CN206640531U - 太阳能‑水力动能集成发电装置 - Google Patents

太阳能‑水力动能集成发电装置 Download PDF

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李志厚
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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能‑水力动能集成发电装置，该发电装置包括悬浮设置于江面上的浮台、设置在浮台上端面中心位置处的设备机舱、安装在设备机舱内的水力发电机组、若干个间隔设置在设备机舱四周的太阳能光伏发电装置、竖向设置在浮台底部中心处的支撑柱、以及设置在支撑柱底部的水下涡轮机；所述水下涡轮机与水力发电机组之间设置有主传动轴，所述主传动轴的底端通过齿轮组件与水下涡轮机的动力输出轴传动连接，所述主传动轴的顶端向上延伸贯穿浮台通过联轴器与水力发电机组的动力出入轴传动连接。本实用新型通过将太阳能光伏发电装置和水下涡轮机发电相结合，将太阳能发电和水力动能发电整合在一起同时发电，工作稳定性高、节能减排。

Description

太阳能-水力动能集成发电装置
技术领域
本实用新型涉及发电装置，具体地指一种太阳能-水力动能集成发电装置。
背景技术
通常锚地内的浮台均会配置柴油发电机组以备使用，但是不排除有些流域内配置的浮台由于工作特殊性的要求而远离陆上电网密集分布的区域，特别是一些偏远山区地形复杂、气候恶劣、交通不便，柴油运输很难得到保障，致使其使用岸电的难度大和成本高。
此外，单独使用某一种能源形式来为用电器提供电力存在一定的局限性，因为气候的不稳定性可能会导致太阳能或者水能不能及时提供电力为蓄电池充电，造成发电装置输出不连续，而致使用电器无法正常工作。
发明内容
本实用新型的目的就是要提供一种太阳能-水力动能集成发电装置，该发电装置将太阳能发电装置和水力动能发电装置整合在一起，从而解决现有发电装置输出不连续或单一供电方式无法满足电力需求的问题。
为实现上述目的，本实用新型所设计的太阳能-水力动能集成发电装置，包括悬浮设置于江面上的浮台、设置在浮台上端面中心位置处的设备机舱、安装在设备机舱内的水力发电机组、若干个间隔设置在设备机舱四周的太阳能光伏发电装置、竖向设置在浮台底部中心处的支撑柱、以及设置在支撑柱底部的水下涡轮机；所述水下涡轮机与水力发电机组之间设置有主传动轴，所述主传动轴的底端通过齿轮组件与水下涡轮机的动力输出轴传动连接，所述主传动轴的顶端向上延伸贯穿浮台通过联轴器与水力发电机组的动力出入轴传动连接。这样，通过将太阳能光伏发电装置和水下涡轮机发电相结合，将太阳能发电和水力动能发电整合在一起同时发电，不仅结构简单、维修保养方便，而且工作稳定性高、节能减排，实现污染物的零排放。
进一步地，所述设备机舱内还设置有蓄电池组，所述水力发电机组的电能输出端通过导线与蓄电池组的第一电能输入端连接，所述太阳能光伏发电装置的电能输出端通过汇流导线与蓄电池组的第二电能输入端连接。
进一步地，所述太阳能光伏发电装置包括倾斜设置的太阳能电池板、以及设置在太阳能电池板下方与其平行设置的安装架，所述安装架由若干根横梁和设置在横梁下方的若干根竖梁垂直固定组成，每根所述竖梁的下方设置有第一立柱和第二立柱，每根所述竖梁的底部中心处与第二立柱的底部之间设置有斜撑梁。这样通过将太阳能电池板倾斜设置在浮台上，最大限度地增大太阳能电池板的照射面积，提供发电效率，同时通过竖梁、横梁、第一立柱和第二立柱支撑保证装置的稳定性。
进一步地，所述第一立柱和第二立柱的底端均设置有与浮台上端面固定连接的基座，所述基座为由混凝土浇筑而成的水泥基座，这样，可以增加第一立柱和第二立柱与浮台之间连接的牢固性。
进一步地，所述第一立柱的顶端与竖梁的底端面之间、第二立柱的顶端与竖梁的底端面之间均通过三角连接件固定连接。这样，可以增加第一立柱的顶端与竖梁的底端面之间、第二立柱的顶端与竖梁的底端面之间连接的牢固性。
进一步地，所述水下涡轮机的外圆周上均匀间隔设置有若干个叶片。这样，通过利用水力冲击叶片转动而产生动力，经过主传动轴将机械能传递到水力发电机组中发电，实现机械能到电能的转化。
再进一步地，所述浮台的外边缘设置有若干个张力拉索，所述张力拉索通过设置在其末端的锚固件与江岸固定连接。
更进一步地，所述浮台为呈圆盘状的浮台。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
其一，本实用新型通过将太阳能光伏发电装置和水下涡轮机发电相结合，将太阳能发电和水力动能发电整合在一起同时发电，该装置不仅结构简单，维修保养方便，具有较高的工作稳定性，而且节能减排，实现污染物的零排放。
其二，本实用新型的太阳能光伏发电装置通过将太阳能电池板倾斜设置在浮台上，最大限度地增大太阳能电池板的照射面积，提供发电效率，同时通过竖梁、横梁、第一立柱和第二立柱支撑保证装置的稳定性。
其三，本实用新型的水下涡轮机通过利用水力冲击叶片转动而产生动力，经过主传动轴将机械能传递到水力发电机组中发电，实现机械能到电能的转化，而且通过合理的供电系统设计保证了装置工作的连续稳定性，改变了传统单一能源供电经常出现的供电能力不强、供电不稳定等缺点。
其四，本实用新型的利用两者在时间分配上的相位差：冬季水流急，太阳辐射弱；夏季水力缓，太阳辐射强，正好可以相互补充，以获得稳定可靠的电力，太阳能和水力动能互补发电系统比柴油发电成本低30％～50％，而且更加环保，达到国家节能减排的要求。
其五，本实用新型的发电装置利用太阳能和水力动能互补发电，就地获取资源、不需运输，而且投资灵活，足以解决生活用电或其他特殊用电需求，特别适用于长江水域某些偏远地区。
附图说明
图1为一种太阳能-水力动能集成发电装置的主视结构示意图；
图2为图1的俯视结构示意图；
图3为图1中太阳能光伏发电装置的放大结构示意图；
其中，浮台1、设备机舱2、水力发电机组3、太阳能光伏发电装置4、支撑柱5、水下涡轮机6、风主传动轴7、齿轮组件8、蓄电池组9、太阳能电池板10、安装架11、横梁11.1、竖梁11.2、第一立柱12、第二立柱13、斜撑梁14、基座15、三角连接件16、叶片17、张力拉索18、锚固件19。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
如图所示一种太阳能-水力动能集成发电装置，包括悬浮设置于江面上呈圆盘状的浮台1、设置在浮台1上端面中心位置处的设备机舱2、安装在设备机舱2内的水力发电机组3、若干个间隔设置在设备机舱2四周的太阳能光伏发电装置4、竖向设置在浮台1底部中心处的支撑柱5、以及设置在支撑柱5底部的水下涡轮机6；水下涡轮机6的外圆周上均匀间隔设置有若干个叶片17，水下涡轮机6与水力发电机组3之间设置有主传动轴7，主传动轴7的底端通过齿轮组件8与水下涡轮机6的动力输出轴传动连接，主传动轴7的顶端向上延伸贯穿浮台1通过联轴器与水力发电机组3的动力出入轴传动连接。设备机舱2内还设置有蓄电池组9，水力发电机组3的电能输出端通过导线与蓄电池组9的第一电能输入端连接，太阳能光伏发电装置4的电能输出端通过汇流导线与蓄电池组9的第二电能输入端连接。这样，通过将太阳能光伏发电装置4和水下涡轮机6发电相结合，将太阳能发电和水力动能发电整合在一起同时发电，该装置不仅结构简单，维修保养方便，具有较高的工作稳定性，而且节能减排，实现污染物的零排放。
上述技术方案中，太阳能光伏发电装置4包括倾斜设置的太阳能电池板10、以及设置在太阳能电池板10下方与其平行设置的安装架11，安装架11由若干根横梁11.1和设置在横梁11.1下方的若干根竖梁11.2垂直固定组成，每根竖梁的下方设置有第一立柱12和第二立柱13，每根竖梁11.2的底部中心处与第二立柱13的底部之间设置有斜撑梁14。这样，通过将太阳能电池板10倾斜设置在浮台1上，最大限度地增大太阳能电池板10的照射面积，提供发电效率，同时通过竖梁11.2、横梁11.1、第一立柱12和第二立柱13支撑保证装置的稳定性。第一立柱12和第二立柱13的底端均设置有与浮台1上端面固定连接的基座15，基座15为由混凝土浇筑而成的水泥基座，这样，可以增加第一立柱12和第二立柱13与浮台1之间连接的牢固性。第一立柱12的顶端与竖梁11.2的底端面之间、第二立柱13的顶端与竖梁11.2的底端面之间均通过三角连接件16固定连接。这样，可以增加第一立柱12的顶端与竖梁11.2的底端面之间、第二立柱13的顶端与竖梁11.2的底端面之间连接的牢固性。浮台1的外边缘设置有若干个张力拉索18，张力拉索18通过设置在其末端的锚固件19与江岸固定连接。
本发电装置在使用过程中，太阳能光伏发电装置4可直接用于直流负载或通过控制逆变器转化为交流电供给交流负载。如果电能输出过剩，可通过电池管理系统智能切换，将多余的电量储存于蓄电池组9中，当发电电量不足以提供负载所需时，系统自动切换到蓄电池组9供电。而考虑到本装置在夜间或恶劣天气时，太阳能光伏发电装置4无法正常运行，因此配有水力动能发电系统，通过设备机舱2内的水力发电机组3将机械能转化为电能，并通过电力系统接入整个用电系统中和太阳能光伏发电系统共同提供电能，这样可根据发电量和负载大小合理分配电量。
以上，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：包括悬浮设置于江面上的浮台(1)、设置在浮台(1)上端面中心位置处的设备机舱(2)、安装在设备机舱(2)内的水力发电机组(3)、若干个间隔设置在设备机舱(2)四周的太阳能光伏发电装置(4)、竖向设置在浮台(1)底部中心处的支撑柱(5)、以及设置在支撑柱(5)底部的水下涡轮机(6)；所述水下涡轮机(6)与水力发电机组(3)之间设置有主传动轴(7)，所述主传动轴(7)的底端通过齿轮组件(8)与水下涡轮机(6)的动力输出轴传动连接，所述主传动轴(7)的顶端向上延伸贯穿浮台(1)通过联轴器与水力发电机组(3)的动力出入轴传动连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述设备机舱(2)内还设置有蓄电池组(9)，所述水力发电机组(3)的电能输出端通过导线与蓄电池组(9)的第一电能输入端连接，所述太阳能光伏发电装置(4)的电能输出端通过汇流导线与蓄电池组(9)的第二电能输入端连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述太阳能光伏发电装置(4)包括倾斜设置的太阳能电池板(10)、以及设置在太阳能电池板(10)下方与其平行设置的安装架(11)，所述安装架(11)由若干根横梁(11.1)和设置在横梁(11.1)下方的若干根竖梁(11.2)垂直固定组成，每根所述竖梁(11.2)的下方设置有第一立柱(12)和第二立柱(13)，每根所述竖梁(11.2)的底部中心处与第二立柱(13)的底部之间设置有斜撑梁(14)。
4.根据权利要求3所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述第一立柱(12)和第二立柱(13)的底端均设置有与浮台(1)上端面固定连接的基座(15)。
5.根据权利要求4所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述基座(15)为由混凝土浇筑而成的水泥基座。
6.根据权利要求3或4或5所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述第一立柱(12)的顶端与竖梁(11.2)的底端面之间、第二立柱(13)的顶端与竖梁(11.2)的底端面之间均通过三角连接件(16)固定连接。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述水下涡轮机(6)的外圆周上均匀间隔设置有若干个叶片(17)。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述浮台(1)的外边缘设置有若干个张力拉索(18)，所述张力拉索(18)通过设置在其末端的锚固件(19)与江岸固定连接。
9.根据权利要求1或2或3或4或5所述的太阳能-水力动能集成发电装置，其特征在于：所述浮台(1)为呈圆盘状的浮台。
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