一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，包括电力系统、方形甲板、太阳能光伏板、振荡水柱波能发电装置；甲板上表面固定有多组太阳能光伏板，周边设置护栏，底面四角处固接有至少四个竖直空腔立柱；每个空腔内上部设置有一个振荡水柱发电装置；甲板底部设置有多根系泊缆，一端分别连接在各个立柱上，另一端集中固定于海床中；电力系统包括设置于甲板上的箱式变压器和电力输入系统、海中的电力输出系统；电力输入系统分别通过电缆和电缆将所述振荡水柱波能发电装置、太阳能光伏板与箱式变压器连接；通过与箱式变压器连接的电力输出系统，联合发电装置将产生的电能并入附近电网。本发明专利技术资源利用率高，工程投产优势明显。势明显。势明显。

【技术实现步骤摘要】
一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置


[0001]本专利技术属于海洋可再生能源利用
，涉及一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置。

技术介绍

[0002]随着社会和经济的不断发展，人类对可再生能源的需求不断增长。海洋面积约占全球面积的70％，海水中蕴藏着丰富的可再生能源。其中，波浪能是一种品质很高的海洋能源，现已成为世界各国研究利用新能源的重点。
[0003]波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。目前，在众多波浪能转换装置中，振荡水柱(OWC)波能装置因其结构简单，性能可靠，已经成为了世界上应用最为广泛的波浪能转换设备。
[0004]中国专利申请CN110805516A公开了一种基于多气室振荡水柱装置的波浪能
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风能集成发电系统，包括塔筒、水面处振荡水柱装置、单桩支撑结构及安装在塔筒顶部的风力机部分。风力机部分包括风力机叶片、风力机机舱及风力机转子轮毂，所述风力机叶片通过螺栓固定在风力机转子轮毂上，风力机转子轮毂与风力机机舱主轴通过螺栓固定连接。水面处振荡水柱装置的外壁面焊接有4道对称布置的竖条状滑槽，塔筒的外壁面焊接有4道对称布置的竖条状滑轨，并在滑轨及滑槽上分别开设有多个一一对应的螺栓孔，沿着水深方向选择螺栓孔的不同位置并通过螺栓将塔筒与水面处振荡水柱装置固定连接。单桩支撑结构通过焊接与塔筒内壁固定连接，单桩支撑结构底部固定于水底。水面处振荡水柱装置中的总气室横截面呈环状形式，并采用不锈钢板将总气室分隔出4个扇形气室，不锈钢板的底边缘与扇形气室底边缘平齐，不锈钢板的侧边缘与顶边缘分别与扇形气室侧壁以及顶部焊接连接，每个扇形气室的底部开敞并浸没在流体中，其顶部开设有与外界大气相连通的输气管道。输气管道内安装有空气透平以及发电机，每个扇形气室外壁面焊接有滑槽，滑槽上开设有多个螺栓孔。外部波浪经由每个扇形气室的底部入口传递进入每个扇形气室并形成振荡水柱，振荡水柱的往复运动将驱动每个扇形气室内外气体进行交换进而带动空气透平进行旋转运动，安装在每个扇形气室顶部的发电机在空气透平的带动下旋转发电。
[0005]然而，CN110805516A公开的发电系统是由振荡水柱和风力机共同组成的波浪能
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太阳能集成发电系统。由于风力发电叶轮转动部分为机械转动结构，故容易产生机械故障，且故障不易诊断，由此对专业维护人员的技术水平要求较高，维护工作量大。同时海上风电场位于海上，环境因素更提高维护成本。而光伏发电所有设备均为静止元件，不存在机械磨损的问题，只需对少量的运行人员进行简单的培训，即可完成对电站运行情况的监视和维护工作。而且由于太阳具有朝出夕落的特点，故光伏发电功率曲线呈现出以中午时刻轴为对称轴的抛物线形。而风速和风向一般没有固定的变化规律，因此风电日功率曲线规律性不强。此外，风电转动部件会造成明显的噪声污染，会对周围海洋生物产生影响，而光伏电站运行时基本没有噪声。由此可见，从维护性、发电效率以及对环境的影响等方面考虑，光伏发电优势优于风力发电。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服了现有技术的缺陷，提供一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，能提高装置的发电效率和综合收益，可有效缩短投资回收期。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0008]一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，包括电力系统、甲板、太阳能光伏板、振荡水柱波能发电装置；甲板为方形，多组太阳能光伏板固定在甲板上表面；甲板的四周边缘处设置护栏；在甲板底面四角处固接有至少四个竖直的空腔立柱；每个立柱空腔内的上部设置有一个振荡水柱发电装置；甲板底部设置有包括多根系泊缆的系泊系统，系泊缆的一端分别连接在各个立柱上，另一端集中固定于海床中；所述的电力系统包括设置于甲板上的箱式变压器和电力输入系统、置于海中的电力输出系统；电力输入系统分别通过电缆和电缆将所述振荡水柱波能发电装置、太阳能光伏板与箱式变压器连接；通过与箱式变压器连接的电力输出系统，振荡水柱波能发电装置和太阳能光伏板将产生的电能并入附近电网。
[0009]进一步的，在不同组太阳能光伏板之间，设置有检修通道。
[0010]进一步的，在甲板顶面四角处分别设置有与立柱内空腔相通的气孔。
[0011]进一步的，在所述的立柱的空腔内部，环绕着振荡水柱发电装置形成一个空心浮力舱，其下部设置有压载舱；其空心浮力舱与压载舱成环状布置，与海面共同构成气室；所述的气室，包括上方的半球形通道、下方的柱形通道。气室上方具有和甲板气孔相连的圆柱形狭小通道，其截面远小于下方的气室的通道，与气室构成一个倒漏斗形状。
[0012]进一步的，所述振荡水柱发电波能装置，包括发电机、涡轮、垂直联动轴、水平联动轴、小锥形齿轮和大锥形齿轮；发电机水平设置在空心浮力舱内，发电机前段固接一根水平联动轴；涡轮设置于气室上方的圆柱形狭小通道内；涡轮上方固接一根垂直联动轴，垂直联动轴与水平联动轴通过大锥形齿轮和小锥形齿轮啮合。
[0013]优选的，大锥形齿轮与小锥形齿轮的传送比为2:1。
[0014]进一步的，其联合发电装置可预先在船坞内完成建造；包括：在钢铁工厂预先完成各个零部件的制作，然后进行甲板主体结构的组装；接着进行电力系统、立柱、振荡水柱波能发电装置栏杆、检修通道以及太阳能光伏板的安装；最后安装可将电能输送回陆地的动态海缆；向船坞放水使整个结构在自身浮力作用下浮起，用拖轮把结构拖到预定海域。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0016]1.本专利技术兼顾波浪能发电和太阳能发电的功能，资源利用率高，施工难度小，发电总功率大，可以用于深海领域。能够大幅度缩短投资的回收周期，工程投产优势明显。
[0017]2.本专利技术的太阳能光伏板平铺于甲板之上，提高了对太阳能资源的利用率，也便于太阳能光伏板的布置和后期的检修。此外，甲板作为光伏板的支撑结构，大大提高了整个光伏系统的强度，提升了装置的经济性。
[0018]3.本专利技术的振荡水柱波能发电装置置于甲板的各立柱内，使立柱既为甲板装置提供支撑，又充分利用立柱空间，使波浪能转化成电能，提高了装置经济性和波浪能的开发利用率。
[0019]4.本专利技术的立柱内部设置有空心浮力舱，下部有压载舱，由此可根据需要来降低本专利技术半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置的整体重心，提高稳定性。
[0020]5.本专利技术的甲板顶面设置有检修通道和护栏，为工作人员在该装置上进行施工、维护与检修提供了便利性，使效率和效益得以进一步提升。
[0021]6.本专利技术采用动态海缆进行电力输出。与传统海缆不同，不仅提高海缆的抗拉、抗弯曲和抗疲劳能力，还通过分布式浮力块和配重块的配合，达到了相对稳定的线型，较好地保持了浅水大偏移条件下动态海缆的顺应性，能适应不同恶劣海洋环境。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的一种实施例的整体结构示意图。
[0023]图2是本专利技术的一种实施例中的采用OWC设计的立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，其特征在于，包括电力系统(1)、甲板(2)、太阳能光伏板(3)、振荡水柱波能发电装置(4)；甲板(2)为方形，多组太阳能光伏板(3)固定在甲板(2)上表面；甲板(2)的四周边缘处设置护栏(21)；在甲板(2)底面四角处固接有至少四个竖直的空腔立柱(5)；每个立柱空腔内的上部设置有一个振荡水柱发电装置(4)；甲板(2)底部设置有包括多根系泊缆的系泊系统，系泊缆的一端分别连接在各个立柱上，另一端集中固定于海床中；所述的电力系统包括设置于甲板(2)上的箱式变压器和电力输入系统、置于海中的电力输出系统；电力输入系统(11)分别通过电缆(111)和电缆(112)将所述振荡水柱波能发电装置(4)、太阳能光伏板(3)与箱式变压器(12)连接；通过与箱式变压器(12)连接的电力输出系统(13)，振荡水柱波能发电装置和太阳能光伏板将产生的电能并入附近电网。2.根据权利要求1所述的一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，其特征在于，在不同组太阳能光伏板(3)之间，设置有检修通道(23)。3.根据权利要求1所述的一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，其特征在于，在甲板(2)顶面四角处分别设置有与立柱(5)内空腔相通的气孔(22)。4.根据权利要求1所述的一种半潜式振荡水柱波能和光伏能联合发电装置，其特征在于，在所述的立柱(5)的空腔内部，环绕着振荡水柱发电装置(4)形成一个空心浮力舱(52)，其下部设置有压载舱(51)；其空心浮力舱(52)与压载舱(51)成环状布置，与海面共...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐胜，嵇春艳，郭建廷，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：