一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106014862A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610338932.6(22)申请日2016.05.19(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人闫发锁马庆位王淇孙丽萍(51)Int.Cl.F03D9/25(2016.01)F03D9/30(2016.01)F03B13/18(2006.01)B63B35/44(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置(57)摘要本发明提供一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置，包括风力发电机、浮式基础平台、波浪能俘获装置和浮体间连接结构组成，所述风力发电机包括叶片、轮毂、机舱和塔架等部分；所述浮式基础平台为半潜型，由悬垂形式的锚链线定位于海面；所述波浪能俘获装置包括浮子和能量俘获(PTO)系统，利用波浪作用下波浪能浮子与基础平台立柱间的轴向相对运动带动PTO系统，产生电能；所述连接机构包括导轨和U型轮两部分，可使平台与波浪能浮子仅发生轴向的相对运动。本发明可利用海上空气和波浪所具有的机械能，实现了海上风能和波浪能共同发电的目的，稳定性好，适用水深范围广，发电效率高，同时结构形式简单，发电方式可靠。CN106014862ACN106014862A权利要求书1/1页1.一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置，其特征在于：包括风力发电机、浮式基础平台、波浪能俘获装置，所述浮式基础平台包括中立柱、均匀设置在中立柱周围的三个侧立柱、用于连接侧立柱与中立柱以及相邻侧立柱之间的撑杆，所述风力发电机安装在中立柱的上端，每个侧立柱的下端设置有垂荡板，每个侧立柱的内底设置有压载，每个侧立柱上还设置有导缆孔，每个导缆孔连接锚链，每个锚链的端部固定在海底，所述波浪能俘获装置包括通过浮体间连接机构设置在每个侧立柱外的浮子、设置在侧立柱内部的定子和设置在浮子内部的动子，所述浮体间连接机构是指：在侧立柱的外表面设置有导轨，导轨中安装有U型轮，U型轮通过支架与浮子固定连接。2.根据权利要求1所述的一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置，其特征在于：每个侧立柱的外面对称设置有三个导轨，每个导轨中安装有U型轮，每个U型轮通过支架与浮子固定连接。3.根据权利要求1或2所述的一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置，其特征在于：所述风力发电机是水平轴风力机。2CN106014862A说明书1/3页一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置技术领域[0001]本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种新型浮式多浮子风浪能混合发电装置，属于可再生能源开发利用领域。背景技术[0002]能源需求的增长和全球气候变暖的现状，使人们开始关注可再生能源的开发。可再生能源具有储量丰富、可再生无污染或很少污染的特点，恰能弥补传统化石能源的不足。近年来，海上风能和波浪能的利用成为研究的热点，加之对空间、噪声等因素的考虑和为获得更优质资源，研究的重心出现由近海向深海转移的趋势，因而浮式结构物的设计时必不可少的。[0003]目前，海上风能和波浪能的开发多是独立进行的，但注意到当风速达到可利用值时波面脉动出现较大规律性，且在波频小于0.2Hz范围内波浪能较集中，这一现象为两者的同时开发利用提供了可能。专利《风浪能混合发电机》(专利号201220479451)公开了一种风浪能混合发电机，将海洋上两种不稳定的新能源综合利用，输出电能，提高资源利用率；但此装置适用海域仅限于浅水。2012年美国Muliawan教授综合了Spar型浮式风力机Hywind和振荡浮子式波能发电装置Wavebob的发电原理提出STC混合利用系统；但是垂荡方向阻尼小，波浪能浮子使垂荡方向运动幅度增大，给风力机发电带来不利因素，且仅适用于深水海域。欧洲“MARINAPlatform”项目于2013年提出了C-HyP概念，该混合利用系统使用一个直径为100米的圆形驳船作为支撑平台，为其上安装的5MW风力机提供浮力，同时在迎波面的半圆区域安装20个相互独立的纵荡波浪能吸收装置；但是该系统会受到较大的波浪力，对定位系统要求高，不适合在恶劣环境中使用。[0004]研究上述装置可得出以下结论：水线面积大具有双面性，既可提高系统稳定性但也引起较大的水面力；可采用振荡浮子形式俘获波浪能以具有较高转化效率，同时增加数量以提高总功率；可通过增设垂荡板，以增加系统垂荡方向阻尼，从而减小波浪能浮子对系统运动性能的影响。[0005]风浪能混合利用的研究相对较少，因此设计一种可适用深水的漂浮式风浪能混合发电装置，兼顾降低成本和提高能量利用效率，具有重要意义。综合考虑我国的海洋条件、基础平