趸船流水发电组合式电站制造技术

一种趸船流水发电组合式电站，包括趸船，所述的趸船上设有配备自动工作水位调节装置、防超洪水装置和清理漂浮物装置的带式水力机形式的流水发电装置、太阳能发电装置和\或风力发电装置；本发明专利技术采用带式水力发电机与磁悬浮风力发电机以及太阳能发电装置配套，并与岸电并网互动互补：以旺季洪水和/或风光能发电反馈于岸电；在淡季以岸电补充趸船，构成不间断电源，构成具有清洁新能源自发电装置的多用途趸船。同时，本发明专利技术可实现多种电源的自动控制和调度，具有操作简单、安全可靠、效率高、适应非专业化管理的多种优势。可作为兼有趸船和电站双重功能的复合船用设施或者专用水岸综合能源电站。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种静止式船用设施和一种利用清洁能源构成不间断电源的发电站的多功能综合设施，特别是一种兼有趸船功能、并且可以充分利用低速流水、以及风、光能发电的趸船流水发电组合式电站，或者专用综合能源电站，亦可称为趸船和流水组合电站的复合设施，或者专用水岸综合能源电站。
技术介绍
趸船是一种非自航船舶，停靠于港口码头岸边，供自航船舶进行停靠系泊之用，作为船舶与陆地交往的工作平台和工具，也是联接船舶与陆地的纽带和桥梁。目前传统趸船几乎都需要电能供应，以供应照明和动力之用，例如水泵、绞缆机等。显然电能只能来自于岸电。同时因为船舶在停靠时也需要引用岸电，以供应船舶生活照明和蓄电池充电之用，所以取用岸电的容量可能较大。可见，传统的趸船只能说是耗能设施。实际上在趸船所在的水陆交界处，太阳能和风能比较丰富，且往往有许多地方水流速度较大，例如海边或者杭州湾钱塘江的潮汐较大，而长江三峡和金沙江边的流水湍急，特别是三峡水电站的三峡大坝以下，在泄洪或者冲沙时，流水速度较大，往往使得趸船的系缆变得十分困难。可见其蕴含着丰富的流水动能。此外，作为一般性趸船流水发电装置面临许多技术难题，而导致一般性趸船发电装置难以投入实用。例如流水和风光能的季节性不均勻导致供电的不连续，生产淡季长、投资回报率低、得不偿失；难以利用低速流水、能量效率较低；针对于广大非专业化的使用条件，管理难度大控制复杂、许多自动控制系统不完善，例如根据流水流量的不均勻性的效率提高和稳定性调节、发电质量的控制、安全保护控制、洪水季节的超速保护、水上漂浮物较多的问题等等。其关键在于缺乏实用技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种趸船流水发电组合式电站，在保证满足趸船的所有功能和需求的前提下，实现趸船充分利用低速流水、风、光能等多种清洁能源发电，构成趸船不间断电源，满足停靠船舶和趸船自身的用电需求，以及适度向电网反馈电能或者供应给附近岸上用电。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是一种趸船流水发电组合式电站，包括趸船，所述的趸船上设有配备自动工作水位调节装置、防超洪水装置和清理漂浮物装置的带式水力机形式的流水发电装置、太阳能发电装置和\或风力发电装置；流水发电装置通过整流升压器转换为直流后与总配电板采用电缆连接； 风力发电装置为多台磁悬浮风力发电机、通过整流变换升压控制器转换为直流后与总配电板采用电缆连接；太阳能电池板通过DC/DC变换控制器与总配电板采用电缆连接； 总配电板与蓄电池组采用电缆连接；总配电板经过整流逆变双向控制器与岸电箱采用电缆连接。所述的趸船迎水面设有清漂装置，它由一个布置在两个垂直转轴上的网状封闭带和电动装置组成，垂直转轴可以旋转以带动网状封闭带用以清除漂浮物。清漂装置一侧还设有辅助清漂装置，它由一个高压喷水或者喷气装置与高压水或者高压空气系统组成。所述的趸船为双体或者多体趸船，在船体纵向中部过水通道入口处还设有防洪闸门，它由一个采用过电压或者过流速传感器控制的电动闸门组成。所述的趸船底部还设有吃水线控制装置，它由浮箱、水位传感器控制的自动水泵和管道阀门组成。所述的带式水轮发电装置中，第一转动轮和第二转动轮之间通过主动带连接，所述的主动带上设有多个叶片。所述的主动带下方设有至少一个下导流板，和/或主动带两侧设有至少一个侧导流板。所述的叶片采用柔性材质，以使叶片在回程时与主动带基体贴合。所述的叶片位于主动带基体内外两面，相应的第一转动轮和第二转动轮上设有与内侧叶片相容的开口。多种电源的调度使用采用单片机控制，优先使用流水发电装置、风力发电装置和太阳能发电装置的电能，在对蓄电池组充电的同时向负载供电，在船舶用电有余时，由整流逆变双向控制器将直流电逆变为交流电反送到岸电箱，反馈给电网。本专利技术提供的一种趸船流水发电组合式电站，通过采用上述的技术方案，具有以下有益效果1、趸船的水下的双体船形状有利于安装流水能量收集装置，且便于安装和维护管理。 船体水上部分与传统趸船完全相同，功能不变。2、带式水轮发电装置，通过设置多个可以吸收流水能量的叶片，可以高效吸收水流的动能，以原始水轮为例，单个叶片的受力FzftlXc0sa，式中，F为水平面垂直的分力，fQ 为水流的动力，α为当前叶片与垂线的夹角，即只有在叶片位于最底部时，该叶片作用于传动轴的力矩才为最大，而在本专利技术中，各个浸没在水中的叶片与垂线的夹角均为零，因此可以有效的吸收水流中的动能，即F f0,而在传统水轮中，仅有单个叶片受力最大，而本专利技术中，配合下导流板和侧导流板，可以确保同时有多个叶片受力均为最大。配合采用螺旋式离合传动装置的换向离合器，本专利技术的装置，无论输入的水流是正向或逆向，均可以输出为一个方向扭矩，从而可适用于不定向流水环境，例如潮汐发电。与带式水轮发电装置连接的永磁交流发电机采用低转速、低频率特征可适应于低速水流的情况，可在没有或者少设置增速机和齿轮箱连接的情况下，而提高效率、并保证在流速较小时发电。同时由于以上特征和永磁无刷发电机的结构形式，发电机体积较大且转子上无绕组而易于散热、加上无集电环和电刷的因素，因此可提高发电机能量转换效率、可靠性、安全性高，大大减轻维护管理工作。转动轮与永磁交流发电机的机械连接采用无齿轮箱技术，且发电机低速低频永磁交流发电机的形式，可获得机械损失小、发电效率高、结构简单的效果，从机械和电气双重因素方面适用于低速水流的情况，且采用螺旋式离合传动装置可适应于双向水流的情况，而具有扩大应用范围、提高适应力和自动运行的特性。可在沿海水网地带和近海不受潮汐影响的地域都可用来发电。大大的扩大了本专利技术的应用范围。此外，采用带式水轮发电装置可以成悬臂型支撑，即单侧支撑，也可以成简支梁型支撑，即双侧支撑，所以，它既适合在开阔水道，也可以在狭窄水道发电。应用在狭窄水道中还可以减少使用水道的横截面，不影航道的通航。3、多台磁悬浮垂直轴风力发电机可取用低速风力，使用时间和效率可比传统水平式风力发电机提高75%以上。4、所述的太阳能电池板可以是由岸上延伸太阳能板与趸船上的太阳能电池板并联，可扩大受光面积，解决趸船面积不足的问题，适应于小型趸船。5、总配电板采用单片机控制可实现四种电源的自动控制和调度，DC/DC变换器、 AC/DC变换器升压器和整流升压器分别实现太阳能板、风力发电机和永磁交流发电机与蓄电池电参数匹配，并具有各种保护、可实现全自动运行，既有利于协调各种电源的关系优先使用流水动能、风光能，恰当引用岸电，及时反供应电能，优化运行，提高效率，又有利于适应现实管理水平不高的情况，从而提高本专利技术的设施的可靠性，有利于产品的普及推广。6、本专利技术具有集成优势和效应。利用了多种清洁能源，具有绿色环保节能的综合效益。同时考虑了各种能源的季节性间断性不连续的因素，而综合利用多种清洁能源，并且以岸电为后盾，构成了稳定的电源，且配备了齐全的控制系统，硬件设施完善，适应性强，可靠性高，贴近使用的实际，不仅具有优良的环境效益、社会效益，而且具有可观的经济效益， 因此，具有了投资建设的必要性、可能性和可行性。这是因为各种因素集成产生了多种互补的效应。例如，趸船与发电站，供电和反供电，船舶与陆上都形成了集成综合与互补的效果； 多种能源形成了补强和相互支持，流水、风光能都是有季节性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庞志森，王文忠，庞明，黎泽洲，
申请(专利权)人：庞志森，王文忠，张大中，庞明，宜昌发中船务有限公司，
类型：发明
国别省市：