用于气动发电的海上风能储存输送系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于气动发电的海上风能储存输送系统，包括若干个海上风力发电机、储气系统和气动发电机，海上风能转化为压缩空气势能进行存储并长距离运输的系统,将海上风能转化为风叶轴驱动空气压缩机工作的动能，根据输气速率，选择合理的水深布置柔性气囊，柔性气囊中储存与水压相同压力的恒压压缩空气，恒定的水压将足量的压缩空气压向海平面上方的气动发电机，从输送速率和供气时间都能精准控制从而得到稳定电力输出；最大限度利用海上风能，节约了海上发电和电能输送的成本，取代了水下电缆的使用。水下柔性囊体在线能量存储，解决了风力发电电能存储问题，压缩气体稳定持续供应，保证了稳定的电力输出并易于并网。网。网。

【技术实现步骤摘要】
用于气动发电的海上风能储存输送系统


[0001]本技术涉及风力发电风能传输
，尤其是一种用于气动发电的海上风能储存输送系统。

技术介绍

[0002]风力发电是把风的动能转变成机械动能，再把机械动能转化为电力动能。风力发电机组，大体分为风轮，发电机系统和铁塔三部分，风力发电系统由风力发电机、充电器和数字逆变器组成，发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，把机械能转化成电能。
[0003]海上风力发电中，机舱中各部件协调运动，机舱内发电机达到转速后开始产生电流，电流通过粗的电缆被送到塔架下面的控制柜。风机的输出电压需要先通过35KV集电线汇集至海上升压站，再经海上升压站并通过220KV海底电缆接入陆上集控中心。这意味着离海岸越远的深海项目，送出工程的成本越高，并且不同的送出方式也会影响项目的收益。而且输送过程中使用的电缆线造价高，输送距离远的话，极大的增加了整个项目的成本。
[0004]风力发电过程中，风力时而大时而小，风力发电完全受制于风力的大小，造成发电功率的不稳定，很难保证同一个频率持续供电。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，为海上风力发电提供一种节约成本，先将持续收集的风能在海水中储存后，再以一定的速度输出到陆地上，最后转化为电能的用于气动发电的海上风能储存输送系统。
[0006]本技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本技术是一种用于气动发电的海上风能储存输送系统，包括若干个海上风力发电机、储气系统和气动发电机，所述储气系统设于海平面以下,所述气动发电机设于海平面上；储气系统处于海平面以下，合理利用海底空间，储气系统处于一个恒定持续的海水压力下，最大限度利用了海水的能量。所述每个海上风力发电机风叶轴与空气压缩机相连，风叶轴通过风能驱动旋转，转换为空气压缩机的动能，节约了电能，直接利用了源源不断的风能，节约时间和能量之间的转化步骤。每片海域的风力大小和所安装的海上风力发电机的风叶片大小，决定了海上风力发电机的风叶轴驱动空气压缩机的功率大小；空气压缩机的气缸大小决定了出气量和压缩空气的压力范围。每个空气压缩机出气管路并联到出气总管路后与所述储气系统相连，所述储气系统通过输气管路与气动发电机相连，所述储气系统由若干个柔性囊体组构成，所述出气总管路上由空气压缩机输出方向上依次设有空气净化装置和进气单向阀，所述输气管路上设有出气单向阀；串联的所有空气压缩机一个或者多个工作产生压缩空气时，压缩空气通过净化装置净化后储存到柔性囊体组，保证柔性气囊组储存环境的干净清洁，无需定期清理柔性囊体组。柔性囊体组中的清洁压缩空气存储后待用；保证在气动发电机工作时，压缩气体匀速饱和供给。进气单向阀和出气单向阀保证压缩空气单向流动，便于
储存和使用。
[0007]所述海上风力发电机的风叶轴驱动空气压缩机工作，当空气压缩机气缸中空气压力达到与储气系统所在水位的水压相同时，压缩空气通过空气净化装置净化后由出气总管路输入储气系统。储气系统内外压力相同，压缩空气进气时，储气系统本身不受压力，无需借助外界系统进行输入压缩气体。所述储气系统的柔性囊体组内储存的压缩空气的压力与柔性囊体组所在水位的水压相同，需要发电时，打开出气单向阀，在水压作用下，柔性囊体组内压缩空气通过输气管路匀速输出，压缩空气驱动海平面上的气动发电机发电。打开出气单向阀时，气动发电机一端没有压力，压缩空气通过海水压力和自身压力同时作用，源源不断输向气动发电机。
[0008]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述柔性囊体组包括若干个相互并联设置的柔性囊体单元，每个柔性囊体单元由若干个柔性囊体相互串联构成，多个柔性囊体整齐排列，便于管理同时保证足够的储存空间；柔性气囊的个数可根据空气压缩机的排气量和压缩空气的压力决定排列的个数，柔性气囊在海底环境允许的情况下，可无限排列；每个柔性囊体均设置在海平面以下20m
‑
1000m深度。柔性囊体存放空间极大利用了海底空间，同时借助海水的水压，保证压缩气体输出时，给予源源不断的输出压力。
[0009]所述柔性囊体采用现有技术中公开的任何一种适用于本系统的用于储存气体的柔性囊体储存装置。
[0010]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述柔性囊体均设于同一水平面，保证柔性囊体受到的水压相同，当压缩空气输入时，柔性囊体本身随时处于不受压状态；柔性囊体上设有压缩气体进出口，所述压缩气体进出口通过三通分别与进气管路和输气管路相连。设有一个压缩气体进出口，保证柔性囊体和外部管道接通时的密封性。
[0011]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述柔性囊体设有囊本体，在囊本体正下方设有配重座，配重座的尺寸大于囊本体直径，囊本体和配重座之间通过拉索固定。配重座重量大，固定在预设位置，囊本体通过拉索保证固定在预设位置，不会因为囊体本身轻而偏离原来位置。
[0012]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述囊本体下端通过一根拉索与配重座连接。
[0013]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述囊本体还可以通过两侧对称安装的拉索连接配重座。
[0014]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述柔性囊体设有罩筒，罩筒的底部设有海水流通孔，海水通过海水流通孔自由进出罩筒，使柔性囊体处于海水环境和所在位置的水压；罩筒内设有囊本体，囊本体上端与罩筒上端固定连接，罩筒上端设有囊本体上压缩气体进出口相通的开孔。柔性囊体通过罩筒限定了所在位置和容积；同时，罩筒支撑和固定囊本体。
[0015]本技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述所述囊本体为球状或者波纹状。便于囊本体随压缩气体进入膨胀，随压缩空气输出而收缩。
[0016]本海水风能储存输送系统，选好浅海区域，在海平面以下20m
‑
1000m深度布置储气
系统，储气系统设于同一水平面；储气系统由若干个柔性囊体组构成，柔性囊体组包括若干个相互并联设置的柔性囊体单元，每个柔性囊体单元由若干个柔性囊体相互串联构成，柔性囊体设有囊本体，确定好安装深度和安装方式后，将配重座或者罩筒布置在预设水平面，保证所有配重座或者罩筒都处于同一水平面，囊本体下端通过一根拉索或两侧对称安装的拉索与配重座连接；或者囊本体设置于罩筒内，囊本体上端与罩筒上端固定连接。囊本体经过出气总管路与并联的出气管路分别接到空气压缩机气缸；到当海上风力发电机在海上风能的作用下带动风叶轴旋转，风叶轴驱动空气压缩机工作，当空气压缩机气缸不断吸入并压缩空气，压缩空气的压力达到与储气系统所在水位的水压相同时，压缩空气通过空气净化装置净化后由出气总管路输入，通过压缩气体进出口进入囊本体储存；整个过程中出气单向阀处于关闭状态，当需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于气动发电的海上风能储存输送系统，其特征在于：包括若干个海上风力发电机（4）、储气系统（8）和气动发电机（11），所述储气系统（8）设于海平面以下,所述气动发电机（11）设于海平面上,所述每个海上风力发电机风叶轴（5）与空气压缩机（6）相连，每个空气压缩机（6）的出气管路（3）并联到出气总管路（7）后与所述储气系统（8）相连，所述储气系统（8）通过输气管路（10）与气动发电机（11）相连，所述储气系统（8）由若干个柔性囊体组构成，所述出气总管路（7）上由空气压缩机输出方向上依次设有空气净化装置（2）和进气单向阀（1），所述输气管路（10）上设有出气单向阀（9）；所述海上风力发电机的风叶轴（5）驱动空气压缩机（6）工作，当空气压缩机（6）气缸中空气压力达到与储气系统（8）所在水位的水压相同时，压缩空气通过空气净化装置（2）净化后由出气总管路（7）输入储气系统（8），所述储气系统（8）的柔性囊体组内储存的压缩空气的压力与柔性囊体组所在水位的水压相同，需要发电时，打开出气单向阀（9），在水压作用下，柔性囊体组内压缩空气通过输气管路（10）匀速输出，压缩空气驱动海平面上的气动发电机（11）发电。2.根据权利要求1所述的一种用于气动发电的海上风能储存输送系统，其特征在于：所述柔性囊体组包括若干个相互并联设置的柔性囊体单元，每个柔性囊体单元由若干个柔性囊体（8
‑
1）相互串联构成，每个柔性囊体（8
‑
1）均设置在海平面以下20m
‑
1000m深度。3.根据权利要求2所述的一种用于气动发电的海上风能储存输送系统，其特征在于：所述柔性囊体（8
‑
1）均设于同一水平面，柔性囊体（8
‑
1）上设有压缩气体进出口（8
‑
6），所述压缩气体进出口（8
‑
6）通过三通分别与出气总管路（7）和输气管路（10）相连。4.根据权利要求2所述的一种用于气动发电的海上...

【专利技术属性】
技术研发人员：单志勇，赵国振，荆祥海，许良彪，
申请(专利权)人：连云港经纬复合新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：