技术领域
[0001] 本发明涉及一种海洋能源发电系统,特别是一种基于漂浮式平台的风浪流捕获发电系统。
相关背景技术
[0002] 漂浮式平台,是指漂浮在水面可以承受一定重量物体的平台,可以帮助实施水上作业工程,搭建浮动平台辅助其它机械设备作业。
[0003] 目前,漂浮式平台的海洋能源供电方式主要有洋流能、波浪能供电和风能供电,但单一供电方式存在能源利用(发电)效率低下等问题,难以实现漂浮式平台的可持续且稳定自供电。综上所述,为了充分利用海洋能源资源,提高能源利用(发电)效率,需要开发一种能够将风能和洋流能、波浪能结合起来的发电系统(装置)。
[0004] 故此,提出了本发明。
具体实施方式
[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0016] 如图1和图2所示,作为本发明的一种实施方式,本实施例中所提供的一种基于漂浮式平台的风浪流捕获发电系统,包括漂浮式平台1及其系泊系统2、升降平台、叶轮组件Ⅰ3、叶轮组件Ⅱ4、发电机5以及控制系统(图中未图示)。
[0017] 其中,所述升降平台,包括:载荷平台6、卷扬机构7、支撑架Ⅰ8和轨道滑块组件9,轨道滑块组件9的轨道安装至漂浮式平台1上,并在漂浮式平台1的高度方向上延伸,载荷平台6安装至轨道滑块组件9的滑块上,卷扬机构7通过支撑架Ⅰ8安装至漂浮式平台1上,卷扬机构7的电机或液压系统驱动卷筒旋转,绳索或链条跟随卷筒旋转,实现绳索或链条相连接的载荷平台6沿着轨道滑块组件9的轨道在漂浮式平台1的高度方向上升降。
[0018] 其中,发电机5安装至载荷平台6上,在漂浮式平台1的高度方向上叶轮组件Ⅰ3和叶轮组件Ⅱ4分别位于载荷平台6的两侧,并均通过支撑架Ⅱ安装至载荷平台6上,叶轮组件Ⅰ3通过单向传动机构Ⅰ10单向联动发电机5的定子自转,叶轮组件Ⅱ4则通过单向传动机构Ⅱ11单向联动发电机5的转子自转,且两者的自转方向相反。
[0019] 其中,控制系统控制升降平台的卷扬机构7,通过载荷平台6的升降运动以同步地调节叶轮组件Ⅰ3捕获洋流能、波浪能的能量值E1以及叶轮组件Ⅱ4捕获风能的能量值E2。
[0020] 其中,所述系泊系统2为单点系泊系统,漂浮式平台1通过单点形式系泊在另一个固定式或浮式结构物(浮球)上,漂浮式平台1围绕该结构物可以随风浪流作360°回转,由于风标效应,被系泊漂浮式平台1将会停泊在环境力最小的方位上,最大程度上避免环境力对漂浮式平台1的影响。
[0021] 如图3所示,在另一个实施方式中,上述一种基于漂浮式平台的风浪流捕获发电系统,其结构中:叶轮组件Ⅰ3经变速机Ⅰ12单向联动发电机5的定子自转,叶轮组件Ⅱ4经变速机Ⅱ13单向联动发电机5的转子自转,控制系统分别控制变速机Ⅰ12和变速机Ⅱ13,通过变速机Ⅰ12切换以调节叶轮组件Ⅰ3单向联动发电机5的定子自转速度,通过变速机Ⅱ13切换则以调节叶轮组件Ⅱ4单向联动发电机5的转子自转速度,避免发电机5的定子和转子出现转速过低或过高情况,进而保证发电效率,避免机械损耗增加。
[0022] 上述所有基于漂浮式平台的风浪流捕获发电系统,其发电方式如下:根据系统所在海域实际海况选择海洋能源进行系统发电,分为三种情况:1)当系统所在海域的洋流、波浪大,而海面的风小时,可以选择洋流能、波浪能进行系统发电,控制系统控制升降平台的卷扬机构7,载荷平台6总体下降,并在下降过程中反复进行升降调试,直至叶轮组件Ⅰ3捕获洋流能、波浪能的能量值E1为最大值或接近于最大值,此时洋流和波浪驱动叶轮组件Ⅰ3自转,进而发电机5的定子同步地自转,而发电机5的转子此时多为静止或低速自转(可以忽略不计),且定子和转子的自转方向相反,发电机5内部发生电磁感应现象进而实现洋流能、波浪能发电。
[0023] 2)当系统所在海域的洋流、波浪小,而海面的风大时,可以选择风能进行系统发电,控制系统控制升降平台的卷扬机构7,载荷平台6总体上升,并在上升过程中反复进行升降调试,直至叶轮组件Ⅱ4捕获风能的能量值E2为最大值或接近于最大值,此时风会驱动叶轮组件Ⅱ4自转,进而发电机5的转子同步地自转,而发电机5的定子此时多为静止或低速自转(可以忽略不计),且定子和转子的自转方向相反,发电机5内部同样的发生电磁感应现象进而实现风能发电。
[0024] 3)当系统所在海域的洋流、波浪以及风均较大时,可以选择洋流能、波浪能及风能进行系统发电,控制系统控制升降平台的卷扬机构7,载荷平台6进行反复升降调试,此时洋流和波浪驱动叶轮组件Ⅰ3自转,进而发电机5的定子同步地自转,而风则会驱动叶轮组件Ⅱ4自转,进而发电机5的转子同步地自转,且定子和转子的自转方向相反,发电机5内部同样的发生电磁感应现象进而实现风能发电,只是此时因为定子和转子相反方形自转,因此能够提升发电机5内部线圈切割磁感线的频率,进而提升发电机5发电效率。
[0025] 上述所有实施例中所提供一种基于漂浮式平台的风浪流捕获发电系统,其实现单一发电机5可选择性的通过洋流能、波浪能或者风能亦或者洋流能、波浪能及风能发电,充分利用海洋能源资源,提高能源利用(发电)效率,实现漂浮式平台1的可持续且稳定自供电,彻底解决现有技术中单一能源供电方式存在能源利用(发电)效率低下等问题。
[0026] 本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。