【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋能利用，具体涉及一种集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置。
技术介绍
1、能源互补是海上资源综合利用的重要手段，大力发展“海上风电+海洋牧场”融合的运行模式，通过合理地利用自然资源，实现了不同能源结构的互补及综合利用，从而能够提高资源利用效率，进而实现“水下绿色养殖，水上产新能源”的发展目标。
2、海上风电投入运行后，桩基实际上起到了类似人工鱼礁聚集鱼类的作用。海上风电场使海水营养盐比重明显得到提高，如硝氮、氨氮、化学需氧量、磷酸盐、总磷等，这将促进各种浮游植物的生长、提高海域初级生产力，从而诱集浮游动物、游泳生物和鱼类前来索饵。并随着海上风电技术的成熟，海上风电场逐渐由近海走向深海，其基础形式也随着水深的改变由固定式基础向浮式基础转变。现有浮式风力发电机基础包括单柱式、张力腿式、半潜式、驳船式等。其中，驳船式浮式平台具有稳定性好、适用水深范围广和建造运输方便等优点，成为未来海上浮式风电场的主流基础形式。
3、目前，海上风机的使用成本依然较高，海域面积使用效率仍比较低，需提高海上风机的使用功效，以使该技术可以更为广泛的推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其包括能浮于海面的驳船式基础，所述驳船式基础的顶部安装有风力发电机，所述驳船
4、作为本专利技术的优选方案，所述波能转换器包括四个能量输出pto系统，每根所述缆索单独连接一个所述能量输出pto系统。
5、作为本专利技术的优选方案，所述缆索导管包括相互连通的斜管和水平管，所述斜管向上延伸且朝所述导管架平台的中心倾斜，所述斜管和所述水平管之间的转角处设有用于引导缆索转向牵拉的导轮。
6、作为本专利技术的优选方案，位于所述斜管的内部区域的缆索部分连接有用于限制缆索位移的限位块。
7、作为本专利技术的优选方案，所述驳船式基础的中部为镂空结构。
8、作为本专利技术的优选方案，所述驳船式基础的底部连接有四个倾斜向外延伸的斜侧柱，相邻的两个所述斜侧柱的下端通过底梁相连，相邻的两个所述斜侧柱的中部通过中梁相连。
9、作为本专利技术的优选方案，所述海洋养殖网箱包括主体框架和用于分隔所述主体框架内外两侧的渔网，所述主体框架由所述驳船式基础、所述斜侧柱、所述中梁和所述底梁围合构成；所述海洋养殖网箱的外部设有四根系泊缆绳；所述海洋养殖网箱的内部设置有养殖设备、饵料存储罐和投喂设备。
10、作为本专利技术的优选方案，所述导管架平台的一端与所述中梁固定连接，所述导管架平台远离所述中梁的一端设有水平连杆和支撑斜杆，所述水平连杆的一端与所述斜侧柱的中部固定连接，所述水平连杆的另一端与所述导管架平台固定连接，所述支撑斜杆的一端与所述斜侧柱的下端固定连接，所述支撑斜杆的另一端与所述导管架平台固定连接，所述水平连杆、所述支撑斜杆与所述斜侧柱构成三角支撑结构。
11、作为本专利技术的优选方案，所述的风力发电机为兆瓦级水平轴风力发电机，所述兆瓦级水平轴风力发电机包括塔筒、电力转换机舱、轮毂和叶片，所述叶片通过所述轮毂与所述电力转换机舱连接，所述电力转换机舱固定在所述塔筒的顶部，所述塔筒的底部与所述驳船式基础固定连接，所述电力转换机舱用于将叶片转动产生的机械能转换为电能，所述电力转换机舱与海上升压站连接。
12、实施本专利技术提供的一种集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，与现有技术相比，其有益效果在于：
13、(1)本专利技术整合了风力发电机、点吸式波浪能发电装置和海洋养殖网箱，即将风能资源、波浪资源、生物资源在同一空间上进行了融合，实现了海洋能源的空间立体化开发利用，有效提高了海域面积使用效率；
14、(2)本专利技术增加了波浪能发电装置和海洋养殖网箱，相比传统浮式风力发电机，两种装置可以提高浮式平台的附加质量和粘性阻尼，有利于减少平台的运动幅值，提高稳性，具有良好的运动性能，使水平轴风力发电机的发电功率更加稳定，提高了风力发电机叶片的安全性；同时点吸式波浪能发电装置与风力发电机的结合也增加了平台的纵摇、横摇等方向的运动，促进浮子与平台产生相对运动，从而提高波浪能发电效率。
15、(3)本专利技术在海洋养殖网箱外部设置点吸式波浪能发电装置，相比现有海洋养殖网箱，能够增大平台的迎流面积，使上升流上涌的底层营养盐与表层海水得到了充分交换，营养盐成分明显提高，增强了海域初级生产力，提高了海洋养殖网箱的经济效益；此外在极端海况下，点吸式波浪能发电装置能够消耗部分波浪冲击海洋养殖网箱的能量，提高了海洋养殖网箱内的安全性。
16、(4)本专利技术的点吸式波浪能发电装置通过四根缆索牵拉处于漂浮状态的球形浮子，能够利用球形浮子的6个自由度方向(纵荡、横荡、垂荡、纵摇、横摇、艏摇)的运动进行发电，进一步提高波浪能资源的利用效率。
17、(5)本专利技术将风力发电机和点吸式波浪能发电装置、海洋养殖网箱共用同一驳船式基础平台作为支撑结构，提升了支撑结构的利用效率，同时多种装置共用一套柔性系泊系统、海上升压站和送出电缆，节省了为设备单独配备这些模块的设备成本，提升了整体收益。
18、(6)本专利技术将点吸式波浪能发电装置与风力发电机相结合，能够实现在一定海况下不间歇发电，在正常工况下风浪联合发电，极端工况下风力发电机进行顺桨停机，波浪能装置进行不间歇发电，适用性强。
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1.一种集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，包括能浮于海面的驳船式基础，所述驳船式基础的顶部安装有风力发电机，所述驳船式基础的底部安装有一个海洋养殖网箱，所述海洋养殖网箱的四周均布有四个点吸式波浪能发电装置，所述点吸式波浪能发电装置包括球形浮子、四根缆索、导管架平台以及波能转换器；所述导管架平台固定在所述海洋养殖网箱上，所述波能转换器安装在所述导管架平台的中部，所述导管架平台上设有四个呈方阵布置的缆索导管，所述球形浮子设置于所述导管架平台的上方，所述缆索的一端与所述球形浮子固定连接，所述缆索的另一端穿过所述缆索导管与所述波能转换器连接。
2.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述波能转换器包括四个能量输出PTO系统，每根所述缆索单独连接一个所述能量输出PTO系统。
3.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述缆索导管包括相互连通的斜管和水平管，所述斜管向上延伸且朝所述导管架平台的中心倾斜，所述斜管和所述水平管之间的转角处设有用于引导缆索转向牵拉的导轮。
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5.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述驳船式基础的中部为镂空结构。
6.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述驳船式基础的底部连接有四个倾斜向外延伸的斜侧柱，相邻的两个所述斜侧柱的下端通过底梁相连，相邻的两个所述斜侧柱的中部通过中梁相连。
7.根据权利要求6所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述海洋养殖网箱包括主体框架和用于分隔所述主体框架内外两侧的渔网，所述主体框架由所述驳船式基础、所述斜侧柱、所述中梁和所述底梁围合构成；所述海洋养殖网箱的外部设有四根系泊缆绳；所述海洋养殖网箱的内部设置有养殖设备、饵料存储罐和投喂设备。
8.根据权利要求6所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述导管架平台的一端与所述中梁固定连接，所述导管架平台远离所述中梁的一端设有水平连杆和支撑斜杆，所述水平连杆的一端与所述斜侧柱的中部固定连接，所述水平连杆的另一端与所述导管架平台固定连接，所述支撑斜杆的一端与所述斜侧柱的下端固定连接，所述支撑斜杆的另一端与所述导管架平台固定连接，所述水平连杆、所述支撑斜杆与所述斜侧柱构成三角支撑结构。
9.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述的风力发电机为兆瓦级水平轴风力发电机，所述兆瓦级水平轴风力发电机包括塔筒、电力转换机舱、轮毂和叶片，所述叶片通过所述轮毂与所述电力转换机舱连接，所述电力转换机舱固定在所述塔筒的顶部，所述塔筒的底部与所述驳船式基础固定连接，所述电力转换机舱用于将叶片转动产生的机械能转换为电能，所述电力转换机舱与海上升压站连接。
...【技术特征摘要】
1.一种集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，包括能浮于海面的驳船式基础，所述驳船式基础的顶部安装有风力发电机，所述驳船式基础的底部安装有一个海洋养殖网箱，所述海洋养殖网箱的四周均布有四个点吸式波浪能发电装置，所述点吸式波浪能发电装置包括球形浮子、四根缆索、导管架平台以及波能转换器；所述导管架平台固定在所述海洋养殖网箱上，所述波能转换器安装在所述导管架平台的中部，所述导管架平台上设有四个呈方阵布置的缆索导管，所述球形浮子设置于所述导管架平台的上方，所述缆索的一端与所述球形浮子固定连接，所述缆索的另一端穿过所述缆索导管与所述波能转换器连接。
2.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述波能转换器包括四个能量输出pto系统，每根所述缆索单独连接一个所述能量输出pto系统。
3.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述缆索导管包括相互连通的斜管和水平管，所述斜管向上延伸且朝所述导管架平台的中心倾斜，所述斜管和所述水平管之间的转角处设有用于引导缆索转向牵拉的导轮。
4.根据权利要求4所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，位于所述斜管的内部区域的缆索部分连接有用于限制缆索位移的限位块。
5.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪能联合发电装置，其特征在于，所述驳船式基础的中部为镂空结构。
6.根据权利要求1所述的集成海洋牧场的风能-波浪...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永发，任灏，范永春，马兆荣，李伟科，周冰，郑灿，张春文，刘东华，王立鹤，朱容宽，王金玺，尹梓炜，黄俊辉，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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