[发明专利]一种新型浮式海上风浪综合利用系统

说明书

本发明提供一种新型浮式海上风浪综合利用系统，涉及海上可再生能源利用技术。基于无支撑半潜式浮式风力发电机组的概念和振荡水柱（OWC）波浪能发生器，设计了一种新型的浮式风力发电系统。综合系统包括海上风能系统和振荡水柱波能系统。新型浮式风浪综合发电系统将水柱的升降运动转化为空气的进出运动，由空气涡轮发电机转化为电能。

技术领域

本发明涉及海上可再生能源利用技术，更具体地涉及一种新型浮式风浪综合发电系统。本发明以半潜式浮式平台为基础，将风能装置和振荡水柱波能装置结合为一体的综合发电系统。

背景技术

风能是最有利用前途的可再生能源之一。海上风能已成为世界风能研究的一个新的发展方向，受到许多国家的重视。随着海上风能在总能耗中的比例逐年上升，浮动式风力发电机基础越来越受到重视。但是由于其能量转换效率低、单位成本高，波浪能发电装置的商业化受到限制。因此在风电场选址时，应首先考虑一定的风速、强风条件和良好的波浪能开发潜力。将海上风能和波浪能资源结合起来，可以提高海上风电场的整体发电能力和单个涡轮机的效率，是综合利用海洋可再生能源的有效途径。

发明内容

为了更好地利用海洋风能及波浪能源，本发明提出了一种漂浮风能和波浪能联合发电装置。采用半浮式平台，在海洋中建立综合风能和波浪能系统，形成综合发电系统。其目的是提高海上浮式基础设施的利用率，降低总成本，提高海上风电场的整体经济性。降低电力成本将促进波浪能的应用。本发明包含如下优点：

海上涡轮机和波浪能发电装置的组合可以共享海上平台、变电站和输电设备。提高了系统的总功率输出。发电能力和有效工作时间增加，资本支出预计也会减少；波浪能装置沿圆周的对称分布提高了系统的稳定性；新型浮式风浪综合发电系统提高了深水区的有效利用率，降低了建设成本和维护费用。充分利用现有技术成熟度高的风力发电技术。该系统将促进波浪能装置的商业化。

基于无支撑半潜式浮式风力发电机组的概念和振荡水柱（OWC）波浪能发生器，设计了一种新型的浮式风力发电系统。综合系统包括海上风能系统和振荡水柱波能系统。本发明所述的海上风能系统包括海上风力涡轮机1、2号塔和无支撑半潜式浮动平台。浮式平台包括三根立柱、浮筒和系泊缆。

本发明中所述的OWC波浪能系统位于立柱的外部，并固定在浮筒上。上述OWC波能系统由室盖、进水口和空气涡轮发电机组成。腔室盖是一个L形圆筒，其底部固定在浮筒上。空气室形成在室盖和柱之间。进水口设置在腔室盖与浮筒的连接端。在腔室盖的另一端，有一个安装空气涡轮发电机的出口。当使用该装置时，它被淹没在水中，波浪力导致腔室内的水柱上升和下降，驱动腔室的空气进出（吸入和呼出），通常通过空气涡轮发电机发电。

在新型浮式风浪综合发电系统中，OWC波能发生器集成到无支撑半潜式平台的每根立柱上。每个集成系统包括三个波能装置，可以有效地提高波能的利用效率，降低成本。

附图说明

图1为新型浮式风浪综合发电系统的结构示意图

图2为振荡水柱波能装置的示意图

图3为为OWC波能装置的工作原理。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种实施例，如图1所示，风力涡轮机1通过塔架2通过半潜式平台连接至海床，该平台由浮筒4、立柱6和锚系泊缆3组成。风力涡轮机1将相对于其主轴旋转，主轴与由气流驱动的转子叶片相连，后者将风能转换为轴的机械能。通过齿轮箱，发电机将高速轴的机械能转换为电能。另一方面，波浪力驱动腔室9内的水柱上升和下降，驱动空气进出腔室9，通常是空气涡轮发电机10。双向空气涡轮发电机10将从水柱的上升和下降将机械能转换为电能。

在风力的作用下，风力涡轮机产生的电能通过传输系统传输到电网，最终传输到陆地上的最终用户。OWC波浪能装置5的舱盖7与半潜式平台底部的浮筒4相连。水通过进口8进入腔室9，使水柱在气室9中上升和下降。水柱的运动将腔室9中的空气通过气室顶部的出风口推入和排出，从而驱动空气涡轮发电机10发电。