[发明专利]一种基于导管架基础的风能和波浪能联合发电装置

说明书

本发明涉及一种基于导管架基础的风能和波浪能联合发电装置。该联合发电装置，包括主桩腿、导管架基础、风能发电平台、风力发电装置、波浪能发电平台和波浪能发电装置，波浪能发电平台设置在水面上方，波浪能发电装置的浮子漂浮在水面上。以导管架基础为支撑结构，导管架具有优异的结构稳定性，同时作为风力发电机和波浪能发电机的支撑结构，增加了导管架基础的利用率，解决了波浪能发电装置支撑结构造价高且单一发电时经济效益低下的问题，提高了整体发电效率，在经济性和结构安全性都具有极高的可行性。

技术领域

本发明涉及海上风电风机基础技术领域，尤其是涉及一种基于导管架基础的风能和波浪能联合发电装置。

背景技术

随着世界能源危机的持续以及化石能源消耗对环境的破坏，人类对可再生清洁能源的需求日益增加，可再生清洁能源的探索和研究逐渐从陆上延伸到了广袤的海洋，海上风能是目前最具商业开发价值、技术最成熟的清洁能源之一，其具有蕴藏丰富、稳定持续、发电小时数高的特点，适宜规模化开发，据不完全统计，我国近海风能储备超过7亿千瓦，具备不可估量的开发价值。海上风电导管架基础具有适用范围广、结构可靠性高的独特优势，导管架基础形式在海洋石油领域已得到充分的应用和验证，在未来的海上风能开发中将得到广泛的应用。

波浪能与海上风能同样是储量巨大的可再生清洁能源，其与海上风能不同的是，现有的波浪能发电装置存在能量吸收少、转换率低且造价高昂、损坏率高的缺陷，技术上的瓶颈导致目前波浪能还不具备大规模开发的价值，各科研单位和企业在海上投放的波浪能发电装置多为单点投放，仅作为科研教学使用，不具备并网发电条件。

针对波浪能发电装置转化率低、支撑结构造价高、易被海水腐蚀的缺陷，借助海上风电支撑结构稳固、海上风电和波浪能共存的特点，研究一种基于支撑结构的海上风能和波浪能联合发电装置，对降低造价、提高发电效率、实现波浪能开发商业化具有积极的意义。

发明内容

为解决以上问题，结合地下核电站的特点，结合海上风电导管架基础的特点，提出一种基于导管架的海上风能和波浪能联合发电装置，利用导管架的结构稳定性特点，减少了波浪能发电装置造价，该联合发电装置只有浮子部分浸入在水中，延长了各部件的使用寿命，经济性好。

本发明采用的技术方案是：一种基于导管架基础的风能和波浪能联合发电装置，包括设置在泥下的主桩腿、底部与主桩腿固定的导管架基础和设置在导管架基础顶部的风能发电平台，所述风能发电平台上通过风电塔架固定设有风力发电装置，其特征在于：还包括固定在导管架基础上的波浪能发电平台，所述波浪能发电平台上安装有波浪能发电装置，所述波浪能发电平台设置在水面上方，所述波浪能发电装置的浮子漂浮在水面上。

作为优选，所述导管架基础包括多根主导管腿、多根横向支撑杆、多根竖向支撑杆和多根斜向支撑杆，多根所述主导管腿以风电塔架为中心均匀布置，顶部均与风能发电平台底部焊接固定，底部与主桩腿固定连接；多根所述横向支撑杆焊接在相邻主导管腿之间；多根所述竖向支撑杆之间通过连系梁焊接在一起，顶部均焊接在风能发电平台底部，底部均通过斜向支撑梁与主导管腿对应焊接；多根所述斜向支撑杆两两交叉焊接在相邻主导管腿之间。

进一步的，所述波浪能发电装置包括液压马达、发电机、液压缸和浮子，所述液压马达和发电机相连，均设置在波浪能发电平台上；所述液压缸竖直设置，通过油管与液压马达相连，所述液压缸的输出杆通过传动杆与浮子连接；所述浮子在海面上起伏，通过传动杆驱动液压缸的输出杆运动，液压缸内油压发生改变，通过液压马达驱动发电机产生电能。

更进一步的，所述液压缸缸体上设置套箍，所述套箍一侧通过刚性弹簧与导管架基础上的竖向支撑杆相连，另一侧通过刚性弹簧与导管架基础上的主导管腿相连。

更进一步的，所述浮子为空腔结构，平均密度与水相同；所述浮子底部采用倒锥形结构，顶部采用椭圆形结构。

作为优选，所述波浪能发电平台上均匀设有多组波浪能发电装置。