第一升降装置设置在所述潮流能发电装置1内部；使所述潮流能发电装置1通过所述第一升降装置沿着滑道5表面上下滑动；所述第二升降装置设置在所述波浪能发电装置6内部；使所述波浪能发电装置6通过所述第二升降装置沿着滑道5表面上下滑动。

从上述描述可知，通过所述第一升降装置，能够调节潮流能发电装置离海平面的深度，使其处于最佳工作状态，提高潮流能的利用率；通过所述第二升降装置，能够使波浪能发电装置沿着固定桩上下滑动，使振荡式浮子始终处于海平面上，将波浪能转换为电能，提高了波浪能的利用率。

进一步的，所述潮流能发电装置1包括第一潮流能发电装置和第二潮流能发电装置；所述第一潮流能发电装置和所述第二潮流能发电装置关于所述固定桩4对称设置；所述波浪能发电装置6包括第一波浪能发电装置和第二波浪能发电装置；所述第一波浪能发电装置和所述第二波浪能发电装置关于所述固定桩4对称设置。

从上述描述可知，通过潮流能发电装置关于所述固定桩对称设置，波浪能发电装置关于所述固定桩对称设置，最大限度消除了来流不均匀性对潮流能、波浪能发电装置发电效率的影响。

请参照图1至图2所示，本实用新型的实施例一为：

一种风能、海洋能综合利用发电平台，包括设置在海平面以下的潮流能发电装置1；所述潮流能发电装置1包括叶轮机2；所述叶轮机2包括水平转动的叶轮3；所述固定桩4外表面设有滑道5；所述潮流能发电装置1包括竖轴9、第一支撑架10、第二支撑架11和第三支撑架15；所述竖轴9的一端与所述第一支撑架10垂直连接；所述竖轴9的另一端与所述第二支撑架11垂直连接；所述叶轮3上设有通孔，所述叶轮3通过通孔套设在所述竖轴9上；所述第一支撑架10在所述第二支撑架11之上，所述第一支撑架10上设有滤波装置12，所述滤波装置12覆盖所述第一支撑架10；所述第一支撑架10包括外框13和第一横向支撑杆14；所述外框13为正多边形或圆形；所述第一横向支撑杆14的一端与所述外框13连接，所述第一横向支撑杆14的另一端与所述滑道5滑动连接；所述第二支撑架11与所述第一支撑架10大小和形状相同；所述第三支撑架15包括第二横向支撑杆16和竖向支撑杆17；所述第二横向支撑杆16一端与所述竖向支撑杆17中部垂直连接，所述第二横向支撑杆16另一端与所述滑道5滑动连接；所述竖向支撑杆17一端与所述第一支撑架10垂直连接，所述竖向支撑杆17另一端与所述第二支撑11架垂直连接；所述潮流能发电装置1与所述滑道5滑动连接；所述滑道5固定不动；所述潮流能发电装置1内部设有所述第一升降装置，使所述潮流能发电装置1通过所述第一升降装置沿着滑道5表面上下滑动。

从本实用新型的实施例一可知，所述潮流能发电装置包括叶轮机，所述叶轮机包括水平转动的叶轮；所述叶轮安装在所述竖轴上，所述叶轮能够将潮流能转换为水平旋转的动能；所述第一支撑架上设有滤波装置，所述滤波装置能够减小海面波浪对潮流能的影响，从而减小叶轮旋转过程受到波浪冲击的影响；通过所述第一升降装置，能够调节潮流能发电装置离海平面的深度，使其处于最佳工作状态，能够减小海平面上的波浪对叶轮的影响。

本实用新型的实施例二为：

一种风能、海洋能综合利用发电平台，包括设置在海平面以下的潮流能发电装置1、波浪能发电装置6和风力发电装置、固定桩4、第一升降装置和第二升降装置；所述潮流能发电装置1包括叶轮机2；所述叶轮机2包括水平转动的叶轮3；所述固定桩4外表面设有滑道5；所述固定桩4内设有电力传输系统；所述电力传输系统与所述风力发电装置连接；所述电力传输系统与所述潮流能发电装置1连接；所述电力传输系统与所述波浪能发电装置6连接；所述潮流能发电装置1包括竖轴9、第一支撑架10、第二支撑架11和第三支撑架15；所述竖轴9的一端与所述第一支撑架10垂直连接；所述竖轴9的另一端与所述第二支撑架11垂直连接；所述叶轮3上设有通孔，所述叶轮3通过通孔套设在所述竖轴9上；所述第一支撑架10在所述第二支撑架11之上，所述第一支撑架10上设有滤波装置12，所述滤波装置12覆盖所述第一支撑架10；所述第一支撑架10包括外框13和第一横向支撑杆14；所述外框13为正多边形或圆形；所述第一横向支撑杆14的一端与所述外框13连接，所述第一横向支撑杆14的另一端与所述滑道5滑动连接；所述第二支撑架11与所述第一支撑架10大小和形状相同；所述第三支撑架15包括第二横向支撑杆16和竖向支撑杆17；所述第二横向支撑杆16一端与所述竖向支撑杆17中部垂直连接，所述第二横向支撑杆16另一端与所述滑道5滑动连接；所述竖向支撑杆17一端与所述第一支撑架10垂直连接，所述竖向支撑杆17另一端与所述第二支撑11架垂直连接；所述潮流能发电装置1与所述滑道5滑动连接；所述滑道5固定不动，所述潮流能发电装置1随着海平面的升降沿着滑道5上下滑动；所述波浪能发电装置6包括振荡式浮子7和L型的连杆8；所述振荡式浮子7内部设有凹腔；所述连杆8一端与所述振荡式浮子7连接，另一端与所述滑道5滑动连接；所述滑道5固定不动，所述连杆8随着海平面的升降沿着滑道5上下滑动；所述潮流能发电装置1与所述波浪能发电装置6连接；所述第一升降装置设置在所述潮流能发电装置1内部；使所述潮流能发电装置1通过所述第一升降装置沿着滑道5表面上下滑动；所述第二升降装置设置在所述波浪能发电装置6内部；使所述波浪能发电装置6通过所述第二升降装置沿着滑道5表面上下滑动；所述风力发电装置固定在所述固定桩4上部；所述潮流能发电装置1包括第一潮流能发电装置和第二潮流能发电装置；所述第一潮流能发电装置和所述第二潮流能发电装置关于所述固定桩4对称设置；所述波浪能发电装置6包括第一波浪能发电装置和第二波浪能发电装置；所述第一波浪能发电装置和所述第二波浪能发电装置关于所述固定桩4对称设置。

综上所述，本实用新型提供的一种风能、海洋能综合利用发电平台，所述潮流能发电装置包括叶轮机，所述叶轮机包括水平转动的叶轮；所述叶轮能够将潮流能转换为水平旋转的动能，所述叶轮水平方向旋转过程中，能够增加叶轮旋转过程遇到的潮流动力，从而提高了潮流能转换为电能的转化率；通过所述潮流能发电装置与所述滑道滑动连接，当海平面上升或者下降时，能够维持潮流能发电装置在海平面下方的一定深度，使潮流能发电装置处于最佳的工作状态，使潮流能高效的转换为电能；所述振荡式浮子内部设有凹腔，能够增大所述振荡式浮子在海平面上的浮力；通过连杆与所述滑着滑动连接，当海平面上升或者下降时，能够使振荡式浮子始终处于海平面上，使振荡式浮子一直处于工作状态，能够将波浪能转换为振荡式浮子的动能，提高了波浪能的利用率；并不会因为涨潮或者退潮时，海平面升降而使波浪能发电装置不能工作；通过所述潮流能发电装置与所述波浪能发电装置连接，当潮流能发电装置能量不足，不能维持其上下滑动时，波浪能发电装置能够提供电能给潮流能发电装置；当波浪能发电装置能量不足，不能维持其上下滑动时，潮流能发电装置能够提供电能给潮流能发电装置；通过潮流能发电装置与波浪能发电装置连接，使潮流能发电装置和波浪能发电装置能一直处于工作状态；通过所述潮流能发电装置关于所述固定桩对称设置，所述波浪能发电装置关于所述固定桩对称设置，最大限度消除了来流不均匀性对潮流能、波浪能发电装置发电效率的影响。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，包括设置在海平面以下的潮流能发电装置、固定桩、风力发电装置和波浪能发电装置；所述潮流能发电装置包括叶轮机；所述叶轮机包括水平转动的叶轮；

所述固定桩内设有电力传输系统；所述电力传输系统与所述风力发电装置连接；所述电力传输系统与所述潮流能发电装置连接；所述电力传输系统与所述波浪能发电装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述固定桩外表面设有滑道；所述潮流能发电装置与所述滑道滑动连接；所述滑道固定不动，所述潮流能发电装置随着海平面的升降沿着滑道上下滑动。

3.根据权利要求2所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述波浪能发电装置包括振荡式浮子和L型的连杆；所述振荡式浮子内部设有凹腔；所述连杆一端与所述振荡式浮子连接，另一端与所述滑道滑动连接；所述滑道固定不动，所述连杆随着海平面的升降沿着滑道上下滑动。

4.根据权利要求3所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述潮流能发电装置与所述波浪能发电装置连接。

5.根据权利要求2所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述潮流能发电装置包括竖轴、第一支撑架和第二支撑架；所述竖轴的一端与所述第一支撑架垂直连接；所述竖轴的另一端与所述第二支撑架垂直连接；所述叶轮上设有通孔，所述叶轮通过通孔套设在所述竖轴上；所述第一支撑架在所述第二支撑架之上。

6.根据权利要求5所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述第一支撑架包括外框和第一横向支撑杆；所述外框为正多边形或圆形；所述第一横向支撑杆的一端与所述外框连接，所述第一横向支撑杆的另一端与所述滑道滑动连接；所述第二支撑架与所述第一支撑架大小和形状相同。

7.根据权利要求6所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述潮流能发电装置还包括第三支撑架，所述第三支撑架包括第二横向支撑杆和竖向支撑杆；所述第二横向支撑杆一端与所述竖向支撑杆中部垂直连接，所述第二横向支撑杆另一端与所述滑道滑动连接；所述竖向支撑杆一端与所述第一支撑架垂直连接，所述竖向支撑杆另一端与所述第二支撑架垂直连接。

8.根据权利要求3所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，还包括第一升降装置和第二升降装置；所述第一升降装置设置在所述潮流能发电装置内部；使所述潮流能发电装置通过所述第一升降装置沿着滑道表面上下滑动；所述第二升降装置设置在所述波浪能发电装置内部；使所述波浪能发电装置通过所述第二升降装置沿着滑道表面上下滑动。

9.根据权利要求3所述的一种风能、海洋能综合利用发电平台，其特征在于，所述潮流能发电装置包括第一潮流能发电装置和第二潮流能发电装置；所述第一潮流能发电装置和所述第二潮流能发电装置关于所述固定桩对称设置；所述波浪能发电装置包括第一波浪能发电装置和第二波浪能发电装置；所述第一波浪能发电装置和所述第二波浪能发电装置关于所述固定桩对称设置。