CN220570469U - 一种海上光伏与波浪能联合供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其包括光伏发电单元和至少一个波浪能发电单元；光伏发电单元的漂浮支撑机构上设有与电蓄能设备相连的太阳能光伏板，波浪能发电单元的与漂浮支撑机构连接的两个支撑杆之间连接曲柄机构，曲柄机构的一端置于其中一个支撑杆的滚动轴承中，另一端穿过另一个支撑杆的滚动轴承连接与电蓄能设备相连的发电机，曲柄机构的凹字形杆处通过圆环连接第一连杆，第一连杆连接套筒，套筒通过套筒弹簧连接第二连杆，第二连杆连接在波浪能浮带。本实用新型利用波浪能发电吸收波浪能，减少海上光伏系统整体摆动，实现海上光伏和波浪能发电有机结合，充分利用海洋面积，提供充足的电力需求，运行稳定，使用寿命长。

Description

一种海上光伏与波浪能联合供电装置

技术领域

本实用新型属于新能源发电技术领域，具体涉及一种海上光伏与波浪能联合供电装置。

背景技术

海洋面积占地球表面积71%，蕴藏着丰富的波浪能。据估计，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度，波浪发电潜力巨大。我国拥有漫长的海岸线和大量岛屿，这些岛屿因远离陆地，缺少能源供应。另一方面，随着电力驱动技术的发展，电船开始应用，电船在海上航行尤其是长距离航行中需要及时充电。因此，为了实现我国海岸、海岛以及海上电船的用电需求，必须大力开发我国的海洋能资源尤其是波浪能。

目前，太阳能因其清洁、环保、低碳的优点，得到了大量的应用。太阳能的利用需要较大的集热面积，适合于广阔的海洋洋面。将太阳能光伏电池板置于浮动支架上，配合一定的防腐蚀措施，可以实现长期高效的电力输出，实现海上太阳能光伏发电。但是太阳能光伏发电受日照时间及天气情况影响，具有随机性，导致其电力输出不稳定，同时海上光伏发电受海浪影响较大，尤其是台风来临时，海浪冲击会导致光伏发电机组损坏。另外，漂浮式海上太阳能光伏板会随着海浪波动，对支撑部件有较高的要求。波浪能发电是吸收波浪能量输出电力，同时正常运行的波浪能发电装置也需要专门设置平台放置发电与储电设备。目前尚无海上光伏与波浪能联合供电的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种海上光伏与波浪能联合供电装置。

本实用新型提供的技术方案如下：一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于其包括光伏发电单元和至少一个波浪能发电单元；所述的光伏发电单元包括漂浮支撑机构，漂浮支撑机构上设有与电蓄能设备相连的太阳能光伏板，所述的波浪能发电单元包括与漂浮支撑机构连接的两个支撑杆，两个支撑杆之间连接曲柄机构，曲柄机构的一端置于其中一个支撑杆的滚动轴承中，另一端穿过另一个支撑杆的滚动轴承连接与电蓄能设备相连的发电机，曲柄机构为中部为凹字形的横杆，曲柄机构的凹字形杆处通过圆环连接第一连杆，第一连杆连接套筒，套筒弹簧的一端固定在套筒的内侧顶部，另一端连接第二连杆，第二连杆连接在波浪能浮带。

进一步地，所述的漂浮支撑机构包括防腐角钢框、4个纵向支架、4个横向支架及8个浮子，太阳能光伏板置于防腐角钢框中，防腐角钢框的四角分别连接4个纵向支架，4个纵向支架下端之间连接4个横向支架，每个纵向支架和横向支架上均连接浮子。

进一步地，所述的浮子均为圆柱形空心浮子。

进一步地，所述的波浪能浮带为中空的长圆柱形或椭圆柱型浮体。

进一步地，所述的圆环通过滚动轴承套在曲柄机构的凹字形杆上。

进一步地，所述的套筒为圆柱形，上端封闭，下端开设一穿过第二连杆的小孔，其直径大于第二连杆的直径。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型将太阳能光伏发电和波浪能发电结合起来，首先，可以实现太阳能和波浪能两种可再生能源的充分利用，得到较大的电力输出，结合蓄电设备，有利保障海岛、海岸、电船电力需求。其次，二者结合，通过上下分层布置，太阳能光伏板在上方，波浪能发电在下方，且波浪能发电是利用太阳能光伏板下方的海洋波浪能，充分利用海洋面积。再次，二者的组合不是两种发电系统的简单组合，波浪能发电单元是利用光伏板的漂浮支撑架来固定发电机和运动转换部件，实现了光伏板系泊结构的多功能利用。最后，波浪能发电单元的存在，吸收了波浪能，减少了海洋波浪导致的光伏发电单元的摆动，有利于总体的运行稳定性，延长使用寿命。

本实用新型利用海上太阳能光伏板的漂浮支撑机构作波浪能发电支撑平台，采用曲柄机构将波浪能的上下运动转化为发电机需要的旋转运行，利用波浪能发电吸收波浪能，减少海浪导致的海上光伏系统整体摆动，实现海上光伏和波浪能发电的有机结合，充分利用海洋面积，提供充足的电力需求。其具有：

1、本实用新型利用光伏发电单元的8个浮动支架，支撑波浪能发电单元的第一支撑杆和第二支撑杆，吸收波浪能发电，减少了海洋波浪导致的光伏发电单元的摇摆振动，保障总体稳定和太阳能利用率稳定。

2、波浪能发电单元采用曲柄机构、滚动轴承、圆环、连杆、套筒、波浪能浮带等部件，将上下起伏的波浪能产生的上下运动转化为旋转运行，实现了波浪能发电。

3、波浪能发电单元中，通过第一连杆、套筒、套筒弹簧、第二连杆等部件，实现了波浪能浮带和曲柄机构的弹性连接，避免了曲柄机构卡死、连接杆断掉等故障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其包括光伏发电单元和波浪能发电单元。

所述的光伏发电单元包括太阳能光伏板1、防腐角钢框12、4个纵向支架（第一支架2-1、第四支架2-4、第七支架2-7、第八支架2-8）、4个横向支架（第二支架2-2、第三支架2-3、第五支架2-5、第六支架2-6）及8个浮子，太阳能光伏板1置于防腐角钢框12中，防腐角钢框12的四角分别焊接第一支架2-1、第四支架2-4、第七支架2-7、第八支架2-8，第二支架2-2两端分别连接第一支架2-1和第八支架2-8，第三支架2-3两端分别连接第一支架2-1和第四支架2-4，第五支架2-5两端分别连接第四支架2-4和第七支架2-7，第六支架2-6两端分别连接第七支架2-7和第八支架2-8，第一浮子3-1、第二浮子3-2、第三浮子3-3、第四浮子3-4、第五浮子3-5、第六浮子3-6、第七浮子3-7、第八浮子3-8分别固定于第一支架2-1、第二支架2-2、第三支架2-3、第四支架2-4、第五支架2-5、第六支架2-6、第七支架2-7、第八支架2-8上。第一浮子3-1、第二浮子3-2、第三浮子3-3、第四浮子3-4、第五浮子3-5、第六浮子3-6、第七浮子3-7、第八浮子3-8均为圆柱形空心浮子，为整个装置提供浮力。第二支架2-2、第三支架2-3、第五支架2-5、第六支架2-6上分别通过铁链连接固定锚或置于海底的重物，保障模块整体位置基本固定，保证总体稳定不漂走。

所述的波浪能发电单元包括第一滚动轴承4-1、第二滚动轴承4-2、曲柄机构5、圆环6、套筒弹簧7-1、套筒7-2、第一连杆8-1、第二连杆8-2、波浪能浮带9、发电机10、第一支撑杆11-1、第二支撑杆11-2。第一支撑杆11-1两端分别焊接在第四支架2-4和第七支架2-7上，第二支撑杆11-2两端分别焊接在第一支架2-1和第八支架2-8上，第一滚动轴承4-1固定于第二支撑杆11-2上，第二滚动轴承4-2固定于第一支撑杆11-1上，曲柄机构5的一端置于第一滚动轴承4-1中，另一端穿过第二滚动轴承4-2连接发电机10，曲柄机构5为中部为凹字形的横杆，圆环6套在曲柄机构5的凹字形杆处，圆环6与第一连杆8-1焊接连接，套筒7-2为圆柱形，上端封闭，下端开设一穿过第二连杆8-2的小孔，其直径略大于第二连杆8-2的直径。第一连杆8-1焊接在套筒7-2上，套筒弹簧7-1一端固定在套筒7-2内侧顶部，另一端连接第二连杆8-2，第二连杆8-2焊接在波浪能浮带9上，波浪能浮带9为中空的长圆柱形或椭圆柱型浮体，可随波浪能波动。圆环6可直接套在曲柄机构5的凹字形杆处，也可在圆环6内固定并增设滚动轴承，滚动轴承套在曲柄机构5的凹字形杆上，通过滚动轴承带动凹字形横杆旋转，以减少摩擦。

本实用新型中的波浪能发电单元不限于1个，可根据需要通过增加轴承、曲柄机构、套筒、波浪能浮带、发电机等设备达到增加波浪能发电单元的目的。使用时，本实用新型光伏发电单元的太阳能光伏板1和波浪能发电单元的发电机10连接电蓄能设备，输出的电力存储于电蓄能设备中。光伏发电单元和波浪能发电单元可各自或共同使用电蓄能设备，电蓄能设备向用户供电。

一种海上光伏与波浪能联合供电装置运行原理如下：

光伏发电单元在第一支架2-1、第二支架2-2、第三支架2-3、第四支架2-4、第五支架2-5、第六支架2-6、第七支架2-7、第八支架2-8及第一浮子3-1、第二浮子3-2、第三浮子3-3、第四浮子3-4、第五浮子3-5、第六浮子3-6、第七浮子3-7、第八浮子3-8浮力作用下，漂浮在海面上，太阳能光伏板1吸收太阳照射不断发出电力。

波浪能发电单元中，波浪能浮带9会随着波浪不断摆动，带动第二连杆8-2上下运行，第二连杆8-2通过套筒弹簧7-1对套筒7-2施加作用力，最终带动第一连杆8-1和圆环6上下移动，通过圆环6驱动曲柄机构5转动，曲柄机构5带动发电机10发电。设置套筒弹簧7-1和套筒7-2可以避免第二连杆8-2直接连接曲柄机构5导致其卡死或断开故障。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本说明书未详细阐述的部分都属于现有技术，尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于其包括光伏发电单元和至少一个波浪能发电单元；所述的光伏发电单元包括漂浮支撑机构，漂浮支撑机构上设有与电蓄能设备相连的太阳能光伏板，所述的波浪能发电单元包括与漂浮支撑机构连接的两个支撑杆，两个支撑杆之间连接曲柄机构，曲柄机构的一端置于其中一个支撑杆的滚动轴承中，另一端穿过另一个支撑杆的滚动轴承连接与电蓄能设备相连的发电机，曲柄机构为中部为凹字形的横杆，曲柄机构的凹字形杆处通过圆环连接第一连杆，第一连杆连接套筒，套筒弹簧的一端固定在套筒的内侧顶部，另一端连接第二连杆，第二连杆连接在波浪能浮带。

2.根据权利要求1所述的一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于所述的漂浮支撑机构包括防腐角钢框、4个纵向支架、4个横向支架及8个浮子，太阳能光伏板置于防腐角钢框中，防腐角钢框的四角分别连接4个纵向支架，4个纵向支架下端之间连接4个横向支架，每个纵向支架和横向支架上均连接浮子。

3.根据权利要求2所述的一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于所述的浮子均为圆柱形空心浮子。

4.根据权利要求1所述的一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于所述的波浪能浮带为中空的长圆柱形或椭圆柱型浮体。

5.根据权利要求1所述的一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于所述的圆环通过滚动轴承套在曲柄机构的凹字形杆上。

6.根据权利要求1所述的一种海上光伏与波浪能联合供电装置，其特征在于所述的套筒为圆柱形，上端封闭，下端开设一穿过第二连杆的小孔，其直径大于第二连杆的直径。