[发明专利]海上发电设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种海上发电设备，特别涉及一种综合利用风能、波浪能和洋流能三种清洁能源发电的海上发电设备。

背景技术

可再生与替代能源的利用对于解决我国的能源供应紧张局面、保障国家能源安全、降低环境污染、实现经济和社会的可持续发展等具有非常重要的意义。我国发展可再生能源的背景与德国、丹麦、美国等西方风电发展大国有着特别的不同之处。西方风电发展大国对风电等可再生能源大规模的开发利用，是在电力供求总体平衡甚至供大于求的背景下开展的。他们发展风电最主要目的是逐步用可再生能源置换石化燃料等常规能源、解决环境污染等问题。而我国还面临着比西方风电发展大国严峻得多的资源与环境的双重瓶颈制约，突出表现在“缺煤、缺电、缺油”现象的同时出现和环境污染问题的日益严重。据中国能源研究会发布的《2012中国能源发展报告》，中、美各自公布的统计数据显示，中国的能源消费总量位列美国之后，位居世界第二。报告显示，中国的人均能源消费量为2.59t标准煤，仅达到世界平均水平。而我国在2009年底的哥本哈根世界气候大会上对全世界庄严承诺：“到2020年，我国非化石能源占一次能源需求的15%左右，单位GDP二氧化碳排放降低40%～45%”。面对国际舆论压力，以及我国面临的实际能源匮乏以及各种极端天气、雾霾、沙尘等频现的能源与环境问题，中国的未来能源政策为：调低“十二五”期间以及将来的经济增速目标，主动控制能源消费。因此，对新能源的开发和利用迫在眉睫。我国有丰富的海洋能源，如果能将海洋能加以利用，将能改善我国能源消耗与环境保护的窘境。

海洋能是海水中蕴藏的巨大可再生自然能源的总称，包括潮汐能、波浪能、海流能(洋流能)、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。我国海岸线长达1.8×10³km，管辖海域大于3×10⁶km²，有十分丰富的海洋能源。中国近海受季风影响，平均风速可达20m/s～30m/s，海上风能资源储量远大于陆地，其中储量10m高度可利用的风能资源超过7×10⁹kw，而且距离电力负荷中心很近。对我国影响最大的洋流为太平洋暖流（出现频率25%～75%，流速0.9km/h～1.9km/h）和台湾暖流（出现频率25%～75%以上，流速0.9km/h～2.8km/h），沿海洋流的理论年平均功率超过1.4×10⁹kw。中国海岸线漫长，每年平均浪高2m、周期在4s～8s的时间可达6000h左右，沿海波浪理论年平均功率约有1×10⁹kw。如果能将这些能源加以利用，能够大大改善我国的能源结构，缓解能源消耗与环境保护的矛盾。

通过整合已有发明专利技术可发现，中国专利申请号201110056670.1，公开日2012年11月28日公开了“用于深海的系泊浮式风能波浪能联合发电平台”，其平台主要是整合风力发电及波浪能发电，但波浪能发电效率低且未完全利用平台，整个平台还需要压舱物。

发明内容

本发明是针对上述课题进行的，目的在于提供一种利用风能、波浪能、洋流能三种清洁能源联合发电的设备，充分利用海洋能源，缓解我国能源危机与环境危机。

本发明为实现上述目的，采用了以下的结构：

本发明提供一种海上发电设备，其特征在于，包括：海上发电装置；和锚链构件，用于将海上发电装置与海底相连接，其中，海上发电装置包括：被设置在海面以上的风力发电机组、漂浮于海面上并与风力发电机组固定连接的波浪发电机组、以及被设置在海面以下并固定在波浪发电机组下端的洋流发电机组，波浪发电机组包括至少三个浮筒、与浮筒个数相对应的浮台和聚波板、以及至少一个与所有的浮筒固定相连并用于安装风力发电机组的固定板，每个浮筒包括没入海面的密封腔体、设置在密封腔体上端的至少一个入波口、以及设置在入波口上方的空气腔体，空气腔体具有设置在下端并与入波口相连通的空气入口和设置在上端的呈一定角度的两个空气出口，每个空气出口分别与一个浮台的一端相连通，浮台的另一端分别与另一个浮筒的一个空气出口相连通，每个浮台包括中空的本体、安装在本体内的波浪发电机、连接在波浪发电机两端并分别与一个空气出口相对向的两个空气透平、以及设置在本体上并位于波浪发电机侧旁的交变气流出口，聚波板固定安装在浮筒外缘。

本发明提供的海上发电设备，还可以具有这样的特征：其中，浮筒、浮台和聚波板分别为三个。

本发明提供的海上发电设备，还可以具有这样的特征：其中，相邻的两个浮筒之间通过固定杆相连接。