【技术实现步骤摘要】
本技术涉及海洋发电领域，具体而言，涉及一种基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置。
技术介绍
1、风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术之一，其中，陆地风力发电场在快速发展的同时，人们已经注意到了陆地风力发电场的局限性，如占地面积大、噪声污染等问题。而中国属于海岸线绵长的国家，由于天然的地理优势，且海洋本身具有比陆地更加充足和稳定的风能资源，再加上现代科学技术的可行性，人们很快就着手将风力发电场建设在海上，并通过海底电缆将电能传输到岸上的变电场。传统的海上风力发电装置内部设置控制器，且叶片上会设置有风向传感器，控制器可以根据风向去调整叶片的角度。
2、另一方面，海洋中的潮流能是潮水在水平运动时所含有的动能，又称海流能。潮流能和潮汐能是一对孪生兄弟，都是海水受月球和太阳的引力作用而产生的动能，是一种可再生的自然能源。这也使得海上的风力发电场能够将风能与潮流能结合一起发电成为可能。
3、现在的海上风力发电装置的结构类型如附图6所示，从左至右依次为单桩式、导管架式、张力腿式、半潜式以及立柱式，其中，单桩式与导管架式都是按照地面上风力发电机的固定式建造方法，把风力发电装置的柱体底端通过打桩的方式埋入海底进行固定，并将风力发电机主体露出于海面以供收集风能；这种方法局限性显然是较大的，比如只能用于近海水浅的地方、对所处位置海底土壤的松软程度要求高、需要特殊的打桩船只以及无法移动等等；于是漂浮式风力发电装置应运而生，张力腿式、半潜式以及立柱式均为漂浮式风力发电装置，主要运用的是阿基米德定理，即部分沉没于水中的物体，会受到
4、专利申请号为cn202220775001.3的专利文件中公开了一种基于风能和潮流能的海上发电装置，它能够将海上风力发电与潮流能发电有机结合，但却忽略了潮流方向变化对能量收集的影响，尤其是在情况复杂多变的深远海区域，风向和潮流方向会发生很大程度的变化，进而影响能量收集。
技术实现思路
1、本技术解决的问题是：提供一种于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，能够适应海上复杂多变的风向和潮流方向，更加适合在深远海作业。
2、为解决上述问题，本技术提供一种基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，包括从上至下依次设置的塔筒、平台以及舱体，塔筒上端连接有用于收集风能的风能发电机组，风能发电机组与海底电缆电连接，塔筒上还设置有控制器，控制器与海底电缆以及风能发电机组电连接，还包括转动连接在舱体上的潮流能发电机组，潮流能发电机组与海底电缆以及控制器电连接，且潮流能发电机组上设置有潮流方向传感器；潮流能发电机组与舱体的连接处设置有驱动机构，驱动机构以及潮流方向传感器均与控制器电连接；当潮流方向发生变化时，控制器根据潮流方向传感器的反馈信息，控制驱动机构驱动潮流能发电机组绕舱体的周向旋转，使得潮流能发电机组正对来流。
3、本技术的有益效果为，风能发电机组与潮流能发电机组可以分别收集风能与潮流能，并转换成电能通过海底电缆输送至岸上的变电场，由于深远海地区的潮流方向变化无常，当潮流方向发生变化时，潮流方向传感器会感应到潮流方向的变化，并把反馈信息传送到控制器，控制器会控制驱动机构驱动潮流能发电机组绕舱体的周向旋转，直到潮流能发电机组正对来流，这样可以最大效率的采集潮流能。
4、进一步地，还包括水平设置的安装轴；潮流能发电机组包括多个潮流能水轮机以及数量与潮流能水轮机一一对应的多个发电机，所有潮流能水轮机均固定在安装轴上并沿安装轴的长度方向均匀分布；发电机设置在安装轴内，并均与海底电缆电连接，各发电机通过传动轴与对应的潮流能水轮机叶片传动连接；安装轴上设置有套环，安装轴通过套环与舱体转动连接。
5、该设置有益效果为，由于海洋中的潮流能是潮水在水平运动时所含有的动能，所以安装轴需要水平设置，并让各潮流能发电机组沿安装轴的长度方向均匀分布，多个潮流能发电机组可以让收集电能更加有效率，当潮流力使得潮流能水轮机叶片转动时，带动传动轴转动，传动轴带动发电机转动发电；套环可以使得安装轴与舱体的转动连接更有效。
6、进一步地，潮流方向传感器的数量与潮流能水轮机的数量一一对应，各潮流方向传感器分别设置在各潮流能水轮机的叶片转轴端部。
7、该设置有益效果为，能够更全面以及均匀地感受到潮流的变化，潮流方向传感器设置在各潮流能水轮机的叶片转轴端部可以很快速地感受到潮流的变化，且不会影响叶片的转动工作。
8、进一步地，还包括开设在舱体外周壁上的一圈凹槽，凹槽的槽底固定设有一圈第一齿轮；驱动机构为多个，并沿套环的内周壁均匀分布；驱动机构包括一对固定块、转轴、盘式电机以及第二齿轮；盘式电机以及第二齿轮均固定地设置在转轴上；两个固定块与套环内侧壁固定连接，并沿上下方向分布，转轴的两端转动地连接在上下两个固定块之间；当套环转动地设置在凹槽内时，各第二齿轮均与第一齿轮啮合，且各盘式电机均与控制器电连接。
9、该设置有益效果为，由于盘式电机以及第二齿轮均与转轴固定，所以当盘式电机发生旋转时，可以有效带动转轴旋转，从而带动第二齿轮旋转，凹槽可以防止整个安装轴转动时脱落。
10、进一步地，驱动机构还包括扭力传感器，扭力传感器固定连接在转轴上并与控制器电连接；扭力传感器用于感应第二齿轮与第一齿轮之间的扭力。
11、该设置有益效果为，扭力传感器可以检测第二齿轮与第一齿轮之间的啮合运动是否剧烈，当海上风浪较大时，会使得整个装置发生偏转，从而带动第一齿轮转动，如果此时潮流方向发生变化，很可能会使得第二齿轮发生与第一齿轮相反的转动，这样会导致第一齿轮和第二齿轮啮齿损坏，所以需要进行制动或者回调，由于扭力传感器检测是固定在转轴上的，所以扭力传感器很容易感知到转轴的转动速率，当第二齿轮发生与第一齿轮相反的转动时，第二齿轮发生与第一齿轮会发生卡死，此时继续转动会产生很大阻力，扭力传感器感应到后会将反馈信息给到控制器，控制器会根据扭力传感器的反馈信息控制盘式电机往反方向转动，从而防止第二齿轮与第一齿轮往相反方向运动卡死，避免损坏。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，包括从上至下依次设置的塔筒(1)、平台(2)以及舱体(3)，所述塔筒(1)上端连接有用于收集风能的风能发电机组(4)，所述风能发电机组(4)与海底电缆电连接，所述塔筒(1)上还设置有控制器(5)，所述控制器(5)与海底电缆以及风能发电机组(4)电连接，其特征在于，还包括转动连接在所述舱体(3)上的潮流能发电机组(6)，所述潮流能发电机组(6)与海底电缆以及控制器(5)电连接，且所述潮流能发电机组(6)上设置有潮流方向传感器(6.1)；所述潮流能发电机组(6)与所述舱体(3)的连接处设置有驱动机构(7)，所述驱动机构(7)以及潮流方向传感器(6.1)均与所述控制器(5)电连接；当潮流方向发生变化时，所述控制器(5)根据所述潮流方向传感器(6.1)的反馈信息，控制所述驱动机构(7)驱动所述潮流能发电机组(6)绕所述舱体(3)的周向旋转，使得所述潮流能发电机组(6)的叶片正对来流。
2.根据权利要求1所述的基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，其特征在于，还包括水平设置的安装轴(8)；所述潮流能发电机组(6)包括多个潮流能水轮机以及
3.根据权利要求2所述的基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，其特征在于，所述潮流方向传感器(6.1)的数量与所述潮流能水轮机的数量一一对应，各所述潮流方向传感器(6.1)分别设置在各所述潮流能水轮机的叶片转轴端部。
4.根据权利要求3所述的基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，其特征在于，还包括开设在所述舱体(3)外周壁上的一圈凹槽(3.1)，所述凹槽(3.1)的槽底固定设有一圈第一齿轮(3.2)；所述驱动机构(7)为多个，并沿所述套环(8.1)的内周壁均匀分布；所述驱动机构(7)包括一对固定块(7.1)、转轴(7.2)、盘式电机(7.3)以及第二齿轮(7.4)；所述盘式电机(7.3)以及第二齿轮(7.4)均固定地设置在所述转轴(7.2)上；两个所述固定块(7.1)与所述套环(8.1)内侧壁固定连接，并沿上下方向分布，所述转轴(7.2)的两端转动地连接在上下两个所述固定块(7.1)之间；当所述套环(8.1)转动地设置在所述凹槽(3.1)内时，各所述第二齿轮(7.4)均与所述第一齿轮(3.2)啮合，且各所述盘式电机(7.3)均与所述控制器(5)电连接。
5.根据权利要求4所述的基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，其特征在于，所述驱动机构(7)还包括扭力传感器(7.5)，所述扭力传感器(7.5)固定连接在所述转轴(7.2)上并与所述控制器(5)电连接；所述扭力传感器(7.5)用于感应所述第二齿轮(7.4)与所述第一齿轮(3.2)之间的扭力。
...【技术特征摘要】
1.基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，包括从上至下依次设置的塔筒(1)、平台(2)以及舱体(3)，所述塔筒(1)上端连接有用于收集风能的风能发电机组(4)，所述风能发电机组(4)与海底电缆电连接，所述塔筒(1)上还设置有控制器(5)，所述控制器(5)与海底电缆以及风能发电机组(4)电连接，其特征在于，还包括转动连接在所述舱体(3)上的潮流能发电机组(6)，所述潮流能发电机组(6)与海底电缆以及控制器(5)电连接，且所述潮流能发电机组(6)上设置有潮流方向传感器(6.1)；所述潮流能发电机组(6)与所述舱体(3)的连接处设置有驱动机构(7)，所述驱动机构(7)以及潮流方向传感器(6.1)均与所述控制器(5)电连接；当潮流方向发生变化时，所述控制器(5)根据所述潮流方向传感器(6.1)的反馈信息，控制所述驱动机构(7)驱动所述潮流能发电机组(6)绕所述舱体(3)的周向旋转，使得所述潮流能发电机组(6)的叶片正对来流。
2.根据权利要求1所述的基于风能和潮流能的海上漂浮式发电装置，其特征在于，还包括水平设置的安装轴(8)；所述潮流能发电机组(6)包括多个潮流能水轮机以及数量与所述潮流能水轮机一一对应的多个发电机(6.2)，所有所述潮流能水轮机均固定在所述安装轴(8)上并沿所述安装轴(8)的长度方向均匀分布；所述发电机(6.2)设置在所述安装轴(8)内，并均与海底电缆电连接，各所述发电机(6.2)通过传动轴(6.3)与对应的所述潮流能水轮机叶片传动连接；所述安装轴(8)上设置有套环(8.1)，所述安装轴(8)通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅键斌，杨阳，聂德邦，余洁，石兆彬，刘茜妮，尹佳晴，丁洁依，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。