[发明专利]潮汐能发电装置及发电方法

说明书

技术领域

               本发明涉及一种发电站，特别是一种潮汐能发电装置及发电方法。

 

背景技术

众所周知水力，风能，太阳能几乎已经开发到尾声。全球海洋总面积约3.6亿平方公里，约占地表总面积的71%。全球海洋的平均深度约3800米，最大深度11034米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里，占地球总水量的97%以上。海洋中海浪潮汐巨大动能是继水力，风能，太阳能之后唯一没有被开发且能量远比水力，风能，太阳能巨大的新能源。潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量，是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源，潮汐能利用的主要方式是发电。  世界海洋潮汐能蕴藏量约为27亿kw，若全部转换成电能，每年发电量大约为1.2万亿kw·h。未来无污染、廉价的能源将是永恒的潮汐能，世界上现在试点开发潮汐能的发电站，潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。现有技术当中，由于对潮汐发电还处于起步阶段，因此目前的潮汐发电还大都处于原始利用的阶段:如选用潮汐的幅度必须大，至少要有几米;第二海岸地形必须能储蓄大量海水，并可进行土建工程，即可在河口或海湾筑一条大坝，以形成天然水库，水轮发电机组就装在拦海大坝里。这种潮汐发电方式，一方面在建造时受到自然条件的制约，必须选择合适的场所才能进行修建，另一方面，因为存在潮差和水头的变化，会造成发电的断断续续，同时因为发电机组直接浸泡在海水当中，因此容易发生腐蚀、沾污等情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种可克服潮汐潮差和水头影响的，不受自然环境约束的、供电连续的潮汐能发电装置。

本发明的另一目的还在于提供一种潮汐能发电方法。

一种潮汐能发电装置，其结构要点在于：包括有罐体、支架及双向气流驱动定向运转的装置，所述的罐体的上下端为敞口，罐体的上端为出口、罐体的下端为入口，罐体出口的横截面面积小于罐体入口的横截面面积， 罐体支撑在支架上，双向气流驱动定向运转的装置或直接设置于罐体出口处、或在罐体出口处设置导气管，在导气管的出口端设置双向气流驱动定向运转的装置。

这种结构的潮汐能发电装置，将支撑架固定于海底，使罐体的下沿与海水退潮时的最低水位相一致或低于最低水位，并使罐体上端的敞口始终保持露出于海平面，这样当海水在罐体内发生高度变化时， 

假定，当海浪从h1涨到h2时间为s秒，海水对密封的腔体内的空气进行压缩   

 根据压强=压力/面积

那么在这s秒的时间里，c出口压强的=a入口截面积/c出口的截面积，a与c截面积比越大，c出口的压强越大，所以海浪微小变化都可以很方便的收集到其能量

同理，假定当海浪从h2退潮到h1时间为s秒，转换器的腔体形成负压，空气就必须以相同的压强从原来的c出口变为入口补充，这样就实现了将微小海浪潮汐的变化收集转换为空气动能的目的。

如前所述能量收集器出口的空气能压力涨退潮方向是相反的，甚至海浪波动的波段内可能都存在正反交替，采用双向气流驱动定向运转的装置，当压缩空气从上往下吹时，扇叶逆时针转动带动镶嵌在叶片中心的轴也逆时针旋转，同理当压缩空气从下往上吹由于叶片倾斜方向相反，也就相当于正面往下吹同样是逆时针旋转这样就达到了双向同轴同向旋转的目的，然后由双向气流驱动定向运转的装置轴带动发电机发电，或者做功，实现了海洋能到动能再到电能的转换

所述的罐体由出口到入口为横截面面积逐渐变小的结构排列。

所述的罐体由三段构成，包括出口与入口的柱状的直段及位于中部的锥状排列，锥状的大端位于罐体的入口处。

所述的罐体的各处的横截面形状或为圆形、或为菱形。

圆形的罐体，具有节约材料的作用，菱形的罐体，具有减少海浪冲击及施工方便的作用。

所述的罐体出口与入口的横截面面积比与海洋潮汐涨退潮速度成反比，与对出口的压力要求大小成正比，出口压力要求确定所述的罐体出口与入口的横截面面积比。

所述的双向气流驱动定向运转的装置为双向叶轮。

所述的双向叶轮为包括一对同轴向，同叶数同倾斜角，同面积，倾斜方向相反的背靠背设置的叶片构成。

所述的背靠背设置的叶片为一体式结构。