CN210769126U - 一种海上压力能与太阳能耦合发电装置 - Google Patents

一种海上压力能与太阳能耦合发电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，包括水轮发电机、水箱和浮体，所述水轮发电机一端设置有叶轮箱，所述叶轮箱一端连接有插入海水底部的高压水管，所述高压水管排出的水喷射到叶轮箱并驱动叶轮转动，所述叶轮箱另一端通过出水管道和水箱导通连接，所述水箱顶端通过通气管道和浮体导通连接，通过海洋中的压力差发电和太阳能发电相结合，获得的能量稳定且不易受到外界影响，结构简单，发电效果好。

Description

一种海上压力能与太阳能耦合发电装置
技术领域
本实用新型涉及海洋发电技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种海上压力能与太阳能耦合发电装置。
背景技术
随着社会的发展，中国的电量消耗越来越大，在中国的发电主要还是火力发电，然而煤炭的能源是短时间内不可再生的，所以国家现在十分重视可再生能源的发电，比如风力发电、太阳能发电、水利发电、海洋能发电等。对于海洋能的话，开发潜力十分巨大，现在主要做的有潮流能、和波浪能发电，然而对于海洋压力能发电还是不多的。
在海洋可再生能源方面，其蕴含的能量是巨大的，现在就已经存在很多种发电的形式，如利用潮汐能、波浪能、风能、太阳能等。然而在利用海洋压力这一方向进行发电的不太多。
发明内容
为了寻找更为有效的实现方案，本实用新型提供了一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，通过海洋中的压力差发电和太阳能发电相结合，获得的能量稳定且不易受到外界影响，结构简单，发电效果好。
为实现上述目的，本实用新型公开了一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，包括水轮发电机、水箱和浮体，所述水轮发电机一端设置有叶轮箱，所述叶轮箱一端连接有插入海水底部的高压水管，所述高压水管排出的水喷射到叶轮箱并驱动叶轮转动，所述叶轮箱另一端通过出水管道和水箱导通连接，所述水箱顶端通过通气管道和浮体导通连接。
优选地，所述浮体一侧设置有电线接口，所述水轮发电机产生的电力通过电缆传输，所述电缆通过电线接口将电力传输到浮体。
优选地，所述水箱一侧连接有排水管道，所述排水管道内部设置有单侧挡板，所述单侧挡板只能朝着排水管道的外部单侧活动。
优选地，所述单侧挡板在闭合状态时和排水管道之间处于密封状态。
优选地，所述浮体底部安装有用于固定所述浮体的第一吊耳。
优选地，所述水箱上安装有第二吊耳，所述第二吊耳通过铁链和第一吊耳连接，将水箱和浮体连接在一起。
优选地，所述水轮发电机上安装有第三吊耳，所述第三吊耳通过铁链和第一吊耳连接，将水轮发电机和浮体连接在一起。
优选地，所述水箱底部还安装有用于悬挂配重块的第四吊耳。
优选地，所述浮体顶端表面安装有若干个太阳能发电板。
与现有技术相比，本实用新型的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置具有如下有益效果：
本实用新型的发电装置利用海洋的压力差进行发电，不仅结构简单，而且利用循环水流可以实现持续发电，同时获得的能量稳定，不易受到波浪的影响，在使用时通过合理配重可以准确调节发电位置，持续产生可再生新能源，大大提高发电效率，而且配合太阳能发电板进行组合式发电，充分利用能源。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型水箱结构示意图；
图3为本实用新型的水箱正视图；
图4为本实用新型的水箱截面结构示意图；
图5为本实用新型的浮体底面示意图；
图6为本实用新型的浮体顶面示意图。
1-高压水管；2-水轮发电机；3-叶轮箱；4-水箱；5-通气管道；6-浮体；7-太阳能发电板；8-第一吊耳；9-第二吊耳；10-第三吊耳；11-电线接口；12-出水管道；13-排水管道；14-第四吊耳；15-单侧挡板。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
请参阅图1至图6，本实用新型公开了一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，包括水轮发电机2、水箱4和浮体6，所述水轮发电机2一端设置有叶轮箱3，所述叶轮箱3一端连接有插入海水底部的高压水管1，所述高压水管1排出的水喷射到叶轮箱3并驱动叶轮转动，所述叶轮箱3另一端通过出水管道12和水箱4导通连接，所述水箱4顶端通过通气管道5和浮体6导通连接。
整个装置在使用时，放置于海洋内部，由于水轮发电机2和高压水管1之间的高度差，会形成压力差，在压力差的作用下，底部的海水会向上流入到水轮发电机2的叶轮箱3内部，从而通过水流的冲击作用带动叶轮箱3内部的叶轮转动，驱动水轮发电机2转动发电，通过持续的压力差，源源不断的进行发电工作。
需要说明的是，在本方案中，在固定整个装置时，叶轮发电机在水中的位置，通过浮体6下面的铁链把水轮发电机2的位置确定，水箱4在没有工作之前里面是没有水的，可以通过调试配重块的大小，使其达到预定的位置，于此同时水箱4也被浮体6下面的铁链拉着。从而使整个设备可以达到预定的位置.
所述浮体6一侧设置有电线接口11，所述水轮发电机2产生的电力通过电缆传输，所述电缆通过电线接口11将电力传输到浮体6。
所述水箱4一侧连接有排水管道13，所述排水管道13内部设置有单侧挡板15，所述单侧挡板15只能朝着排水管道13的外部单侧活动，由于单侧挡板15只能朝着排水管道13的外侧排水方向活动，因此单侧挡板15在活动时不会朝着内侧移动，从而使得水箱4外部的海水不会推动单侧挡板15并进入水箱4，从而保证海水只能从水箱4向外流出，而不会流入。
实施例
把设备中的水轮发电机2和水箱4调试到海水下20米的位置，让高压水管1放在海水下100米的位置(在刚开始的放置的时候，把高压水管1堵住，使里面保持有空气的状态)，由于20米处的水箱4是通过通气管道5与海平面的大气联通的，从而使水箱4内的大气压是一个大气压，通过p＝ρgh公式算出100处的大气大约压是9.8Mpa，这样便可以导致水箱4内的大气压和高压水管1入口处的大气压，形成压力差，其压强的差值大约是9个大气压。所以当把高压水管1底部的堵塞打通时，海水会由于压力的作用顺着高压水管1流到水轮机发电机2的入口，由于入口导流罩的作用，会使流速增加，冲击叶轮的时候会增大其冲击力，叶轮在旋转的过程中会产生电流，从而实现发电。对于进入叶轮箱3内的水，它可以通过叶轮箱底部的低压的出水管道12排到水箱4中。
如图2至图4所示，具体的，由于在水箱4外的排水管道13管道出口所在的压强比水箱4内的大气压大(主要看该装置所在的深度)，所以一般的话水箱外面的海水，会通过水箱4的排水管道13直接从外面流到水箱内，可能会导致箱内的水无法排出。而设置的单侧挡板15的单侧活动方式，使得外面的水无法进入，只能从内向外流出，水流出的时候需要克服挡板外面海水的压力。因为20米海水处的压力是1.96Mpa,比水箱内的大气压大0.96Mpa，所以在单侧挡板15位置的压力不大，水箱4内的海水克服挡板的压力来自于水箱4内海水的重力，所以当箱内的水量增加到一定程度，由于重力的作用可以使水箱内中的水排到箱外(但是这个过程中水箱内的是不会充满的，因为克服0.98Mpa的压强需要的力很小而排水管道的直径比较小，即排水管的面积s小，它相对于水箱的底面积是很小的，所以水箱内的水位不用上升多高就可以凭借其重力使海水排出)。也正是由于水箱内的一直存在空气，所以整个系统中一直存在压力差，也就保证了该水流的一直循环流动，也保证了叶轮发电机的发电。
所述单侧挡板15在闭合状态时和排水管道13之间处于密封状态，保证正常状态下的水箱4内部不会进入外部海水。
所述浮体6底部安装有用于固定所述浮体6的第一吊耳8，所述水箱4上安装有第二吊耳9，所述第二吊耳9通过铁链和第一吊耳8连接，将水箱4和浮体6连接在一起。通过铁链将第一吊耳8和第二吊耳9连接，可以将水箱4和浮体6固定在一起，从而完成设备的固定。
所述水轮发电机2上安装有第三吊耳10，所述第三吊耳10通过铁链和第一吊耳8连接，将水轮发电机2和浮体6连接在一起，通过铁链将水轮发电机2和浮体6连接在一起，便于固定。
所述水箱4底部还安装有用于悬挂配重块的第四吊耳14，通过在第四吊耳14上悬挂合适重量的配重块，可以适当调节整个设备在海水中的位置高度，方便调节使用。
所述浮体6顶端表面安装有若干个太阳能发电板7，由于浮体6是暴露在外界的，通过多个太阳能发电板7接收太阳能发电，可以有效提高能源的利用率。
本实用新型的发电装置利用海洋的压力差进行发电，不仅结构简单，而且利用循环水流可以实现持续发电，同时获得的能量稳定，不易受到波浪的影响，在使用时通过合理配重可以准确调节发电位置，持续产生可再生新能源，大大提高发电效率，而且配合太阳能发电板进行组合式发电，充分利用能源。
以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，包括水轮发电机(2)、水箱(4)和浮体(6)，所述水轮发电机(2)一端设置有叶轮箱(3)，所述叶轮箱(3)一端连接有插入海水底部的高压水管(1)，所述高压水管(1)排出的水喷射到叶轮箱(3)并驱动叶轮转动，所述叶轮箱(3)另一端通过出水管道(12)和水箱(4)导通连接，所述水箱(4)顶端通过通气管道(5)和浮体(6)导通连接。
2.如权利要求1所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述浮体(6)一侧设置有电线接口(11)，所述水轮发电机(2)产生的电力通过电缆传输，所述电缆通过电线接口(11)将电力传输到浮体(6)。
3.如权利要求1所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述水箱(4)一侧连接有排水管道(13)，所述排水管道(13)内部设置有单侧挡板(15)，所述单侧挡板(15)只能朝着排水管道(13)的外部单侧活动。
4.如权利要求3所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述单侧挡板(15)在闭合状态时和排水管道(13)之间处于密封状态。
5.如权利要求1所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述浮体(6)底部安装有用于固定所述浮体(6)的第一吊耳(8)。
6.如权利要求5所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述水箱(4)上安装有第二吊耳(9)，所述第二吊耳(9)通过铁链和第一吊耳(8)连接，将水箱(4)和浮体(6)连接在一起。
7.如权利要求5所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述水轮发电机(2)上安装有第三吊耳(10)，所述第三吊耳(10)通过铁链和第一吊耳(8)连接，将水轮发电机(2)和浮体(6)连接在一起。
8.如权利要求1所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述水箱(4)底部还安装有用于悬挂配重块的第四吊耳(14)。
9.如权利要求1所述的一种海上压力能与太阳能耦合发电装置，其特征在于，所述浮体(6)顶端表面安装有若干个太阳能发电板(7)。
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