一种基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统技术方案

一种基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统，属于海洋可再生能源利用领域，为了解决海洋能源中的风能和波浪能互补性利用的问题，包括风机、塔筒、主立柱、两个边柱、两个浮筒、锚链、气囊、涡轮发电机和电力输出系统，风机和涡轮发电机与电力输出系统连，两个浮筒呈一定角度漂浮在水面迎浪方向，且两个浮筒的顶部连接处安装主立柱，两个浮筒的尾部各安装一个边柱，风机通过塔筒与主立柱连接，浮筒通过锚链与海床相连，气囊安装在浮筒内部，且气囊柔性面内充气，气囊的柔性面位于浮筒外部，气囊的气体排放口与安装涡轮发电机的涡轮室连通，效果是实现了风力和波浪能发电的有机结合，对两种海洋能源实现了互补式利用。对两种海洋能源实现了互补式利用。对两种海洋能源实现了互补式利用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统


[0001]本技术属于海洋可再生能源利用领域，涉及一种基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统。

技术介绍

[0002]随着煤炭等化石能源开发逐渐步入夕阳产业行列，全球能源结构正在进行迅速迭代，以风能、海洋能等可再生能源为首的清洁能源的崛起，已经成为人类社会发展过程中必不可少的环节。作为一种清洁的可再生能源，海上风电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。但由于近海空间资源有限，海上风电的发展不断地从浅近海走向深远海。相应的，海上风机支撑结构形式也伴随水深变化，从固定式支撑结构到漂浮式支撑结构演变。发展海上风能为节能减排和应对气候变化提供技术支撑，也符合我国发展能源节约型和环境友好型社会的战略需求。目前，由于海洋能源有典型的不稳定性和分散性，单一的海洋能源利用装置大都存在着投资大、规模小、获益能力低以及输出功率不稳定等缺陷，严重阻碍了海洋能源开发利用快速发展。特别是气囊波浪压力发电气体对外排放，无法满足系统气密性。

技术实现思路

[0003]为了解决海洋能源中的风能和波浪能互补性利用的问题，并进一步解决气囊波浪能压力发电气密性问题，及多气囊间相互无影响排布提高喷射气体压力以及提高波浪能收集效率的问题，本技术提出如下技术方案：一种基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统，包括风机、塔筒、主立柱、两个边柱、两个浮筒、锚链、气囊、涡轮发电机和电力输出系统，风机和涡轮发电机与电力输出系统连，两个浮筒呈一定角度漂浮在水面迎浪方向，且两个浮筒的顶部连接处安装主立柱，两个浮筒的尾部各安装一个边柱，风机通过塔筒与主立柱连接，浮筒通过锚链与海床相连，气囊安装在浮筒内部，且气囊柔性面内充气，气囊的柔性面位于浮筒外部，气囊的气体排放口与安装涡轮发电机的涡轮室连通。
[0004]进一步的，所述浮筒包括由第一隔板沿浮筒轴向将浮筒内部纵向分隔为的第一长腔、第二长腔，由第二隔板沿浮筒轴向将任意长腔竖向分隔为的上通道和下通道，由第三隔板沿浮筒轴向将同一长腔的上通道和下通道横向分隔为的若干气室及承装涡轮发电机的涡轮室，由第四隔板沿浮筒轴向将涡轮室竖向分隔为部分连通的上室和下室，同一长腔的同一通道的各气室间连通，涡轮室的上室与两长腔的上通道均连通，涡轮室的下室与两长腔的下通道均连通，且两长腔的上通道的压缩空气出气口均朝向涡轮室的涡轮发电机的叶片，同一长腔的上、下两个通道的竖向直接相对的两个气室组成一个气室组，每个长腔至少两个气室组中安装有气囊，气囊包括柔性面及与柔性面分别连接的第一刚性部和第二刚性部，气囊的第一刚性部及其上的用于出气的第一开口嵌入式固定在气室组的上通道的气室中，第二刚性部及其上的用于进气的第二开口嵌入式固定在气室组的下通道的气室中，使
得气室组的上通道的气室与下通道的气室通过气囊的柔性面连通。
[0005]进一步的，同一长腔的同一通道的各气室间的第三隔板上具有使气体流动的开口，第四隔板沿浮筒轴向在隔板的末端形成开口以连通位于开口上方的涡轮室的上室和位于开口下方的涡轮室的下室。
[0006]进一步的，第一开口安装单向出气门，第二开口安装单向进气门。
[0007]进一步的，单向出气门包括门轴、门和门栓，门轴安装在第一开口的一侧上，门连接门轴，门栓安装在第一开口的另一侧上，且门起始安装位置为门栓的外侧，门的宽度超过门栓与门轴间的距离，使门通过门轴由门栓外侧向内侧方向转动而被门栓所阻碍。
[0008]进一步的，单向进气门包括门轴、门和门栓，门轴安装在第一开口的一侧上，门连接门轴，门栓安装在第一开口的另一侧上，且门起始安装位置为门栓的内侧，门的宽度超过门栓与门轴间的距离，使门通过门轴由门栓内侧向外侧方向转动而被门栓所阻碍。
[0009]进一步的，边柱嵌入式的与浮筒内部连接但不连通，所述边柱为空心柱，空心中承装压载水。
[0010]进一步的，其特征在于,所述的第三隔板上具有使气体流动的开口朝向涡轮室方向逐渐减小。
[0011]有益效果：本技术的集成系统，实现了风力和波浪能发电的有机结合，对两种海洋能源实现了互补式利用。本技术的漂浮发电装置，通过合理排列和间隔成多个气室，使得多个气囊能够互不影响的同步喷射气体，提升喷射气体压力，且气体在使用后能够被回收重复使用，保持了装置内部的良好气密性，能够提高发电效率和发电量，并且，该合理排列还使得浮筒在各个方向均可以对波浪能收集，极大拓宽了能量收集范围，能量使用更为充分。
附图说明
[0012]图1是集成系统的整体结构示意图。
[0013]图2是浮筒的主视图的剖视图。
[0014]图3是浮筒侧视图的剖视图。
[0015]图4是气囊出气状态图。
[0016]图5是气囊进气状态图。
[0017]图中：1.风机，2.塔筒，3.主立柱，4.边柱，5.浮筒，6.气囊，7.锚链，8.涡轮发电机，9.浮筒上下层通气口，10.气囊装置出气口，11.气囊装置进气口，12.气囊柔性橡胶，13.气囊混凝土结构基础，14.第一隔板，15.第二隔板，16.第三隔板，17.第四隔板，18.上通道，19.下通道，20.气室，21.涡轮室，22.单向进气门，23.单向出气门。
具体实施方式
[0018]实施例1：如图2所示，一种气体往复式多向波浪压力漂浮发电装置，包括浮筒5和气囊6，浮筒5由系泊系统牵引而浮于水面，气囊6的开口位于浮筒5内部，气囊6内填充气体，气囊6在迎浪侧以其柔性面与波浪接触并对气囊6内气体挤压，使气囊6的气口冲向涡轮发电机8的叶片排放压缩气体而使涡轮发电机8叶片转动发电，且在压缩空气通过涡轮发电机8叶片后从另一通道回流至所述气囊6中将气囊6填充。
[0019]在一种方案中，所述浮筒5，包括由第一隔板14沿浮筒5轴向将浮筒5内部纵向分隔为的第一长腔、第二长腔，(如图3所示)由第二隔板15沿浮筒5轴向将任意长腔竖向分隔为的上通道18和下通道19，由第三隔板16沿浮筒5轴向将同一长腔的上通道18和下通道19横向分隔为的若干气室20，及承装涡轮发电机8的涡轮室21。
[0020]由第四隔板17沿浮筒5轴向将涡轮室21竖向分隔为部分连通的上室和下室，同一长腔的同一通道的各气室20间连通，涡轮室21的上室与两长腔的上通道18均连通，涡轮室21的下室与两长腔的下通道19均连通，且两长腔的上通道18的压缩空气出气口均朝向涡轮室21的涡轮发电机8的叶片。
[0021]同一长腔的上、下两个通道的竖向直接相对的两个气室组成一个气室组，每个长腔至少两个气室组中安装有气囊6，气囊6包括柔性面及与柔性面分别连接的第一刚性部和第二刚性部，气囊6的第一刚性部及其上的用于出气的第一开口嵌入式固定在气室组的上通道18的气室20中，第二刚性部及其上的用于进气的第二开口嵌入式固定在气室组的下通道19的气室20中，使得气室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统，其特征在于，包括风机(1)、塔筒(2)、主立柱(3)、两个边柱(4)、两个浮筒(5)、锚链(7)、气囊(6)、涡轮发电机(8)和电力输出系统，风机(1)和涡轮发电机(8)与电力输出系统连，两个浮筒(5)呈一定角度漂浮在水面迎浪方向，且两个浮筒(5)的顶部连接处安装主立柱(3)，两个浮筒(5)的尾部各安装一个边柱(4)，风机(1)通过塔筒(2)与主立柱(3)连接，浮筒(5)通过锚链(7)与海床相连，气囊(6)安装在浮筒(5)内部，且气囊(6)柔性面内充气，气囊(6)的柔性面位于浮筒(5)外部，气囊(6)的气体排放口与安装涡轮发电机(8)的涡轮室(21)连通。2.如权利要求1所述的基于波浪压力发电的漂浮式风浪互补能源集成系统，其特征在于，所述浮筒(5)包括由第一隔板(14)沿浮筒(5)轴向将浮筒(5)内部纵向分隔为的第一长腔、第二长腔，由第二隔板(15)沿浮筒(5)轴向将任意长腔竖向分隔为的上通道(18)和下通道(19)，由第三隔板(16)沿浮筒(5)轴向将同一长腔的上通道(18)和下通道(19)横向分隔为的若干气室(20)及承装涡轮发电机(8)的涡轮室(21)，由第四隔板(17)沿浮筒(5)轴向将涡轮室(21)竖向分隔为部分连通的上室和下室，同一长腔的同一通道的各气室(20)间连通，涡轮室(21)的上室与两长腔的上通道(18)均连通，涡轮室(21)的下室与两长腔的下通道(19)均连通，且两长腔的上通道(18)的压缩空气出气口均朝向涡轮室(21)的涡轮发电机(8)的叶片，同一长腔的上、下两个通道的竖向直接相对的两个气室组成一个气室组，每个长腔至少两个气室组中安装有气囊(6)，气囊(6)包括柔性面及与柔性面分别连接的第一刚性部和第二刚性部，气囊(6)的第一刚性部及其上的用于出气的第一开口嵌入式固定在气室组的上通道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昳鸣，刘溟江，郭小江，姚晖，施伟，田忠梅，李昕，刘鑫，吴凯，马文冠，白亮，唐巍，袁赛杰，张冲，李冬，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：