一种海上浮式多能互补发电系统技术方案

本发明专利技术属于新能源供电技术领域，涉及一种海上浮式多能互补发电系统。发电系统包括船体、波浪能发电单元、风能发电单元、太阳能发电单元，波浪能发电单元包括浮子，浮子通过力臂铰接于船体上；船体上设置有液压缸，传动机构可调节液压缸的活塞的伸缩行程；风能发电单元包括立杆，立杆内设置有转轴，转轴设置有固定柱，固定柱设置有横杆，横杆设置有风叶且两者间夹角可调，船体上设有液压泵，太阳能发电单元包括设置于风叶外表面与内表面的外反光层与内反光层，固定柱上设有太阳能发电机一，船体上设有太阳能发电机二；发电系统还包括液压马达及发电机。本发明专利技术可提高能源利用率，增大发电效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源供电
，涉及一种海上浮式多能互补发电系统。
技术介绍
目前社会形势下，随着全国工业化的飞速发展，对矿物能源需求也越来越大，如果不采取积极措施寻找其他能量转换方式和开发新能源利用策略，能源问题将严重威胁到人类社会的生存和发展。风能、太阳能、海洋能等可再生能源储量巨大、分布广泛、开发利用无污染。如何利用这些资源转变成现代信息社会普遍所需的电能受到各国普遍重视。作为新兴可持续发展能源，风能和潮流能具有取之不尽、用之不竭的优势，而风能和潮流能两者都具有能量密度低，受季节、气候和地理位置等因素影响的特点，具有不稳定性。因此，采用风能、太阳能和潮流能的互补发电是解决自然资源不稳定问题的一个很好的措施。我国专利局公开了一篇名为“一种太阳能、风能互补发电的游览船(CN201390373Y)”的专利申请，其包括船体、客舱，客舱上方设置有甲板，甲板的发问设置有平台，平台上部安装有太阳能发电装置，甲板的尾部还设置有风力发电装置。上述专利未将波浪能、风能、太阳能良好地利用起来，因此，能源利用率仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种海上浮式多能互补发电系统，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提高本发电系统的能源利用率。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种海上浮式多能互补发电系统，其特征在于，所述发电系统包括：船体，所述船体漂浮于海面上；波浪能发电单元，所述波浪能发电单元包括可随波浪升降的浮子，所述浮子通过力臂铰接于船体上；所述船体上设置有与所述浮子相对应的液压缸，所述液压缸内滑动设置有活塞，所述力臂通过传动机构与所述活塞相连接，所述传动机构可调节活塞的伸缩行程；风能发电单元，所述风能发电单元包括固定于船体上的立杆，所述立杆内转动设置有转轴，所述转轴的上端设置有一圆柱形的固定柱，所述固定柱的外侧壁上沿水平方向设置有若干根横杆，所述横杆的端部转动设置有风叶且两者之间的夹角大小可调，所述船体上设置有与所述转轴相对应的液压泵；太阳能发电单元，所述太阳能发电单元包括分别设置于风叶外表面与内表面的外反光层与内反光层，所述固定柱的上端设置有与所述内反光层相对应的太阳能发电机一，所述船体上设置有与所述外反光层相对应的太阳能发电机二；所述发电系统还包括与所述液压缸及液压泵相配合的液压马达及发电机。本专利技术有效地将风能、太阳能及波浪能均利用起来，提高能源的利用率。可利用波浪带动浮子上下摆动，来使得塞杆在液压缸中上下运动，实现液压缸吸油和排油，进而带动液压马达转动，最终带动发电机发电，实现波浪能转变为电能。通过转轴带动液压泵转动，液压泵带动液压马达转动，液压马达带动发电机转动发电，实现风能转变为电能。此外，本专利技术巧妙地将反光层设计于风叶上，既降低了成本，又减轻了船只重量，而风叶与横杆之间的夹角大小可调，则可根据实际的风向情况进行调整，使外反光层与太阳能发电机二相配合，或者使内反光层与太阳能发电机一相配合，提高本系统的能源利用率，实现太阳能转变为电能。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述船体外表面的底部设置有浪潮仪，所述船体上设置有控制器，所述控制器的前端设置有与所述浪潮仪相连接的A/D转换器，所述A/D转换器能够将从浪潮仪处获得的测量信号转化为数字信号，并传递给控制器，所述控制器还包括程序储存器，所述程序储存器用于储存计算活塞行程以及风叶与横杆之间夹角大小的算法，所述控制器根据程序储存器计算得出的值，可以控制活塞的行程以及风叶与横杆之间的夹角大小，避免因为波浪太大或者风力太大时导致发电机的转速过快而损坏。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述控制器还连接有晶振电路、时钟电路及数据存储器。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述船体上设置有与所述太阳能发电机一和太阳能发电机二相对应的蓄电池，所述蓄电池与太阳能发电机一之间通过无线电力传输方法进行电力传输，所述蓄电池还与所述发电机电连接，所述太阳能发电机二通过导线和蓄电池电连接。无线电力传输方法已经是一种现有技术，其利用电磁感应等原理即可实现，在此不加以赘述，优点在于，太阳能发电机一在转动的状态下不影响电能的传输。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述传动机构包括连杆和曲柄，所述连杆的外端与所述力臂相铰接，所述连杆的内端与曲柄的外端通过一销轴相铰接，所述曲柄的内端铰接于船体上；所述传动机构还包括摇杆，所述摇杆的上端与所述销轴相铰接，所述摇杆的下端与所述活塞相铰接。浮子上升，依次带动连杆和曲柄上摆，从而将摇杆上抬，使活塞向上运动；浮子下降，连杆及曲柄则同步下摆，从而使摇杆向下运动，进而使活塞向下运动，实现液压缸的吸油和排油，从而带动液压马达转动，进而带动发电机发电，实现波浪能转化为电能。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述曲柄包括气缸和柄体，所述气缸的缸体铰接于船体上，所述柄体的一侧设置于气缸的伸缩轴的端部，所述柄体的另一侧铰接于所述销轴上。当连杆向上抬起时，当连杆与曲柄第一次共线时，则处于上限位状态；当连杆向下运动，当连杆与曲柄第二次共线时，则处于下限位状态；两个限位状态，可有效地控制活塞的行程，或者说起保障作用，而通过调节曲柄的长度，可调节连杆与曲柄共线时的点的高度，进而调节活塞的行程，避免机械能过大损坏发电机。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述发电系统还包括钢丝绳，所述钢丝绳的两端分别与所述气缸的缸体及柄体相连接，所述钢丝绳的长度大于所述气缸的伸缩杆长度。设计有钢丝绳后，即使气缸的伸缩杆出现断裂，也可在钢丝绳的保护下，使得风能发电机仍然可以继续做功。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述气缸上设置有能够检测钢丝绳张力的绳索张力计，所述绳索张力计与所述控制器相连接。当气缸伸缩杆断裂时，钢丝绳会被崩直，此时绳索张力计测得数据后，可向控制器发送信号，提醒工作人员进行更换维修。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述横杆为空心管，所述横杆的端部与风叶的中部相铰接，所述横杆的端部还通过一压簧与所述风叶的下部相连接；当所述压簧处于复原状态时，所述风叶倾斜设置，且该风叶上端与固定柱中心线之间的距离小于风叶下端与固定柱中心线之间的距离。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述固定柱上设置有电机，所述横杆内穿设有拉索，所述拉索的内端与所述电机的输出端相连接，所述拉索的外端穿过所述压簧与风叶相连接。电机正转拉紧拉索，使风叶克服压簧的弹力，从而使风叶反向倾斜，使得内反光层与太阳能发电机一相配合进行发电；电机反转松开拉索，风叶在压簧的弹力作用下复位，使外反光层与太阳能发电机二相配合进行发电。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述电机的输出端设置有一线盘，所述拉索的内端均连接于所述线盘上。线盘转动，带动各拉索移动，实现风叶的倾斜角度调整。在上述的一种海上浮式多能互补发电系统中，所述风叶的内表面开设有螺孔，所述螺孔上转动设置有螺栓，所述拉索的外端固定于螺栓上。转动螺栓，可调节拉索的张力，避免电机转动时拉索因松弛导致风叶出现空行程。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术有效地将风能、太阳能及波浪能均利用起来，提高能源的利用率。并且，可根据波浪的具体大小，通过调节机构控制活塞的伸缩行程，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上浮式多能互补发电系统，其特征在于，所述发电系统包括：船体(1)，所述船体(1)漂浮于海面上；波浪能发电单元(2)，所述波浪能发电单元(2)包括可随波浪升降的浮子(3)，所述浮子(3)通过力臂(4)铰接于船体(1)上；所述船体(1)上设置有与所述浮子(3)相对应的液压缸(5)，所述液压缸(5)内滑动设置有活塞，所述力臂(4)通过传动机构(6)与所述活塞相连接，所述传动机构(6)可调节活塞的伸缩行程；风能发电单元(7)，所述风能发电单元(7)包括固定于船体(1)上的立杆(8)，所述立杆(8)内转动设置有转轴，所述转轴的上端设置有一圆柱形的固定柱(9)，所述固定柱(9)的外侧壁上沿水平方向设置有若干根横杆(10)，所述横杆(10)的端部转动设置有风叶(11)且两者之间的夹角大小可调，所述船体(1)上设置有与所述转轴相对应的液压泵(12)；太阳能发电单元(13)，所述太阳能发电单元(13)包括分别设置于风叶(11)外表面与内表面的外反光层(14)与内反光层(15)，所述固定柱(9)的上端设置有与所述内反光层(15)相对应的太阳能发电机一(16)，所述船体(1)上设置有与所述外反光层(14)相对应的太阳能发电机二(17)；所述发电系统还包括与所述液压缸(5)及液压泵(12)相配合的液压马达(18)及发电机(19)。...

【技术特征摘要】
1.一种海上浮式多能互补发电系统，其特征在于，所述发电系统包括：船体(1)，所述船体(1)漂浮于海面上；波浪能发电单元(2)，所述波浪能发电单元(2)包括可随波浪升降的浮子(3)，所述浮子(3)通过力臂(4)铰接于船体(1)上；所述船体(1)上设置有与所述浮子(3)相对应的液压缸(5)，所述液压缸(5)内滑动设置有活塞，所述力臂(4)通过传动机构(6)与所述活塞相连接，所述传动机构(6)可调节活塞的伸缩行程；风能发电单元(7)，所述风能发电单元(7)包括固定于船体(1)上的立杆(8)，所述立杆(8)内转动设置有转轴，所述转轴的上端设置有一圆柱形的固定柱(9)，所述固定柱(9)的外侧壁上沿水平方向设置有若干根横杆(10)，所述横杆(10)的端部转动设置有风叶(11)且两者之间的夹角大小可调，所述船体(1)上设置有与所述转轴相对应的液压泵(12)；太阳能发电单元(13)，所述太阳能发电单元(13)包括分别设置于风叶(11)外表面与内表面的外反光层(14)与内反光层(15)，所述固定柱(9)的上端设置有与所述内反光层(15)相对应的太阳能发电机一(16)，所述船体(1)上设置有与所述外反光层(14)相对应的太阳能发电机二(17)；所述发电系统还包括与所述液压缸(5)及液压泵(12)相配合的液压马达(18)及发电机(19)。2.根据权利要求1所述的海上浮式多能互补发电系统，其特征在于，所述船体(1)外表面的底部设置有浪潮仪(20)，所述船体(1)上设置有控制器(21)，所述控制器(21)的前端设置有与所述浪潮仪(20)相连接的A/D转换器(22)，所述A/D转换器(22)能够将从浪潮仪(20)处获得的测量信号转化为数字信号，并传递给控制器(21)，所述控制器(21)还包括用于储存计算风叶(11)与横杆(10)之间夹角大小的算法的程序储存器(23)，所述控制器(21)根据程序储存器(23)计算得出的值，控制风叶(11)与横杆(10)之间的夹角大小。3.根据权利要求2所述的海上浮式多能互补发电系统，其特征在于，所述控制器(21)还连接有晶振电路(24)、时钟电路(25)及数据存储器(26)。4.根据权利要求1或2或3所述的海上浮式多能互补发电系统，其特征在于，所述船体(1)上设置有与所述太...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘洪军，亓常松，朱世强，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33