TWI788144B - 海洋不倒翁綜合發電系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種海洋不倒翁綜合發電系統，包含：一承載平台、一支撐浮體、複數浮力浮體、一風能擷取裝置以及一浮體動能擷取裝置，承載平台具有一發電機組可整合來自於風能擷取裝置以及浮體動能擷取裝置的動力，並將所整合的動力作為發電之用。
Description
本發明提供一種綜合發電系統，尤指一種運用於海洋以擷取風浪動能的能源系統。
一般的離岸風力發電設施，需要在海床上設置固定式的基樁，以確保風力發電設施能穩固地保持在豎立狀態以獲取風能，而其僅只能利用風力而未對所處環境的海洋能進行利用。
大多數的風力或海洋發電設施，在設計上都是與大自然的風浪抗衡，因此使用時會有設施被自然力破壞的問題。而若能將風浪的力量轉化成發電的力量，不但可以轉換為電力之用，還可以減少破壞力。本發明之主要目的，係在提供一種能同時利用風浪作為能源的海洋不倒翁綜合發電系統。為達上述目的，本發明海洋不倒翁綜合發電系統，包含：一承載平台，具有一主柱、一機箱以及一輪輻形延伸架，該機箱設置在該主柱頂端，該輪輻形延伸架連結於該主柱且將該主柱環繞於中心位置，該機箱內設有一發電機組；一支撐浮體，固定於該主柱，以自該承載平台的中心位置提供浮力；複數浮力浮體，銜接於該輪輻形延伸架靠近外緣的位置，以自該承載平台的周緣位置提供浮力，使該
承載平台能浮於海面而不翻覆；一風能擷取裝置，設置在該承載平台且連結於該發電機組，以提供驅動該發電機組運轉發電；以及一浮體動能擷取裝置，設置在該承載平台且連結於該發電機組，以提供動力驅動該發電機組運轉發電。
在一實施例中，該浮體動能擷取裝置包含一第一動能轉換單元以及複數第二動能轉換單元；該第一動能轉換單元具有一第一動力組件以及一第一鋼索，該第一鋼索連結於海床與該第一動力組件，於該承載平台隨著海面之變化而產生對應之運動時，該第一鋼索該帶動該第一動力組件旋轉，該第一動力組件連結於該發電機組以提供動力；該第二動能轉換單元對應於該複數浮力浮體之每一浮力浮體分別設有對應的一第二動力組件以及一第二鋼索，該第二鋼索連結於該浮力浮體並進入該輻形延伸架靠近外緣的位置，於該承載平台隨著海面之變化而產生對應之運動時，該第二鋼索該帶動該第二動力組件旋轉，該第二動力組件連結於該發電機組以提供動力。
在一實施例中，該第一鋼索具有一旋轉機構。
在一實施例中，該第一動力組件包含一第一動力輸出機構。
在一實施例中，該第二動力組件包含複數改向滑輪以及一第二動力輸出機構，該複數改向滑輪設置在該輪輻形延伸架以將該第二鋼索導引至該第二動力輸出機構，使第二鋼索帶動該第二動力輸出機構，該第二動力輸出機構銜接於該發電機組。
在一實施例中，該第一動力組件包含一配重滑輪、一配重滑輪動力傳遞模組以及一第三動力輸出機構，該配重滑輪置設在該承載平台底部中央的位置，該配重滑輪動力傳遞模組連結於該配重滑輪與該第三動力輸出機構之間，使該配重滑輪能帶動第三動力輸出機構，該第三動力輸出機構銜接於該發電機組，該第一鋼索繞於該配重滑輪後連結於一重物。
在一實施例中，該發電機組包含複數發電機以及一電力整合裝置，該複數發電機中的至少一發電機與該風能擷取裝置銜接以獲得動力，該複數發電機中的一發電機與該第一動力組件連結以獲得動力，該複數發電機中其餘的每一發電機分別與對應的該第二動力組件連結以獲得動力，該複數發電機電性連接於該電力整合裝置，以使該複數發電機所產生的電力由該電力整合裝置並聯整合。
在一實施例中，該承載平台具有一尾舵。
在一實施例中，該尾舵具有複數雙向彈性活門。
在一實施例中，該風能擷取裝置包含一環形導軌、一齒環以及複數葉片，該齒環滑設於該環形導軌，以相對於該環形導軌滑動旋轉，該複數葉片環設在該齒環，該複數葉片之中的任一葉片均銜接於該齒環的內緣並朝向該齒環的中心方向延伸，該齒環連結該發電機組以提供動力。
在一實施例中，該複數葉片包含之每一葉片都具有一雙向彈力定位機構，該每一葉片係透過該雙向彈力定位機構固定在該齒環。
相較於一般的離岸風力發電系統，本發明海洋不倒翁綜合發電系統能同時利用風力及浮體動能產生電力，以而充分的利用各種環境中的動能產生電力。
1:海洋不倒翁綜合發電系統
10:承載平台
11:主柱
12:機箱
13:輪輻形延伸架
13a:較大的輪輻形延伸架
13b:較小的輪輻形延伸架
14:發電機組
142:發電機
143:電力整合裝置
16:尾舵
161:彈性活門
20:支撐浮體
30:浮力浮體
40:風能擷取裝置
41:環形導軌
42:齒環
43:複數葉片
431:雙向彈力定位機構
50:浮體動能擷取裝置
51:第一動能轉換單元
511:第一動力組件
5111:第一動力輸出機構
5112:配重滑輪
5113:配重滑輪動力傳遞模組
5114:第三動力輸出機構
512:第一鋼索
513:旋轉機構
514:重物
52:第二動能轉換單元
521:第二動力組件
5211:改向滑輪
5212:第二動力輸出機構
522:第二鋼索
71:電纜
100:海床
第一圖為本發明第一實施例之外觀示意圖。
第二圖為本發明第一實施例之風能及浮體動能整合示意圖。
第三圖為本發明第一實施例之輪輻形延伸架示意圖。
第四圖為本發明第一實施例之尾舵示意圖。
第五圖為本發明第一實施例之浮體動能擷取裝置示意圖。
第六圖為本發明第一實施例之風能擷取裝置示意圖。
第七圖為本發明第一實施例之齒環示意圖。
第八圖為本發明第一實施例之風能擷取裝置的局部立體圖。
第九圖為本發明第一實施例之風能擷取裝置的局部分解圖。
第十圖為本發明第一實施例之齒環齒環連結發電機組示意圖。
第十一圖為本發明第二實施例之外觀示意圖。
第十二圖為本發明第二實施例之第一鋼索設置方式示意圖。
第十三圖為本發明第三實施例之輪輻形延伸架示意圖。
請參閱第一圖至第三圖所示，第一實施例所示海洋不倒翁綜合發電系統1，包含一承載平台10、一支撐浮體20、複數浮力浮體30、一風能擷取裝置40以及一浮體動能擷取裝置50。
承載平台10具有一主柱11、一機箱12以及一輪輻形延伸架13，機箱12設置在主柱11頂端，輪輻形延伸架13連結於主柱11且將主柱11環繞於中心位置，機箱12內設有一發電機組14，承載平台10底部中央的位置設有一配重滑輪5112，發電機組14包含複數發電機142以及一電力整合裝置143，電力整合裝置143可透過電纜71對外輸出整合後的電力，有關電力整合裝置143之電力整合手段屬常見之先前技術，於此不在贅述。
支撐浮體20固定於主柱11，以自承載平台10的中心位置提供浮力。
複數浮力浮體30銜接於輪輻形延伸架13靠近外緣的位置，以自承載平台10的周緣位置提供浮力，使承載平台10能浮於海面而不翻覆。
風能擷取裝置40設置在承載平台10且連結於發電機組14，以提供動力至發電機組14。
浮體動能擷取裝置50，設置在承載平台10且連結於發電機組14，以提供動力至發電機組14。
請參閱第三圖及第四圖所示，承載平台具有一尾舵16，尾舵16的朝向可對應於風能擷取裝置40所預設迎風面進行反向設置，使風能擷取裝置40能朝向風浪的來向。尾舵16具有複數雙向彈性活門161，當海浪衝擊方向瞬間改變時，彈性活門161可適度彈開後再復位，以降低海浪對尾舵的瞬間衝擊力。
請參閱第一圖、第二圖及第五圖所示，浮體動能擷取裝置50包含一第一動能轉換單元51以及複數第二動能轉換單元52。
該第一動能轉換單元51具有一第一動力組件511以及一第一鋼索512，該第一鋼索512連結於海床100與該第一動力組件511，此實施例之第一動力組件511包含一第一動力輸出機構5111，第一動力輸出機構5111可內建渦捲彈簧機構連接第一鋼索512，當第一鋼索512鬆弛時可捲收第一鋼索512。於該承載平台10隨著海面之變化而產生對應之運動時，該第一鋼索512該帶動該第一動力組件511旋轉，該第一動力組件511連結於該發電機組14之發電機142以提供動力。
第二動能轉換單元52對應於每一浮力浮體30分別設有對應的一第二動力組件521以及一第二鋼索522，第二鋼索522連結於浮力浮體30並進入輻形延伸架13靠近外緣的位置，於承載平台10隨著海面之變化而產生對應之運動時，第二鋼索522帶動第二動力組件521旋轉，第二動力組件521連結於發電機組14以提供動力。第二動力組件521包含複數改向滑輪5211以及一第二動力輸出機構5212，複數改向滑輪5211設置在輪輻形延伸架13以將第二鋼索522導引至第二
動力輸出機構5212，使第二鋼索522帶動第二動力輸出機構5212，第二動力輸出機構5212銜接於發電機組14，此實施例之第二動力輸出機構5212可內建渦捲彈簧機構連接第二鋼索522，當第二鋼索522鬆弛時可捲收第二鋼索522。
該複數發電機142中的一發電機與該第一動力組件511連結以獲得動力，其餘發電機142分別與對應的該第二動力組件521連結以獲得動力，該複數發電機142電性連接於該電力整合裝置143，以使該複數發電機142所產生的電力由該電力整合裝置143並聯整合。
請參閱第六圖至十圖所示，風能擷取裝置40包含一環形導軌41、一齒環42以及複數葉片43，齒環42滑設於環形導軌41，以相對於環形導軌41滑動旋轉，複數葉片43環設在齒環42，複數葉片43之中的任一葉片43均銜接於齒環42的內緣並朝向齒環42的中心方向延伸，齒環42連結發電機組14之其中一個或兩個的發電機142，風能擷取裝置40運轉時能使對應的發電機142產生的電力，產生的電力由該電力整合裝置143並聯整合。
葉片43包含一雙向彈力定位機構431，葉片43透過雙向彈力定位機構431固定在齒環42，當瞬間風力大於雙向彈力定位機構431的定位力時，葉片43可相對於齒環42適度擺動後再復位，以降低瞬間風力對葉片43的瞬間衝擊力。
請參閱第十一圖及第十二圖並對比第一圖所示，第二實施例與第一實施例之差異在於，該第一動力組件511包含一配重滑輪5112、一配重滑輪動力傳遞模組5113以及一第三動力輸出機構5114，該配重滑輪5112置設在該承載平台10底部中央的位置，該配重滑輪動力傳遞模組5113連結於該配重滑輪5112與該第三動力輸出機構5114之間，使該配重滑輪5112能帶動第三動力輸出機構5114，該第三動力輸出機構5114銜接於該發電機組14之發電機142，該第一鋼索512繞於該配重滑輪5112後連結於一重物514。
動力傳遞模組5113在此實施例中為一由配重滑輪5112所帶動的單向齒輪機構，第三動力輸出機構5114為一可將動力傳輸至發電機142的傳動軸。當於承載平台10隨著海面之變化而產生對應之運動時，第一鋼索512帶動第一動力組件511之配重滑輪5112旋轉，使得第一動力組件511可帶動發電機142產生電力。
請參閱第十三圖所示，第三實施例為變化輪輻形延伸架實施型態的，係可於一較大的輪輻形延伸架13a上設置若干較小的輪輻形延伸架13b，以取代第一實施例(如第三圖所示)單一輻形延伸架13的實施，以供更多的浮力浮體30架設。
以上所述，僅為舉例說明本發明之較佳實施方式，並非以此限定實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單置換及等效變化，皆屬本發明之專利申請範疇。
1:海洋不倒翁綜合發電系統
10:承載平台
11:主柱
12:機箱
13:輪輻形延伸架
14:發電機組
142:發電機
143:電力整合裝置
16:尾舵
20:支撐浮體
30:浮力浮體
40:風能擷取裝置
41:環形導軌
42:齒環
43:複數葉片
431:雙向彈力定位機構
50:浮體動能擷取裝置
51:第一動能轉換單元
512:第一鋼索
513:旋轉機構
52:第二動能轉換單元
522:第二鋼索
71:電纜
100:海床
Claims (9)
- 一種海洋不倒翁綜合發電系統，包含：一承載平台，具有一主柱、一機箱、一輪輻形延伸架以及一尾舵，該機箱設置在該主柱頂端，該輪輻形延伸架連結於該主柱且將該主柱環繞於中心位置，該機箱內設有一發電機組，以及該尾舵具有複數雙向彈性活門；一支撐浮體，固定於該主柱，以自該承載平台的中心位置提供浮力；複數浮力浮體，銜接於該輪輻形延伸架靠近外緣的位置，以自該承載平台的周緣位置提供浮力，使該承載平台能浮於海面而不翻覆；一風能擷取裝置，設置在該承載平台且連結於該發電機組，以提供驅動該發電機組運轉發電；以及一浮體動能擷取裝置，設置在該承載平台且連結於該發電機組，以提供動力驅動該發電機組運轉發電。
- 如請求項1所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該浮體動能擷取裝置包含一第一動能轉換單元以及複數第二動能轉換單元；該第一動能轉換單元具有一第一動力組件以及一第一鋼索，該第一鋼索連結於海床與該第一動力組件，於該承載平台隨著海面之變化而產生對應之運動時，該第一鋼索該帶動該第一動力組件旋轉，該第一動力組件連結於該發電機組以提供動力；該第二動能轉換單元對應於該複數浮力浮體之每一浮力浮體分別設有對應的一第二動力組件以及一第二鋼索，該第二鋼索連結於該浮力浮體並進入該輻形延伸架靠近外緣的位置，於該承載平台隨著海面之變化而產生對應之運動時，該第二鋼索該帶動該第二動力組件旋轉，該第二動力組件連結於該發電機組以提供動力。
- 如請求項2所述之海洋不倒翁綜合電源系統，其中該第一鋼索具有一旋轉機構。
- 如請求項2所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該第一動力組件包含一第一動力輸出機構。
- 如請求項2所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該第二動力組件包含複數改向滑輪以及一第二動力輸出機構，該複數改向滑輪設置在該輪輻形延伸架以將該第二鋼索導引至該第二動力輸出機構，使第二鋼索帶動該第二動力輸出機構，該第二動力輸出機構銜接於該發電機組。
- 如請求項2所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該第一動力組件包含一配重滑輪、一配重滑輪動力傳遞模組以及一第三動力輸出機構，該配重滑輪置設在該承載平台底部中央的位置，該配重滑輪動力傳遞模組連結於該配重滑輪與該第三動力輸出機構之間，使該配重滑輪能帶動第三動力輸出機構，該第三動力輸出機構銜接於該發電機組，該第一鋼索繞於該配重滑輪後連結於一重物。
- 如請求項2所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該發電機組包含複數發電機以及一電力整合裝置，該複數發電機中的至少一發電機與該風能擷取裝置銜接以獲得動力，該複數發電機中的一發電機與該第一動力組件連結以獲得動力，該複數發電機中其餘的每一發電機分別與對應的該第二動力組件連結以獲得動力，該複數發電機電性連接於該電力整合裝置，以使該複數發電機所產生的電力由該電力整合裝置並聯整合。
- 如請求項1所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該風能擷取裝置包含一環形導軌、一齒環以及複數葉片，該齒環滑設於該環形導軌，以相對 於該環形導軌滑動旋轉，該複數葉片環設在該齒環，該複數葉片之中的任一葉片均銜接於該齒環的內緣並朝向該齒環的中心方向延伸，該齒環連結該發電機組以提供動力。
- 如請求項8所述之海洋不倒翁綜合發電系統，其中該複數葉片包含之每一葉片都具有一雙向彈力定位機構，該每一葉片係透過該雙向彈力定位機構固定在該齒環。
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| TW110146762A TWI788144B (zh) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | 海洋不倒翁綜合發電系統 |
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| CN102725515A (zh) * | 2009-12-23 | 2012-10-10 | 纳德.哈萨马瑞 | 发电站的装置 |
| TW201520422A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-06-01 | jin-cai Wang | 海洋深層能量發電裝置 |
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2021
- 2021-12-14 TW TW110146762A patent/TWI788144B/zh active
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