[发明专利]一种多模块联动振子群流致网振发电装置

说明书

本发明公开一种多模块联动振子群流致网振发电装置，包括流道、发电机和若干个联动振子群模块，所述联动振子群模块由若干个振子通过阵列排布组成，振子之间通过连接架相连，所述振子与连接架之间可拆卸的连接；每个所述联动振子群模块之间采用竖直排列、水平排列、交错布置其中的一种或几种方式，每个所述联动振子群模块通过传动杆与发电机连接；所有的联动振子群模块布置在流道内。

技术领域

本申请涉及海上新能源与海流发电、流体力学领域，是利用多个联动振子群实现全区域流场能量最大化获取的流致振动发电装置。

背景技术

在众多零碳能源领域，海流能因其分布广、储量大而备受关注。据统计，全球可开发的海流能超过6×10⁶MW，仅我国海流能理论装机容量就达到8.33×10³MW。海流发电设备多以桨叶式为主，研究体系成熟，应用成果丰富。近期，随着海洋工程技术的发展，一种利用流致振动进行海流能发电的理念被提出，并迅速成为海洋能源技术领域的热点。流致振动发电设备可捕获涡激振动、驰振、颤振等能量，基本原理是利用流体诱发绕流顿体产生振动进行能量捕获，优势如下：技术成本低，驰振与涡激振动的平准化能源成本在200～300美元/MW.h，均低于波浪能与潮汐能；能量利用潜能大，VIVACE理论测算效率超过22％；启动流速低，VIVACE的启动流速最低可达0.2m/s；④不影响通航，不占用耕地，对环境友好。

流致振动发电具有良好应用前景，但针对实际复杂海况中整场流体动能转化方面集成化、规模化设备还少之又少。目前，多个振子的流致振动发电方案基本保持各振子自由振动，为此需为每个振子配置一套发电与输电设备，单机容量不高，规模化效果一般，成本较高，且运行调控难度较大。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，以提升空间内流体动能利用效果为出发点，采用“整体分布、局部集中”的获能思想，提供一种多模块联动振子群流致网振发电装置，实现全域流场能量最大化汲取。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多模块联动振子群流致网振发电装置，包括流道、发电机和若干个联动振子群模块，所述联动振子群模块由若干个振子通过阵列排布组成，振子之间通过连接架相连，所述振子与连接架之间可拆卸的连接；每个所述联动振子群模块之间采用竖直排列、水平排列、交错布置其中的一种或几种方式，每个所述联动振子群模块通过传动杆与发电机连接；所有的联动振子群模块布置在流道内。

进一步的，振子由截面为圆形或多边形的柱体结构构成，材料采用钢材、有机玻璃、塑料、铝型材，振子的部分表面设有粗糙带，直径为5～10cm。

进一步的，所述振子之间采用竖直排列、水平排列、交错布置其中的一种或几种方式。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

本发明发电装置采用多个振子偶联固接形成联动振子群，同时各个振子群可水平排列、竖直排列、交错布置形成网状分布，具有显著的有益效果。首先，网状布置的多模块联动振子群，可占据整个水体范围，扩大了流场的扫略范围，最终可实现整场流体的动能汲取。其次，网状布置的多模块联动振子群相互影响且相互促进，提升流场内湍流度，且上游振子尾流可继续激励下游振子，迫使联动振子群整体运动，提升能量利用效果。此外，本发明技术方案只需提供少量有限的大装机发电机，规模化效果显著，降低成本。

附图说明

图1为本实施例中多模块联动振子群流致网振发电装置采用振子交错布置、联动振子群模块之间水平排列布置的结构示意图。

图2为本实施例中多模块联动振子群流致网振发电装置采用振子交错布置、联动振子群模块之间竖直排列布置的结构示意图。

图3为本实施例中多模块联动振子群流致网振发电装置采用振子交错布置、联动振子群模块之间交错布置的结构示意图。