[实用新型]竖直轴式海流发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种利用海水流驱动发电的竖直轴式发电装置。 

背景技术

海流按其成因大致可分为以下几类： 

(1)漂流：由风的拖曳效应形成的海流。 

(2)地转流：在忽略湍流摩擦力作用的海洋中，海水水平压强梯度力和水平地转偏向力平衡时的稳定海流。 

(3)潮流：海洋潮汐在涨落的同时，还有周期性的水平流动，这种水平流动称为潮流。 

(4)补偿流：由另一海域的海水流来补充海水流失而形成的海流。有水平补偿流和铅直补偿流 

(5)河川泄流：由于河川径流的入海，在河口附近的海区所引起的海水流动称为河川泄流。 

(6)裂流：海浪由外海向海岸传播至波浪破碎带破碎时产生的由岸向深水方向的海流。 

(7)顺岸流：海浪由外海向海岸传播至破碎带破碎后产生的一支平行于海岸运动的海流。 

海流在海洋中普遍存在，实际的流场是以上各类海流的组合后的复杂流场，根据地理位置的不同、涨落潮时、潮型、海况、海水物理性质的不同，使得各地在各时刻海流流场发生着变化。根据海洋水文调查的经验，海流水平向流速垂线分布规律为：表层流速最大，沿深度方向逐渐减小。 

在上述流态中，相对有规律的是潮汐运动产生的潮流。 

潮汐能是以位能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海水涨潮、落潮水的势能交换的过程中，即涨落潮过程中，伴随着势能与动能的转换。 

在一个太阴日内(24小时50分)，只有一次高潮和一次低潮，称为全日潮。一个全日潮过程大致为：落潮憩流(势能最小，流速接近0)——起涨(势能开始逐渐增加，流速加大)——涨急(势能涨势最强，涨潮流速最大)——涨潮憩流(势能最大，流速接近0)——起落(势能开始变小，流速增加，并转向)——落急(势能将势最大，落潮流流速最大)——落潮憩流，其高潮和低潮之间相隔的时间大约为12小时25分。 

对于半日潮海域，在一天中(指太阴日历时24小时50分)有二次较明显的高潮，二次较明显的低潮过程。在二次高潮——低潮——高潮——低潮的过程中，势能与动能的交换规律与全日朝基本相同。 

在实际海洋、河口的潮汐，由于复杂的原因，往往潮汐的涨落潮历时、潮型会发生变形，即全日潮可分为正规全日潮和非正规全日潮、半日潮可分为正规半日潮和非正规半日潮，但其仍然遵循势能与动能的交换规律。 

根据多年河口、海域水文调查经验，本装置适用于上述各类海流流态，根据海流水平流速沿深度方向分布规律，在水体表层至相对水深0.6H(假设水深为H)处，均可布置本装置，只要海流流速达到发电机启动流速要求，就能用于发电。 

目前，利用海洋潮汐发电的项目，主要利用潮汐涨落潮的势能，筑坝布置水轮机，用水头差推动水轮机转动发电。但该方式对潮汐动力条件要求高(潮差大)、对地形、地质要求高，选址条件复杂，适用地域较少，造价高昂，同时易改变海湾或潮汐通道的潮汐动力条件， 往往会造成水下地形的不利调整，影响海湾、水道的海洋生态环境，不利于海湾、水道的综合开发利用。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种利用海流作为动力进行发电的海流发电装置。 

本实用新型通过下列技术方案解决上述技术问题： 

一种海流发电装置，包括微型潜浮式趸船体，趸船体内设置电机仓，电机仓内设垂直布置的低转速发电机，发电机轴伸出趸船体顶部，并在轴端设一冲击式水轮机转轮。 

所述的电机仓设有电缆，电缆与低转速发电机相连接。 

本实用新型的优点是：从另一个角度利用潮汐的能量，即利用潮汐涨落过程中，势能与动能转化过程中的动能，具体体现为潮流的流动，通过潮流的流动，推动水平布置的冲击式水轮机叶轮——将水的动能转变为机械功——带动安装在电机仓内的低速发电机(如5千瓦或更大发电机)转动，从而产生电能，再经由逆变器，将转换到所需的电压等级。 

此外，本装置能吸收来自各个方向水流冲击叶轮的动能，并始终保持向一个方向转动。由于本发电装置利用冲击式水轮机转轮吸收流体的动能，能广泛适用于多种形式的海流。 

本实用新型由于体积小，可阵列式布置在潮汐通道、海湾、海岸线的沿岸或者广袤的深海区域，形成悬浮式、可离散、极端海况下抗灾能力强的海流发电场，并通过开展相关专题论证后，优化海流发电场的选址位置。