[发明专利]立式海洋能发电装置

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源发电领域，尤其涉及一种立式海洋能发电装置。

背景技术

海洋能（包含潮流能、海浪能、洋流能）是指海水流动的机械能，作为可再生能源，储量丰富，分布广泛，具有极好的开发前景和价值。海洋能的利用方式主要是发电，其工作原理与风力发电和常规水力发电类似，即通过能量转换装置，将海水的机械能转换成电能。具体而言，首先海水冲击水轮机，水轮机将水流的能量转换为旋转的机械能，然后水轮机经过机械传动系统带动发电机发电，最终转换成电能。

现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能（包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能）等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备，效率低下，设备不能大规模化。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种有效地利用海洋能进行发电的立式海洋能发电装置。

为实现上述目的，本发明提供一种立式海洋能发电装置，包括框架、浮筒平台、至少三个水轮机和至少三个发电模组。浮筒平台设置于框架的一侧。至少三个水轮机平行设置于框架内，水轮机的轴线方向垂直于水平面。至少三个发电模组分别与三个水轮机机械连接且设置于浮筒平台背对水轮机的一侧，当水流流向水轮机，水轮机转动以驱动发电模组发电。

根据本发明的一实施例，立式海洋能发电装置还包括至少三个导水模块，每个导水模块包括导水板、旋转轴和两个阻挡轴，旋转轴可转动地设置于框架，导水板通过旋转轴铰接于框架，两个阻挡轴设置于框架且分别位于旋转轴的两侧，旋转轴和两个阻挡轴的轴线方向平行于水轮机的轴线方向，当水流沿一水流方向流向水轮机，导水板绕旋转轴旋转，导水板的远离旋转轴的一端抵靠在其中一个阻挡轴上，导水板与水流方向形成夹角以将水流导向水轮机的转动方向。

根据本发明的一实施例，导水模块的数量为水轮机数量的两倍，每两个导水模块对应于一个水轮机且分别设置于水轮机沿水流方向的上游和下游。

根据本发明的一实施例，立式海洋能发电装置还包括两个限流板，两个限流板相对设置于框架的两侧，限流板平行于水流方向。

根据本发明的一实施例，立式海洋能发电装置还包括三个限流板，其中两个限流板相对设置于框架的两侧，另一个限流板平行于浮筒平台设置于框架的另一侧，三个限流板均平行于水流方向。

根据本发明的一实施例，立式海洋能发电装置还包括拉环和拉索，拉环设于框架上，拉索的一端设于拉环上。

根据本发明的一实施例，水轮机包括至少两个环形轮盘、中心轴和多个叶片。中心轴设置于环形轮盘的中心，中心轴的轴线方向垂直于环形轮盘的径向方向，中心轴的一端机械连接发电模组。多个叶片环绕设于环形轮盘上，两个环形轮盘位于这些叶片的两端。

根据本发明的一实施例，每个水轮机对应连接有两个发电模组，每个水轮机包括一个主动齿轮，每个发电模组包括一个从动齿轮，主动齿轮的齿轮轴孔卡合于中心轴的所述端，两个从动齿轮分别啮合于主动齿轮的相对两侧。

根据本发明的一实施例，中心轴为空心轴。

根据本发明的一实施例，水轮机的数量为偶数个，且相邻两个水轮机呈轴对称设置以使相邻两个水轮机的转动方向相反。

综上所述，本发明提供的立式海洋能发电装置能有效地利用海洋能进行发电。设备简单，易于维护，且能有效地投入大规模生产。本发明采用至少三个呈阵列式分布的水轮机。通过这种设置，每个水轮机无需太大，在保证发电功率甚至提高发电功率的前提下，有效地降低了水轮机的制造成本且延长水轮机的使用寿命。

另外，通过设置导水模块对水流进行导向，增大水流对水轮机的冲击力，加大了水轮机的转动，大幅度提高了提高发电模组的发电效率。并且，通过设置限流板，在保护水轮机不受海底垃圾损害的同时，也避免了其它方向水流对水轮机的干扰，从而提高发电模组的发电效率。再者，通过设置拉环和拉索，使得立式海洋能发电装置能在水中有效固定，便于维修检查。

同时，通过将水轮机数量设为偶数个，且相邻两个水轮机呈轴对称设置有效地提高水流的聚集和疏散，提升水流速度，从而加快水轮机的转动以提高发电模组的发电效率。通过将水轮机的中心轴设为空心，使得水轮机可利用中心轴的自身浮力以减少水轮机和框架的摩擦力，有效地提高了工作效率。

另外，通过将每个水轮机对应连接两个或者以上的发电模组，大幅度提高了发电功率。