本发明专利技术提供一种模块化海洋能发电装置，包括外框架、至少一个内框架和至少一个水轮发电机模组。至少一个内框架可分离地设置于外框架内。至少一个水轮发电机模组设置于内框架内。本发明专利技术的模块化海洋能发电装置具有至少一个内置模块，通过调整内置模块的数量，水轮发电机模组可形成阵列化排布。通过设置可分离的内框架和外框架，从而实现模块化组装，大幅度降低维修和安装费用。
【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2014年3月4日，申请号为201410076524.9，专利技术名称为“模块化海洋能发电装置”的分案申请。
本专利技术属于海洋能发电领域，尤其涉及一种模块化海洋能发电装置。
技术介绍
海洋能（包含潮流能、海浪能、洋流能）是指海水流动的能量，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电和常规水力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能（包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能）等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备，效率低下，设备不能大规模化。由于海洋环境复杂，水中阻力大，传统的海洋能发电装置的安装都要在海里进行，困难度高，费用庞大。另外，由于发电装置长期接触海水，在海水的长期侵蚀和巨大冲击力下，海洋能发电装置使用一段时间后就要定期进行维修或更换。然而传统的海洋能发电装置的维修和更换也均在海里进行，困难度高，成本巨大。甚至，因为部分组件的损坏，导致整个海洋能发电装置的报废，这是海洋能发电装置高成本的重要原因之一，也是造成现有的海洋能发电装置无法大规模化、商业化运营的直接原因。尤其是水平轴水轮发电机，由于其所有设备（包括叶轮和发电机）均在水下，因此水平轴水轮发电机的维修更加困难，成本更高。因此，即便水平轴水轮发电机的发电效率高于垂直轴水轮发电机，但水平轴水轮发电机仍然无法商业化。然而，目前海洋能发电领域的技术人员都忽略了对维修方式的改进。另外，传统的海洋能发电装置为了提高发电功率，通常叶轮的直径需要制造得很大，这样会大大降低叶轮的转速，同时增大扭矩，导致中心轴和齿轮箱之间的摩擦加大，中心轴和齿轮箱的成本攀高。另外，整个发电装置的规模也会受到限制，发电装置的成本会居高不下，制约了海洋能发电装置的发展。但是，目前海洋能发电领域的技术人员都存在着技术偏见，只着重于研发如何将水轮发电机的叶轮部分做大或者对叶轮叶片的结构进行改进以提高单个水轮发电机的发电功率。目前本领域没有任何人研究如何在不改变叶轮的前提下，提高发电功率且降低成本以适合商业运用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种模块化海洋能发电装置。为实现本专利技术的目的，本专利技术提供一种模块化海洋能发电装置，包括外框架、至少一个内框架和至少一个水轮发电机模组。至少一个内框架可分离地设置于外框架内。至少一个水轮发电机模组设置于内框架内。根据本专利技术的一实施例，水轮发电机模组包括水平轴水轮发电机，水平轴水轮发电机的轴线方向平行于水平面。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少一个导流罩，固定于内框架或外框架。根据本专利技术的一实施例，导流罩为直径逐渐减小的圆筒状。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括呈轴对称设置的至少两个导流罩，固定于内框架或外框架，导流罩分别位于水平轴水轮发电机沿水流方向的上游和下游。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少一根安装轴，水平轴水轮发电机安装于安装轴，安装轴安装于内框架。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少一根安装轴，水平轴水轮发电机安装于安装轴，安装轴可转动地安装于内框架。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括驱动单元，驱动单元连接安装轴以驱动安装轴转动，驱动单元位于水面以上。根据本专利技术的一实施例，水轮发电机模组包括垂直轴水轮发电机，垂直轴水轮发电机的轴线方向垂直于水平面。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少一个卷帘门式负荷调节模组，每个卷帘门式负荷调节模组包括导水单元、滚筒轴和驱动器。导水单元包括至少两个并排连接的导水板。滚筒轴固定连接导水单元的一端。驱动器连接滚筒轴，驱动器驱动滚筒轴转动以展开或收起导水单元。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少两个栅栏，设置于内框架或外框架，至少两个栅栏分别位于水轮发电机模组沿水流方向的上游和下游。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少一个限流板，设置于内框架或外框架。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少一个浮筒平台，设置于外框架且平行于水平面。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括至少两个浮筒单元，设置于外框架的两侧，每个浮筒单元平行于水流方向且垂直于水平面。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括拉环和拉索，拉环设于外框架上，拉索的一端设于拉环上。根据本专利技术的一实施例，模块化海洋能发电装置还包括固定装置，固定装置包括基座、固定单元和多个锚桩。基座具有固定槽。外框架通过固定单元固定于基座的固定槽中。至少一个锚桩穿设基座且插入海底固定。综上所述，本专利技术的模块化海洋能发电装置具有至少一个内置模块，通过增加内置模块的数量，水轮发电机模组可形成阵列化排布。相比传统的海洋能发电装置，本专利技术在提高发电功率的同时，解决了传统海洋能发电装置中单个水轮发电机需要大型化从而产生的高成本的问题。通过设置可分离的内框架和外框架，从而实现发电装置的模块化组装和替换，大幅度降低维修和安装费用，克服了传统海洋能发电装置无法商业化、大规模化的难题。当水轮发电机模组是水平轴水轮发电机，通过设置可转动的安装轴，使得无论水流朝哪个方向流入，水平轴水轮发电机的叶轮始终朝向水流，从而确保最大的发电功率。尤其适用于利用潮汐能进行发电。于具体实施中，一根安装轴上可装有多个水平轴水轮发电机，从而大幅度提高发电功率。通过设置导流罩，将水流都集中导向水平轴水轮发电机，使得水平轴水轮发电机的叶轮受力更大、转速更快，从而提高发电效率。优选地，在水平轴水轮发电机的上游和下游都设置导流罩，这样即便潮流改变方向（譬如涨潮和落潮），导流罩均可以有效地对水流进行导向。本专利技术实施例中的安装轴由驱动单元控制转动，且驱动单元位于水面以上。通过将驱动单元设置于水面上而非水面下，大大降低了维修难度和维修成本。于具体实施中，卷帘门式负荷调节模组能调节水轮发电机模组承受的负荷，因此，模块化海洋能发电装置的发电可平稳输出以及直接使用，解决了传统的海洋能发电装置发电输出功率波动大，稳定性差的问题。本专利技术实施例提供的模块化海洋能发电装置通过在上下游设置至少两个栅栏，保护设置其内的水轮发电机模组不受海里垃圾的损害，延长水轮发电机模组的使用寿命。本专利技术实施例提供的限流板在保护水轮发电机模组不受海里垃圾损害的同时，也避免了其它方向水流对水轮发电机模组的干扰，从而提高发电模组的发电效率。本专利技术实施例提供的模块化海洋能发电装置可以通过设置提供浮筒平台或浮筒单元进行漂浮式固定，也可以通过固定装置固本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模块化海洋能发电装置，其特征在于，包括：外框架；至少一个内框架，可分离地设置于外框架内；以及至少一个水轮发电机模组，设置于所述内框架内。
【技术特征摘要】
1.一种模块化海洋能发电装置，其特征在于，包括：
外框架；
至少一个内框架，可分离地设置于外框架内；以及
至少一个水轮发电机模组，设置于所述内框架内。
2.根据权利要求1所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述水轮发电机模组包括水平轴水轮发电机，所述水平轴水轮发电机的轴线方向平行于水平面。
3.根据权利要求2所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述模块化海洋能发电装置还包括至少一个导流罩，固定于所述内框架或外框架。
4.根据权利要求3所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述导流罩为直径逐渐减小的圆筒状。
5.根据权利要求2所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述模块化海洋能发电装置还包括呈轴对称设置的至少两个导流罩，固定于所述内框架或外框架，导流罩分别位于所述水平轴水轮发电机沿水流方向的上游和下游。
6.根据权利要求2所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述模块化海洋能发电装置还包括至少一根安装轴，所述水平轴水轮发电机安装于所述安装轴，所述安装轴安装于所述内框架。
7.根据权利要求2所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述模块化海洋能发电装置还包括至少一根安装轴，所述水平轴水轮发电机安装于所述安装轴，所述安装轴可转动地安装于所述内框架。
8.根据权利要求7所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述模块化海洋能发电装置还包括驱动单元，所述驱动单元连接安装轴以驱动所述安装轴转动，所述驱动单元位于水面以上。
9.根据权利要求1所述的模块化海洋能发电装置，其特征在于，所述水轮发电机模组包括垂直轴水轮发电机，所述垂直轴水轮发电机的轴线方向垂直于水平面。
【专利技术属性】
技术研发人员：林东，
申请(专利权)人：杭州林黄丁新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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