利用潮汐能的混合发电系统技术方案

一种用于潮汐发电的系统，包括水箱，所述水箱由至少一个垂直齿轮支撑，使得所述水箱随着所述至少一个垂直齿轮向上和向下运动，所述水箱基于潮汐的垂直运动而运动。至少一个圆形齿轮耦合到所述至少一个垂直齿轮，使得当所述至少一个垂直齿轮向上和向下移动时，所述至少一个圆形齿轮旋转。轴连接到所述至少一个圆形齿轮，使得当所述至少一个圆形齿轮旋转时，所述轴旋转。发电机附接到所述轴上，使得所述轴的旋转传送到所述发电机进行发电。的旋转传送到所述发电机进行发电。的旋转传送到所述发电机进行发电。

【技术实现步骤摘要】
利用潮汐能的混合发电系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有于2022年3月4日提交的序列号63/316,544的美国临时专利申请的权益，其公开内容通过引用整体并入本文，如同在本文完全阐述一样。


[0003]本申请大体上涉及一种海上混合发电系统，其使用平台或多个平台从潮汐能发电。

技术介绍

[0004]随着与气候变化和不可再生资源减少相关的问题的增加，全球对清洁电力和可再生燃料的需求不断增加。众所周知，在各种其他来源中，太阳能和风都已经被用来产生可持续的能源。
[0005]海水占地球表面的约70％，从而与基于陆地的能源相比提供了巨大的资源。而且，由于水的密度比空气的密度大，因此潮汐能具有比风能更强大的潜力。此外，潮汐能通常比风能或太阳能更可预测和连续，这使得潮汐能成为追求的重要的可再生能源。
[0006]潮汐能在潮汐涨落过程中通过海水的奔涌而产生。当高潮和低潮之间的水位差很大时，可以通过潮汐运动发电。
[0007]已知的从潮汐能发电的系统至少包括潮汐流、拦河坝和潮汐泻湖。在潮汐流或快速流动水体中，可以将涡轮机放入水中以产生能量。尽管稳定且可靠，但涡轮机可能会干扰潮汐流动并且可能在浅水中有效。通过使用大坝将水收集起来，然后通过涡轮机立即释放水以产生电能。大坝的使用可能严重破坏发电机周围的环境，从而影响土地、水流以及动植物的生命。与拦河坝类似，潮汐泻湖是由天然或人造屏障建造的水池。尽管潮汐泻湖通常会比拦河坝更少地破坏环境，但它们的能量输出通常很低，并且功能齐全的发电机系统可能不会成功。
[0008]已知的用于潮汐能源利用的系统面临障碍，并且可能需要包括需要设施占用大面积海滩的需求的条件，这可能会对环境产生负面影响，并使城市和地区失去宝贵的海岸。此外，这些设施可能需要对海滩附近的地形和土地水平进行额外的适应，以容纳大坝所保持的水量。
[0009]因此，需要可以在陆地上或在公海中使用的基于潮汐运动的改进的电力产生系统。

技术实现思路

[0010]本申请针对使用带有水箱或多个水箱的平台利用潮汐能发电的系统和方法。
[0011]根据一方面，一种潮汐发电的系统包括水箱，所述水箱由至少一个垂直齿轮支撑，使得所述水箱随着所述至少一个垂直齿轮向上和向下运动，所述水箱基于潮汐的垂直运动而运动。至少一个圆形齿轮耦合到所述至少一个垂直齿轮，使得当所述至少一个垂直齿轮
向上和向下移动时，所述至少一个圆形齿轮旋转。轴连接到所述至少一个圆形齿轮，使得当所述至少一个圆形齿轮旋转时，所述轴旋转。发电机附接到所述轴上，使得所述轴的旋转传送到所述发电机进行发电。
[0012]根据另一方面，一种潮汐发电的方法包括：使水箱向上和向下运动，所述水箱配置为由至少一个垂直齿轮支撑并且所述至少一个垂直齿轮配置为随着水箱运动，所述水箱基于潮汐的垂直运动而运动；使至少一个圆形齿轮旋转，所述至少一个圆形齿轮配置成使得当所述至少一个垂直齿轮向上上升时，所述至少一个圆形齿轮旋转；使至少一个轴自旋，所述至少一个轴连接到所述至少一个圆形齿轮，使得当所述至少一个圆形齿轮旋转时，所述至少一个轴自旋；以及将所述至少一个轴的旋转传递到发电机，所述发电机配置为通过所述至少一个轴的旋转运动进行发电。
附图说明
[0013]图1是大致示出与混合发电系统结合使用的平台的侧视示意图。
[0014]图2是大致示出与混合发电系统结合使用的多个平台的系统的俯视示意图。
[0015]图3是大致示出与平台结合使用的轴和与发电机结合使用的接收轴之间的连接的上部近距离示意图。
[0016]图4是大致示出与混合发电系统结合使用的平台的立体图。
[0017]图5是大致示出与混合发电系统结合使用的平台的侧视图。
[0018]图6A是大致示出与混合发电系统结合使用的处于解锁位置的铰合部的示意图。
[0019]图6B是大致示出与混合发电系统结合使用的处于锁定位置的铰合部的示意图。
[0020]图7A是大致示出与混合发电系统结合使用的处于锁定位置的铰合部的前视示意图。
[0021]图7B是大致示出与混合发电系统结合使用的处于解锁位置的铰合部的前视示意图。
[0022]图7C是大致示出与混合发电系统结合使用的处于锁定位置的铰合部的侧视示意图。
[0023]图8是大致示出与混合发电系统结合使用的地板空腔的阀门。
[0024]图9是大致示出与涨潮和退潮结合使用的混合发电系统的操作步骤的流程图。
[0025]图10是大致示出与涨潮和退潮结合使用的混合发电系统的操作步骤的图表。
具体实施方式
[0026]现在参考随后的讨论和附图，详细描述了本专利技术的系统和方法的说明性方法。尽管附图表示了一些可能的方法，但附图不一定是按比例缩小的，并且可能会夸大、移除或部分分割某些特征，以更好地说明和解释本专利技术。此外，本文阐述的描述并非旨在详尽、以其他方式限制、或将权利要求限制为附图中示出的和以下详细说明中公开的精确形式和结构。
[0027]本申请大致涉及一种混合发电系统，该混合发电系统在海洋中使用平台或多个平台从潮汐能发电。示例性发电机系统可以包括配置为随着海水潮汐运动的水箱。该水箱可能位于至少一个垂直齿轮的顶部，此外该至少一个垂直齿轮可以随着潮汐垂直运动。发电
机系统还可以包括连接在垂直齿轮每侧的一组圆形齿轮，从而使圆形齿轮配置为随着垂直齿轮的垂直运动而旋转。圆形齿轮的旋转运动可以通过轴传输到发电机，从而提供发电的可持续来源。
[0028]参考附图，图1是与混合发电系统结合使用的的平台100的侧视示意图。平台100包括配置为随着大海的潮汐上升和下降的水箱102，该水箱具有地板空腔104和通风口126。所示示例是单个平台100上的单个水箱102，但是可以理解的是单个平台100可以包括多个水箱102，或者可以将多个平台100连接以创建如图2所示的更大的系统。
[0029]水箱102大致为正方形，并配置为具有底部、侧壁和顶面的箱子。所述水箱102的底部包括能够打开和关闭的底板空腔104，这样水可以根据底板空腔104中阀门106的打开和关闭而进入或离开水箱102。换句话说，底板空腔104包括阀门106，并且当水箱102随着潮汐的涨落而向上和向下运动时，阀门106保持关闭，以使水保持在水箱102内部或外部。正如下面将更详细描述的，当水箱102达到潮汐的峰值高度时，阀门106打开，以允许水通过底板空腔104进入水箱102。当潮水退去并且水箱102仍然充满水时，水箱102内容纳的水的重量被用作重力能或势能，驱动发电机116并从中提取电能。
[0030]平台100的运作方式还包括，一旦重力能耗尽并且水箱102达到接近低潮时的水位，水箱102就会排空，这样在下一个潮汐周期期间，排空的水箱102一般会漂浮起来并且会向上漂浮，进行发电，并且随着涨潮，使得水箱102只有在接近高潮时才会装满，此时周期会重复，随着潮水退去，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于潮汐发电的混合系统，其特征在于，包括：水箱，所述水箱由至少一个垂直齿轮支撑，使得所述水箱随着所述至少一个垂直齿轮向上和向下运动，所述水箱基于使所述水箱升高和下降的潮汐的垂直运动而运动的；至少一个圆形齿轮，所述至少一个圆形齿轮耦合到至少一个垂直齿轮，使得当所述至少一个垂直齿轮向上和向下移动时，所述至少一个圆形齿轮旋转；轴，所述轴连接到所述至少一个圆形齿轮，使得当所述至少一个圆形齿轮旋转时，所述轴旋转；以及发电机，所述发电机附接到所述轴上，使得所述轴的旋转传送到所述发电机进行发电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：位于所述水箱底部的底板空腔；其中，所述底板空腔配置为打开并允许水注满所述水箱或从所述水箱中排空；并且所述底板空腔配置为关闭并保留所述水箱中的水。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括耦合到所述水箱并且耦合到所述垂直齿轮的铰合部，所述铰合部配置为当所述铰合部是正啮合时防止所述水箱进行枢转运动，并且当所述铰合部不是正啮合时允许所述水箱进行枢转运动。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：第一组平行滑动轨道，所述第一组平行滑动轨道位于第二组平行滑动轨道的顶部并且垂直于所述第二组平行滑动轨道；所述第一平行滑动轨道配置为允许所述水箱在第一水平方向上运动；所述第二组平行滑动轨道配置为允许所述水箱在第二水平方向上运动。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：球形接头；以及锁；其中，当所述锁位于解锁位置时，所述锁允许所述球形接头使所述水箱枢转；并且当所述锁位于锁定位置时，所述锁禁止所述球形接头使所述水箱枢转。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：所述铰合部的上部；所述铰合部的下部；位于所述铰合部上部和所述铰合部下部之间的间隙；其中，在所述解锁位置，所述锁与所述铰合部的所述上部成一直线地上升，使得所述球形接头能够在所述间隙中枢转；并且在所述锁定位置，所述锁下降以关闭位于所述铰合部上部和所述铰合部下部之间的所述间隙，使得所述球形接头不能在所述间隙中枢转。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述锁包括浮力材料，使得当所述锁位于水下时，所述锁升高到解锁位置，并且当所述锁位于水上时，所述锁下降到锁定位置。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，在操作的第一部分，所述锁位于水下并且位于所述解锁位置，所述底板空腔是关闭的，并且所述水箱在所述至少一个垂直齿轮上升高；在操作的第二部分，所述锁位于水下并且位于所述解锁位置，所述底板空腔是打开的，并且所述水箱位于所述至少一个垂直齿轮上的高点处；
在操作的第三部分，所述锁位于水上并且位于所述锁定位置，所述底板空腔是关闭的，并且所述水箱在所述至少一个垂直齿轮上下降；以及在操作的第四部分，所述锁位于水下并且位于所述解锁位置，所述底板空腔是打开的，并且所述水箱在所述至少一个垂直齿轮上的低点处。9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述水箱在所述第一水平方向的所述运动和所述水箱在所述第二水平方向的所述运动能够用于发电。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：位于所述水箱的顶面的太...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆斯巴，
申请(专利权)人：穆斯巴，
类型：发明
国别省市：