本发明专利技术公开了一种蜂窝状风浪联合发电平台。波浪能发电单元周期阵列排布构成蜂窝状结构的波浪能发电网络，海上风电模块连接波浪能发电网络，海上风电模块和波浪能发电网络安装在系泊系统上；海上风电模块电连接波浪能发电网络；水平轴风机安装在风机塔筒的顶端，风机塔筒的下部安装有风机支撑平台；水平轴风机电连接波浪能发电网络；海上风电模块和波浪能发电网络漂浮于海面本发明专利技术通过浮筒层层吸取波浪能发电实现消浪，在海上风电模块的周围形成阻尼区，减少波浪的直接冲击，增加稳定性。浪能发电单元向外阵列扩展，增加了波浪能采集的有效面积且效率得以提高，对海上风机周围海域的能源进行有效利用。能源进行有效利用。能源进行有效利用。
【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝状风浪联合发电平台
[0001]本专利技术涉及了一种发电平台，具体涉及一种蜂窝状风浪联合发电平台。
技术介绍
[0002]随着科技的不断发展，人类对能源的需求越来越大，而化石能源短缺、环境污染、全球变暖等问题亟需重视。因此，目前均推进绿色能源的发展，其中海洋能总量大且取之不尽，是许多沿海地区获取绿色能源的不二之选。波浪能和海风能占了海洋能的较大的比重，是研究和开发的热点，各类波浪能、海风能装置及风浪联合发电相关研究应运而生。
[0003]现有的风浪联合发电装置仅在风机支撑平台上进行单点或多点安装。波浪能装置安装数量和位置十分受限，采集波浪能的效率不高。需要风机支撑平台安装全部或大部分波浪能发电装置，致使支撑平台结构变得较为复杂。并且仅在风机周围工作，对风机和支撑平台的保护较为欠缺。
技术实现思路
[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种蜂窝状风浪联合发电平台。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]本专利技术风浪联合发电平台包括一个或多个海上风电模块、若干波浪能发电单元和系泊系统，各个波浪能发电单元周期阵列排布构成蜂窝状结构的波浪能发电网络，一个或各个海上风电模块连接波浪能发电网络，一个或各个海上风电模块和波浪能发电网络安装在系泊系统上；一个或各个海上风电模块电连接波浪能发电网络。
[0007]每个海上风电模块包括水平轴风机、风机塔筒和风机支撑平台，水平轴风机安装在风机塔筒的顶端，风机塔筒的下部安装有风机支撑平台；水平轴风机电连接波浪能发电网络；海上风电模块和波浪能发电网络漂浮于海面；风机支撑平台可以为等边三角形导管架支撑平台或三角星形支撑平台。
[0008]系泊系统包括若干系泊锚线、若干主系泊缆和若干次系泊缆，各个主系泊缆依次连接形成泊缆多边形并作为波浪能发电网络的边界；波浪能发电网络中位于最外围的每个波浪能发电单元通过各自的一个次系泊缆连接靠近的一个主系泊缆，每个系泊锚线的一端同时连接海上风电模块的风机支撑平台和泊缆多边形的其中一个顶角，每个系泊锚线的另一端连接外部海水中的重力锚。
[0009]所述的波浪能发电单元包括两个铰接机构、连接臂和浮筒，浮筒的下周边通过一个铰接机构铰接连接臂的一端，连接臂的另一端通过另一个铰接机构铰接另一个波浪能发电单元的浮筒的下周边；连接臂和浮筒电连接水平轴风机。
[0010]每个波浪能发电单元的浮筒的下周边沿周向均匀间隔设置有三个铰接机构，其中一个铰接机构铰接自身的一个连接臂的一端，另外两个铰接机构铰接另外两个波浪能发电单元的连接臂的一端。
[0011]六个波浪能发电单元构成稳定的蜂窝状框架结构的六边形结构。铰接机构需要有
至少两个自由度且具有一定的限位功能，铰接机构可以是圆柱形轴铰接，也可以是圆柱形转动副和移动副的组合，或为球铰结构或十字万向节结构。泊缆多边形约束蜂窝状波浪能发电网络，避免波浪能发电网络的整体性漂移以及各个浮筒与连接臂之间的相互干涉和碰撞等的问题。
[0012]所述的波浪能发电网络中靠近波浪能发电网络外围的各个波浪能发电单元的浮筒通过各自的一个次系泊缆连接到靠近的一个主系泊缆上。
[0013]所述的浮筒和连接臂为密闭的空心腔体，浮筒和连接臂内均设有调节重力的压载舱；压载舱电连接水平轴风机，水平轴风机通过给压载舱供电，压载舱通过泵入或泵出压载舱内的水体以控制浮筒和连接臂的浮力。工作时，连接臂悬浮在水中，浮筒具有一定吃水并随波浪一起运动，压载舱通过外部的电连接控制自身内部的马达、活塞或阀门(气动系统)等调节舱内水量，调节浮力。在海况恶劣时，可外部控制压载舱内的水量以控制连接臂和浮筒下沉，防止恶劣海况对装置结构造成破坏。
[0014]所述的海上风电模块为一个时，海上风电模块铰接在波浪能发电网络中心，海上风电模块通过风机支撑平台铰接波浪能发电网络中心的各个波浪能发电单元的连接臂；每个系泊锚线的一端同时连接风机支撑平台和泊缆多边形的其中一个顶角。
[0015]海上风电模块为多个时，海上风电模块的个数等于泊缆多边形的顶角数，各个海上风电模块分散在泊缆多边形周围，每个海上风电模块靠近各自的一个泊缆多边形的顶角；每个系泊锚线的一端同时连接一个风机支撑平台和靠近风机支撑平台的泊缆多边形的其中一个顶角。
[0016]所述的浮筒由钢制骨架、聚乙烯填充泡沫和聚氨酯弹性外壳组成，聚乙烯填充泡沫包覆钢制骨架，聚氨酯弹性外壳包裹聚乙烯填充泡沫，从而制备成浮筒，骨架和外壳也可采用玻璃钢或其它复合材料。浮筒为多边形棱柱体结构、棱台结构或圆柱体结构或圆台结构。
[0017]所述的浮筒内还安装有波浪能发电模块，波浪能发电模块和压载舱不相接触；波浪能发电模块电连接水平轴风机；
[0018]波浪能发电模块包括转换机构和一个或多个发电机构；发电机构为一个时，发电机构通过铰接的转换机构铰接在浮筒的内壁面上；发电机构为多个时，各个发电机构沿周向均匀间隔铰接在转换机构的周围，各个发电机构再铰接在浮筒的内壁面上；一个或多个发电机构电连接水平轴风机。
[0019]当波浪作用在各个浮筒上时，每个浮筒在波浪的作用下上下震荡，使得每个浮筒的转换机构发生相对于浮筒的相对运动，进而推动自身所连接的发电机构发电，一个或多个发电机构通过风机电缆将电能输出至水平轴风机；同时水平轴风机在海上风力的作用下发电，水平轴风机将电能从自身的风机发电端口输出发电平台外通过能源的消纳管理实现发电平台的风浪联合发电。
[0020]各浮筒的波浪能发电模块相互独立，任一浮筒内部装设的波浪能发电模块发生故障，均不会影响其他浮筒内的波浪能发电模块的工作，这一冗余设计减少了海上频繁维护的工作量，为后期运营和维护降低了代价。此外，浮筒内部装有的波浪能发电模块也可以基于压电效应进行波浪能转换，如组成发电模块的惯性质量块对压电片进行发电。
[0021]所述的转换机构为进行多自由俘能的惯性质量块，但不限于此；发电机构为直线
发电机或液压缸转换系统，但不限于此；惯性质量块铰接直线发电机或液压缸转换系统的输出端，惯性质量块在波浪的作用下通过推动直线发电机或液压缸转换系统的输出端带动直线发电机或液压缸转换系统发电，实现将波浪能转换为电能。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023](1)通过蜂窝状结构布置使浮筒层层吸取波浪能发电实现消浪，减少波浪对风机支撑平台和塔筒的直接冲击，增加海上风电装置的稳定性。
[0024](2)波浪能发电单元构成的框架结构，使得捕获波浪能的海域面积增加，有效利用了海上风机周围海域的能源。
[0025](3)浮筒内设置独立的波浪能发电模块，浮筒内的发电模块相互独立，这一能量捕获的冗余设计大大减少了维护的难度，且可提高波浪能的转换效率，功率面积比得以提高。
[0026](4)泊缆多边形网格状系泊系统与蜂窝状网络结构相统一，使得波浪能发电网络的系泊与海上风机模块的系泊联合或直接系固与风机平台上，结构稳定且发电效率有效提高。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种蜂窝状风浪联合发电平台，其特征在于：包括一个或多个海上风电模块(1)、若干波浪能发电单元(2)和系泊系统(3)，各个波浪能发电单元(2)周期阵列排布构成蜂窝状结构的波浪能发电网络，一个或各个海上风电模块(1)连接波浪能发电网络，一个或各个海上风电模块(1)和波浪能发电网络安装在系泊系统(3)上；一个或各个海上风电模块(1)电连接波浪能发电网络；每个海上风电模块(1)包括水平轴风机(101)、风机塔筒(102)和风机支撑平台(103)，水平轴风机(101)安装在风机塔筒(102)的顶端，风机塔筒(102)的下部安装有风机支撑平台(103)；水平轴风机(101)电连接波浪能发电网络；海上风电模块(1)和波浪能发电网络漂浮于海面；系泊系统(3)包括若干系泊锚线(301)、若干主系泊缆(302)和若干次系泊缆(303)，各个主系泊缆(302)依次连接形成泊缆多边形并作为波浪能发电网络的边界；波浪能发电网络中位于最外围的每个波浪能发电单元(2)通过各自的一个次系泊缆(303)连接靠近的一个主系泊缆(302)，每个系泊锚线(301)的一端同时连接海上风电模块(1)的风机支撑平台(103)和泊缆多边形的其中一个顶角，每个系泊锚线(301)的另一端连接外部海水中的重力锚。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝状风浪联合发电平台，其特征在于：所述的波浪能发电单元(2)包括两个铰接机构(201)、连接臂(202)和浮筒(203)，浮筒(203)的下周边通过一个铰接机构(201)铰接连接臂(202)的一端，连接臂(202)的另一端通过另一个铰接机构(201)铰接另一个波浪能发电单元(2)的浮筒(203)的下周边；连接臂(202)和浮筒(203)电连接水平轴风机(101)；每个波浪能发电单元(2)的浮筒(203)的下周边沿周向均匀间隔设置有三个铰接机构(201)，其中一个铰接机构(201)铰接自身的一个连接臂(202)的一端，另外两个铰接机构(201)铰接另外两个波浪能发电单元(2)的连接臂(202)的一端。3.根据权利要求2所述的一种蜂窝状风浪联合发电平台，其特征在于：所述的波浪能发电网络中靠近波浪能发电网络外围的各个波浪能发电单元(2)的浮筒(203)通过各自的一个次系泊缆(303)连接到靠近的一个主系泊缆(302)上。4.根据权利要求2所述的一种蜂窝状风浪联合发电平台，其特征在于：所述的浮筒(203)和连接臂(202)为密闭的空心腔体，浮筒(203)和连接臂(202)内均设有调节重力的压载舱；压载舱电连接水平轴风...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱鹏，黄鑫，李成龙，张大海，司玉林，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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