利用结构体周围流体发电的发电系统技术方案

一种利用结构体周围流体发电的发电系统，该发电系统设置于一流场，该流场中的流体形成一主要流向，该发电系统包括一支撑装置以及一发电装置，其中，该支撑装置包括一支撑体，该支撑体上可定义一迎流区、一侧流区、以及一涡流区其中至少一者；该发电装置包括至少一发电单元以及一蓄电单元，其中，所述发电单元至少设置在该支撑体的该迎流区、该侧流区、以及该涡流区中的至少之一上。

Power generation system using fluid generated around a structure

A power generation system using the structure of the surrounding fluid power, the power system is arranged in a flow field, a main flow of fluid flow in the formation, the power generation system comprises a supporting device and a power device, wherein, the supporting device comprises a supporting body, the supporting body can define a flow area, one side flow region, and wherein a vortex of at least one; the power generation device comprises at least one power unit and a storage unit, wherein the power unit is at least arranged on the supporting body of the upstream region, the lateral flow area, and the eddy current region on at least one of the.

【技术实现步骤摘要】
利用结构体周围流体发电的发电系统
本专利技术涉及一种利用结构体周围流体发电的发电系统，进一步涉及一种通过流场流经结构体时，利用结构体的周围所产生的流体的动能而发电的发电系统。
技术介绍
随着地球资源日渐减少，全球变暖越来越严重，然人口依然不断增长，对能源的需求日益增加，为了解决上述问题，科学家极力地寻求洁净无污染的替代能源，以取代目前使用石化燃料以及核能等发电方式。目前，太阳能以及风力发电积极地被讨论，且已有一定规模的发展，但太阳能或风力发电皆受到气候及地理位置的影响，发电量难以稳定。相较之下，海洋中的能量相对稳定，且不分昼夜或天气的影响，可视为较稳定的再生能源。海洋中有多种的能量可被利用于发电，举例而言，如温度差能、波浪能、潮汐能、洋流能等。海洋温差能将海水表层温水与深层冷水的温差转换成能量，例如中国台湾专利号TWI367990公开了一种海洋温差发电系统及其冷凝器；波浪能利用海洋表面波浪运动所转送的能量，例如中国专利公开号CN101000031A公开了一种利用水面波浪发电的设备；以及潮汐能将涨退潮之间的位能转换成电能，例如，美国专利号US4859866公开了一种利用潮汐能发电的水轮机组合。然而，其中海洋温差能来源虽稳定，但其具有热转换效率不佳，深海冷水管路施工不易，且发电成本高等缺点。波浪能则受限于地形，仅有部分地区具有发展潜力，且有能量转换效率低，固设在海床上容易受到海水腐蚀等缺点。再者，潮汐能也受限于地形，需于潮差大的海岸区才有发展潜力，且海岸区容易有淤积以及设备腐蚀等缺点。然而，洋流能即海水受到行星风系、地球自转科氏力、海水密度差异、以及陆地分布的影响，而在大洋中形成的犹如河流的洋流，大规模的海水会向特定方向有规则地流动，其流动路径大致上不会改变，且流速相对稳定，故洋流为海洋能中较为稳定的能源，其发电原理是利用海水流动的动能来产生电力。目前利用洋流能发电的发电装置已发展具有多种型态，如中国台湾专利号TWI376453公开了一种可迎向洋流流向的洋流发电装置，其支撑柱固设在水面下，并具有发电单元以及侦测单元，并利用侦测单元侦测洋流流向进而驱动支撑柱，使得发电单元的扇轮能持续面向洋流流向，进而提升发电效率。另外，中国专利号CN203230524U公开了一种栏网式立式海洋能发装置，包括框架、浮筒平台、至少三个水轮机、至少三个发电模块，以及两个栏网模块，该水轮机平行设置于框架内，且通过该水轮机转动以驱动发电模块而发电。然而，如上述两种利用洋流发电的发电装置皆需耗费庞大成本建造海平面下的大型设备，再加上定期维护的成本，导致其投资报酬率不高，实际上有投入制备并进行发电的国家不多。因此，如何提升洋流能的撷取效率以及降低洋流能发电装置的制备成本，是目前发展洋流能发电的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种利用结构体周围流体发电的发电系统，将其设置于一流场，该流场中的流体形成一主要流向，该发电系统包括：一支撑装置以及一发电装置，该支撑装置包括至少一支撑体。该支撑体上可定义一迎流区、一侧流区，以及一涡流区中的至少之一。其中，该迎流区是该支撑体上面朝一主要流向的表面，该侧流区是该支撑体侧向该主要流向的表面，以及该涡流区是该支撑体上背向该主要流向的表面。当该流体流经该支撑体，且接触该迎流区时，在该迎流区处形成一向下流，当该流体流经该侧流区时，在该侧流区处形成一侧向流，以及该流体在该涡流区处形成一涡流。该发电装置设置于该支撑装置上，包括至少一发电单元，其中，所述发电单元至少设置于该支撑体的该迎流区、该侧流区、以及该涡流区中的至少之一上。在本专利技术中，该结构体为该支撑装置，举例而言，该支撑装置可为一柱体，或任何一种用于支撑陆上、河流上、或海上机构的轴柱，该支撑装置主要是一种有流场经过的任一轴柱，例如可为陆上风力发电机构、离岸风力发电机构、海上石油钻探台或海上储油台等机构的支撑轴柱，以便设置于该支撑体上的所述发电单元，并可被驱动而发电。举例而言，当该海上机构为离岸风力发电装置时，该离岸风力发电的支撑轴柱可为单桩式、三脚式或管架式等，都可做为本专利技术的该支撑装置。或者，当该支撑装置是一海上机构时，可通过缆线将该支撑装置设置于海床上，使得该发电系统漂浮于海水中。此外，该支撑装置的形状并无特别的限制，可为本领域中使用作为各种支撑轴柱的任一几何形状，例如可为正方体、圆柱体、三角柱体或长方体等。在本专利技术的一较佳实施方案中，所述发电单元是至少一选自涡轮发电装置或震动式发电装置所组成的群组，其设置位置并无特别的限制。举例而言，当所述发电单元设置于迎流区时，至少一所述发电单元可为该涡轮发电装置，且该涡轮发电装置利用该向下流驱动而发电；或者，至少一所述发电单元也可为震动式发电装置，且该震动式发电装置利用该主要流向的该流体或该向下流驱动而发电。当所述发电单元设置于该侧流区时，至少一所述发电单元可为涡轮发电装置，且该涡轮发电装置利用该侧向流驱动而发电；或者，至少一所述发电单元也可为震动式发电装置，且该震动式发电装置利用该侧向流驱动而发电。再者，当所述发电单元设置于该涡流区时，至少一所述发电单元为该震动式发电机，且该震动式发电机利用该支撑体后方的涡流驱动而发电。在本专利技术中，该涡轮发电装置可为本领域中任何一种已知的涡轮发电机，例如可具有一个以上的扇叶，其通过流体的流动以驱动该扇叶旋转，将其动能转换为电能，举例而言，可为垂直轴涡轮机或水平轴涡轮机。该震动式发电装置可为本领域中任何一种已知的震动式发电装置，将震动能转换为电能，例如可为静电型、电磁感应型、磁致伸缩型或压电型等震动式发电装置。在本专利技术中，上述的所述发电单元可仅设置于迎流区、侧流区或涡流区等其中任一个区域，例如仅有迎流区的发电效率较佳而值得设置发电单元时，或者当发电单元设置于海岸堤防处故仅有迎流区时；或者，所述发电单元可选择性地设置于迎流区、侧流区以及涡流区等其中两个区域；所述发电单元更可同时设置于迎流区、侧流区以及涡流区等三个区域，并无特别的限制，可视流场的型态以及地理环境等因素而设置所述发电单元。此外，设置于同一区的发电单元的数量并无特别的限制，可视发电单元的样式以及发电效率而设计。在本专利技术的另一实施方案中，该支撑装置更包括至少一中空区，其具有一第一开口以及一第二开口，并贯穿该支撑体，其中，该第一开口设置于迎流区，该第二开口设置于侧流区或涡流区，使得该流体可通过中空区，并设置至少一发电单元于中空区内。而于一较佳实施方案中，设置于该中空区内的发电单元为涡轮发电装置或震动式发电装置。在本专利技术的一较佳实施方案中，该支撑装置可进一步包括设置于该迎流区的一导流面，当该流场接触该导流面时，将该流场导流为该向下流，并将该向下流导送至设置于该迎流区的发电单元以驱动所述发电单元。其中，该导流面的形态并无特别的限制，可为自该支撑装置向外延伸的壳体以形成该导流面，也可为由该支撑装置内凹的凹面作为该导流面。举例而言，该导流面可为该支撑装置上呈现内凹的弧形壳体，但其壳体的形状并无特别的限制。当流体沿该流场的主要流向而流经该迎流区时，该导流面可汇聚大量的流体，使得更多流体在该迎流区形成该向下流以驱动发电单元，增加发电单元的发电效率。另外，在本专利技术的一较佳实施方案中，该发电装置可包括一蓄电单元，设置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，设置于一流场，该流场中的流体形成一主要流向，该发电系统包括：一支撑装置，包括至少一支撑体，该支撑体上可定义一迎流区、一侧流区及一涡流区中的至少之一，其中，该迎流区是该支撑体上面朝该主要流向的表面；该侧流区是该支撑体侧向该主要流向的表面；以及该涡流区是该支撑体上背向该主要流向的表面；其中，当该流体流经该支撑体，且接触该迎流区时，在该迎流区处形成一向下流；当该流体流经该侧流区时，在该侧流区处形成一侧向流；以及该流体在该涡流区处形成一涡流；以及一发电装置，设置于该支撑装置上，包括至少一发电单元，其中，所述发电单元至少设置于该支撑体的该迎流区、该侧流区、以及该涡流区中的至少之一上。

【技术特征摘要】
2016.01.05 TW 1051001161.一种发电系统，设置于一流场，该流场中的流体形成一主要流向，该发电系统包括：一支撑装置，包括至少一支撑体，该支撑体上可定义一迎流区、一侧流区及一涡流区中的至少之一，其中，该迎流区是该支撑体上面朝该主要流向的表面；该侧流区是该支撑体侧向该主要流向的表面；以及该涡流区是该支撑体上背向该主要流向的表面；其中，当该流体流经该支撑体，且接触该迎流区时，在该迎流区处形成一向下流；当该流体流经该侧流区时，在该侧流区处形成一侧向流；以及该流体在该涡流区处形成一涡流；以及一发电装置，设置于该支撑装置上，包括至少一发电单元，其中，所述发电单元至少设置于该支撑体的该迎流区、该侧流区、以及该涡流区中的至少之一上。2.如权利要求1所述的发电系统，其中，所述发电单元选自由涡轮发电装置及震动式发电装置所组成的组。3.如权利要求2所述的发电系统，其中，当所述发电单元设置于该迎流区时，至少一所述发电单元为该涡轮发电装置，且该涡轮发电装置利用该向下流驱动而发电。4.如权利要求2所述的发电系统，其中，当所述发电单元设置于该迎流区时，至少一所述发电单元为该震动式发电装置，且该震动式发电装置利用该主要流向的该流体或该向下流驱动而发电。5.如权利要求2所述的发电系统，其中，当所述发电单元设置于该侧流区时，至少一所述发电单元为该涡轮发...

【专利技术属性】
技术研发人员：林咏彬，张国镇，赖进松，蔡原祥，蒋启恒，黄炳勋，
申请(专利权)人：财团法人国家实验研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71