CN217233703U - 适用于浅水区的多能源发电集成系统 - Google Patents
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Abstract
适用于浅水区的多能源发电集成系统，包括浮式平台、塔筒、风机、转子、支撑件、波浪发电装置、锚链；所述支撑件设置于浮式平台上、塔筒下底端固设于支撑件上，转子与风机设置于塔筒上顶端，所述波浪发电装置设置于浮式平台侧表面上，浮式平台上开设有导缆孔，锚链一端与导缆孔连接，锚链另一端沉入海底。本实用新型结构新颖，能够实现海上风能发电系统与波浪能发电系统，有效降低单位发电成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋再生能源利用领域，涉及一种将风能与波浪能结合为一体的风浪互补能源集成装置，以驳船式结构平台为基础将风能和波浪能相结合的一种集成系统。
背景技术
长期以来，我国的能源消耗以一次能源的煤炭为主，这严重地脱离了世界能源消费结构的主流，与我国的“双碳计划”背道而驰。因此，从长远的角度来看，发展可再生能源可以从根本上解决大量消费化石能源的国家能源结构，也是解决其所造成的环境问题的根本途径。风能、波浪能等可再生能源为首的清洁能源的崛起，已成为人类社会发展过程中必不可少的环节。海上风电作为一种清洁的可再生能源已成为国际风电发展的新方向，备受各国关注。由于海上风电通常靠近能源消耗中心且风资源情况优于陆上风电，风电的利用开发正逐渐从陆地转向海洋，正呈现加速发展的态势。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型发明一种适用于浅水区的多能源发电集成系统，能够实现海上风能发电的同时，实现波浪能发电，具体方案如下：
适用于浅水区的多能源发电集成系统，包括浮式平台、塔筒、风机、转子、支撑件、波浪发电装置、锚链；所述支撑件设置于浮式平台上，塔筒下底端固设于支撑件上，转子与风机设置于塔筒上顶端，所述波浪发电装置设置于浮式平台侧表面上，浮式平台上开设有导缆孔，锚链一端与导缆孔连接，锚链另一端沉入海底。
优选地，所述延伸机构包括上侧边梁、下侧边梁、侧边支撑柱，上侧边梁、下侧边梁固定在浮式平台侧表面上，所述上侧边梁与下侧边梁之间通过侧边支撑柱连接，所述波浪能装置设置于上侧边梁与下侧边梁之间。
优选地，所述浮式平台呈三角形形状，浮式平台中间设有阻尼池。
优选地，所述支撑件包括斜撑、立柱，所述立柱设有三根且分别垂直固设于三角形的浮式平台的上表面上，所述斜撑设有三根，三根斜撑下底端与立柱上顶端固定连接，三根斜撑上顶端交汇于浮式平台上空，塔筒下底端固设于三根斜撑的上顶端交汇处，所述浮式平台的重心、三根斜撑上顶端交汇点、塔筒重心处于同一竖向直线上。
优选地，所述风机的朝向与三角形浮式平台的一个顶点朝向一致。
优选地，所述波浪发电装置设置有三组且分别设置于浮式平台的三个侧表面上。
优选地，所述导缆孔分别开设于三角形浮式平台的侧边顶点位置处。
优选地，还包括相机、定位装置，所述相机、定位装置均设置于浮式平台上表面上。
优选地，还包括激光雷达、漂浮块，所述漂浮块通过连杆与浮式平台侧表面连接；所述激光雷达设置于浮式平台上表面上，激光雷达内设置有探测风场信息的风探测器、以及探测漂浮块的波浪探测器。
优选地，所述多能源发电集成系统整体呈驳船形状。
有益效果：本实用新型公开的适用于浅水区的多能源发电集成系统，结构简单、安装方便，成本较低；风力发电与波浪能发电装置共享浮式平台，二者共用电力传输系统，一定程度上降低了发电成本；波浪能装置波浪能捕获效率和转换效率高，建造成本低，能量易收集，保证发电量充足，运行稳定。
附图说明
图1为本实用新型立体结构示意图。
图2为本实用新型立体结构示意图。
图3为波浪能装置结构示意图。
图4为浮子线圈组结构示意图。
其中：1.风机、2.转子、3.塔筒、4.斜撑、5.立柱、6.浮式平台、7.上侧边梁、8.下侧边梁、9.侧边支撑柱、10.波浪能装置、11.导缆孔、12.锚链、13.缓冲块、14.磁铁柱、15.浮子、16.线圈组、17.滑道轴承、18.导向柱、19第一绕线组、20、第二绕线组、21.相机、22.激光雷达、23.运动补偿系统、24.漂浮块、25.定位装置。
具体实施方式
如图1、图2所示，适用于浅水区的多能源发电集成系统，包括浮式平台6、塔筒3、风机1、转子2、支撑件、波浪发电装置、锚链12；所述支撑件设置于浮式平台6上、塔筒3下底端固设于支撑件上，用于风力发电的转子2与风机1设置于塔筒3上顶端，所述波浪发电装置设置于浮式平台6侧表面上，波浪发电装置用于捕获波浪冲能实现波浪发电，浮式平台6上开设有导缆孔11，锚链12一端与导缆孔11连接，锚链12另一端沉入海底，锚链12用于定位多能源发电集成系统。
本实施例中，所述波浪发电装置包括延伸机构、波浪能装置10，所述延伸机构设置于浮式平台6侧表面上，波浪能装置10设置于延伸机构上。所述延伸机构包括上侧边梁7、下侧边梁8、侧边支撑柱9，所述上侧边梁7与下侧边梁8之间通过侧边支撑柱9连接，所述波浪能装置10设置于上侧边梁7与下侧边梁8之间。延伸机构设计简单，可实现独立拆卸，放置简单，便于维修。同时延伸机构位于驳船式平台的外侧，可以减小波浪对于结构的作用力，起到阻尼板的作用。
在本实施例中，如图3所示，波浪能装置的形式为振荡浮子式，由浮子15和导向柱18组成，导向柱18上下两端分别与上侧边梁7与下侧边梁8连接，浮子15中心开设有竖向通孔，浮子15固定套设于滑道轴承17上，滑道轴承17套设于导向柱18上，浮子15能够随波浪冲击上下运动以及旋转运动。浮子15内部放置有线圈组16，导向柱18内部设有磁铁柱14。通过浮子的上下运动，波浪能转化为机械能，进而通过电磁感应带动发电机发电，实现波浪能向电能的转化。在侧边梁上还设置有缓冲块13，避免极端工况下浮子15与上侧边梁7、下侧边梁8发生较大的撞击而产生破坏。如图4所示，线圈组16包括第一绕线组19、第二绕线组20，所述第一绕线组19的缠绕方式为围绕浮子15的竖向通孔呈螺旋式缠绕，当浮子15随波浪冲击相对于磁铁柱14上下运动时，第一绕线组19能够切割磁感线；所述第二绕线组20缠绕方式为方形线圈式缠绕，第二绕线组20所在的竖向平面与导向柱18长度方向平行，当浮子15随波浪冲击相对于磁铁柱14旋转运动时，第二绕线组20能够切割磁感线，即通过第一绕线组19、第二绕线组20的的设计，无论浮子15相对于磁铁柱14转动或上下运动，均能切割磁感线产生电能，且浮子15质量较小，能够随波浪冲击实现较大的运动幅度。
本实施例中，所述浮式平台6呈三角形形状，浮式平台6中间设有阻尼池，通过阻尼池设置，提高了结构的粘滞阻尼效应，抵抗海流的拖曳力，大大减小波浪作用力，提高了整个结构的稳性，整体形式为驳船式结构平台所述多能源发电集成系统整体呈驳船式结构。
本实施例中，所述支撑件包括斜撑4、立柱5，所述立柱5设有三根且分别垂直固设于三角形的浮式平台6的上表面上，所述斜撑4设有三根，三根斜撑4下底端与立柱5上顶端固定连接，三根斜撑4上顶端交汇于浮式平台6上空，塔筒3下底端固设于三根斜撑4的上顶端交汇处，所述浮式平台6的重心、三根斜撑4上顶端交汇点、塔筒3重心处于同一竖向直线上。通过上述结构设计，无需采用较大的压载水来平衡结构自身产生的倾覆力矩，有利于结构的稳定。
本实施例中，所述风机1的朝向与三角形浮式平台6的一个顶点朝向一致，在海面上进行此集成系统布置时，要确定布置地点处的主风向，将风机1正对的位置正对主风向，使风力发电机获得更大、更稳定的风速，同时浮式平台6的顶点处于上风向上，有利于降低波浪荷载，减少平台的运动响应。波浪能装置10的浮子会随着海平面的变化而做上下垂荡运动，浮子的垂荡运动驱动内部转换装置将波浪能量转化为电能。
本实施例中，所述波浪发电装置设置有三组且分别设置于浮式平台6的三个侧表面上，在三个侧表面上都安装有波浪发电装置，使得集成系统能够吸收来自各方向上的波浪。优选地，在浮式平台6上每一个侧表面上的一组波浪能发电装置上设有3组波浪能装置。
本实施例中，所述导缆孔11分别开设于三角形浮式平台6的侧边顶点位置处。优选地，三角形浮式平台6的三个侧边顶点位置处分别开设有三个导缆孔11。通过上述结构设计，能够浮式平台6更加稳定的工作。
在本实施例中，还包括相机21、定位装置25，所述相机21、定位装置25均设置于浮式平台6上表面上，相机21能够对浮式平台6的使用状况进行实时监测。定位装置25安装平台6上，可以通过基站来监测定位点的坐标来获得平台的运动信息。所有信息可以通过数据信息皆可与陆上进行实时传输。
在本实施例中，还包括激光雷达22、漂浮块24，所述漂浮块24通过连杆与浮式平台6侧表面连接；所述激光雷达22设置于浮式平台6上表面上，激光雷达22内设置有探测风场信息的风探测器、以及探测漂浮块24的波浪探测器。激光雷达22设置于运动补偿系统23上，运动补偿系统23设置于浮式平台6上表面，激光雷达22包含有两套探测器，一套用来采集风的信息，另一套用来采集波浪的信息。采集风的风探测器将产生的激光发射到待测空气中，激光与大气中的气溶胶颗粒相互作用，产生携带其速度信息向后的信号，即可进行算法处理得到现场的风场信息；同理，采集波浪的波浪探测器发射激光得到漂浮块24的坐标信息，漂浮块24通过连杆与平台6相连接，可以实现自由的上下运动。根据激光雷达22的坐标信息，与漂浮块24的坐标信息相结合，即可获得漂浮块24的波面水位时间序列，进而得到结构附近的波高信息。考虑到整体结构的运动幅度，激光雷达22之下放置有运动补偿系统23，对实测数据进行运动补偿校正。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (10)
1.适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，包括浮式平台(6)、塔筒(3)、风机(1)、转子(2)、支撑件、波浪发电装置、锚链(12)；所述支撑件设置于浮式平台(6)上，塔筒(3)下底端固设于支撑件上，转子(2)与风机(1)设置于塔筒(3)上顶端，所述波浪发电装置设置于浮式平台(6)侧表面上，浮式平台(6)上开设有导缆孔(11)，锚链(12)一端与导缆孔(11)连接，锚链(12)另一端沉入海底。
2.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述波浪发电装置包括延伸机构、波浪能装置(10)，所述延伸机构包括上侧边梁(7)、下侧边梁(8)、侧边支撑柱(9)，上侧边梁(7)、下侧边梁(8)固定在浮式平台(6)侧表面上，所述上侧边梁(7)与下侧边梁(8)之间通过侧边支撑柱(9)连接，所述波浪能装置(10)设置于上侧边梁(7)与下侧边梁(8)之间。
3.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述浮式平台(6)呈三角形形状，浮式平台(6)中间设有阻尼池。
4.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述支撑件包括斜撑(4)、立柱(5)，所述立柱(5)设有三根且分别垂直固设于三角形的浮式平台(6)的上表面上，所述斜撑(4)设有三根，三根斜撑(4)下底端与立柱(5)上顶端固定连接，三根斜撑(4)上顶端交汇于浮式平台(6)上空，塔筒(3)下底端固设于三根斜撑(4)的上顶端交汇处，所述浮式平台(6)的重心、三根斜撑(4)上顶端交汇点、塔筒(3)重心处于同一竖向直线上。
5.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述风机(1)的朝向与三角形浮式平台(6)的一个顶点朝向一致。
6.根据权利要求3所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述波浪发电装置设置有三组且分别设置于浮式平台(6)的三个侧表面上。
7.根据权利要求5所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述导缆孔(11)分别开设于三角形浮式平台(6)的侧边顶点位置处。
8.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，还包括相机(21)、定位装置(25)，所述相机(21)、定位装置(25)均设置于浮式平台(6)上表面上。
9.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，还包括激光雷达(22)、漂浮块(24)，所述漂浮块(24)通过连杆与浮式平台(6)侧表面连接；所述激光雷达(22)设置于浮式平台(6)上表面上，激光雷达(22)内设置有探测风场信息的风探测器、以及探测漂浮块(24)的波浪探测器。
10.根据权利要求1所述的适用于浅水区的多能源发电集成系统，其特征在于，所述多能源发电集成系统整体呈驳船形状。
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