[发明专利]一种水下动力发生装置、动力系统

说明书

本申请公开了一种水下动力发生装置、动力系统，水下动力发生装置包括固定基座及水动力发生模组；水动力发生模组包括传动主轴、支撑杆及沿传动主轴的长度方向间隔设置的若干个主动叶轮；传动主轴通过支撑杆与固定基座相连；主动叶轮包括与传动主轴固定连接的连接部及以连接部为中心呈放射状均匀分布的多个桨叶，桨叶的叶片与传动主轴的中心轴线形成夹角；传动主轴及其上的主动叶轮置于水下中水层，传动主轴的中心轴线与水流方向平行；传动主轴上相邻两个主动叶轮上的桨叶错位设置，传动主轴形成外部设备的动力输入端。本申请提供的水下动力发生装置可适应没有水落差势能的环境，将水动力转化为可利用的机械能。

技术领域

本申请涉及能源机械技术领域，尤其涉及一种水下动力发生装置、动力系统。

背景技术

人类社会发展进程中，化石能源加速消耗，仅依靠节能和资源调配还不能满足社会发展的需求，因此还需大力发展新能源，例如太阳能发电、风力发电等以作为对化石能源的补充，实现能源的可持续发展。

但在实际应用中发现，太阳能、风力、潮汐等可再生能源具有不稳定性，人类无法控制太阳能、风力、潮汐的持续供应，仅能根据自然现象顺势而为，当自然条件不满足发电条件时，设备无法正常运转发电，就会造成能源供应的中断。为了有效储存能量使之能稳定提供能够进入电网的有效电能，目前所采用的技术路线主要是通过开发超大容量的化学或物理电池，把动力转化得到的电能先转成直流电储存起来后，再转化成交流电向外输送。这种方法虽解决了可再生能源存在的供应不稳定的问题，但设备复杂、转换效率低、技术成本昂贵且技术难度高。

现有动力技术类型大体可包括：1、热蒸汽喷流为蒸汽轮机提供动力，其中需用煤、核燃料等作能源产生热水蒸汽；2、用汽油发动机提供动力；3、用电动机提供动力；4、用太阳能与化学能提供动力；5、用风力发电机提供电能进而提供动力；6、水力资源为水轮机提供动力。上述这些动力技术的实现都各自存在缺点。

其一、蒸汽轮机需要燃烧化石能源，比如煤，燃烧煤不仅容易产生空气污染，而且煤资源有限。其二、汽油发动机需要燃烧汽油，而石油资源也有限，不可能无限期使用汽油机，再者，燃烧汽油也会造成空气污染。其三、太阳能发电设备需要阳光，会受自然条件限制，不同地域的太阳直射时长、强度不同，且各地气候不一，若遇连绵阴雨则可能长时间无法投入转化实现。其四、化学蓄电池产生的化学能也能发电，但蓄电池产生的电量有限，而且蓄电池易爆炸，其内的填充物也会污染环境。其五、风力发电设备需利用地势及自然风力，使用条件有限，为解决风速变化带来的发电频率不同的问题，其上需采用双馈源发电机，成本较常用定速发电机高数倍，造成了风力发电成本较高。其六、水流动能由于流速、流量不稳定很少被用于发电，现有的水轮机是利用水流的能量转换为机械能的动力机械，它是利用水的高速流动冲击转轮旋转，从而带动发电机发电。但是，水轮机在高速水冲击叶轮做功后排出的水流速度快，带走的能量大，高速的流水与机器内部摩擦力大，损耗功率大，且当在流量小或流速低的情况下，水轮机不能在低速水情况下做功，导致机器不运转，造成水能浪费；再者，水电站的水轮机要依靠水的落差势能，海岛、平原地势平坦，没有水的落差势能，无法建水电站。但江河湖海中的水流是一种大自然的现象，其普遍存在，总能量是十分可观的，特别是对于分布式发电意义更大。在水流中存在着动能，利用这种动能转化为动力为人们服务，是现代人类对低碳生活的迫切需要。

故而，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本申请提供一种水下动力发生装置、动力系统，用以解决水轮机无法适应没有水落差势能的环境，导致不存在水落差势能的江河湖海水资源无法利用转化的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：