[发明专利]可调节负荷的潮流能发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种潮流能发电装置，尤其涉及一种可调节负荷的潮流能发电装置。

背景技术

现今能源日益短缺，温室效应日益严重，能源需要低碳化，所以风能，海洋能（包含潮汐能、潮流能、海浪能、洋流能）等清洁能源是未来能源的发展方向。但现在这些清洁能源的发电设备，除了风能利用比较成熟外，海洋能的利用还都是在起步阶段，没有通用和成熟的设备，效率低下，设备不能大规模化。

传统的海洋能发电装置一般只采用一个至两个水轮发电机。然而只采用一个或两个水轮发电机，为了提高发电功率，通常叶轮的直径需要制造得很大，这样会大大降低叶轮的转速，同时增大扭矩，导致中心轴和齿轮箱之间的摩擦加大，中心轴和齿轮箱的成本攀高。另外，整个发电装置的规模也会受到限制，发电装置的成本会居高不下，制约了海洋能发电装置的发展。

但是，目前海洋能发电领域的技术人员都存在着技术偏见，只着重于研发如何将水轮发电机的叶轮部分做大或者对叶轮叶片的结构进行改进以提高单个水轮发电机的发电功率。目前本领域没有任何人研究如何在不改变叶轮的前提下，提高发电功率且降低成本以适合商业运用。

另外，发电模组的发电功率和水流的速度呈立方比例关系。换言之，水流速度仅仅稍微提高一点，发电模组的发电功率也会巨大提高。由于海洋能不稳定（尤其是水流的流速变化较大），现有技术通常采用两种做法。一种是直接采用负载能力大的发电模组。然而，由于水流速度大的时间非常短，通常水流速度都处于较小的水平。在这种情况下，水轮机转动不足以致发电装置无法有效捕捉海洋能，发电模组基本上都处于一个低效率运转的状态。并且负载能力大的发电模组成本也非常高。另外一种是采用负载能力较小的发电模组。当水流速度较高时，水轮机转动过快，发电输出功率会急剧增大。此时直接效仿风力发电模组，整个发电模组不工作，以防止发电模组过载和烧毁。然而，水流速度一提高，发电模组就不工作，大大降低了发电效率，浪费了海洋能。

因此，现有的海洋能发电装置都存在发电功率不稳定，波动大，投资过大而无法商业化等问题。并且现有的海洋能发电装置产生的电能也无法直接输出使用。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种可调节负荷的潮流能发电装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种可调节负荷的潮流能发电装置，包括框架、至少四个水轮机、至少四个发电模组和至少四个负荷调节模组。至少四个水轮机平行设置于框架内，每个水轮机的轴线方向垂直于水平面。至少四个发电模组分别与至少四个水轮机连接。至少四个负荷调节模组设置于框架且位于至少四个水轮机沿水流方向的上游，每个负荷调节模组包括至少一个导水板，转动机构和驱动器，当水流速度高于预设流速时，驱动器驱动转动机构以转动导水板，使得导水板位于打开状态，当水流速度小于或等于预设流速时，驱动器驱动转动机构以转动导水板，使得导水板位于闭合状态。

于本发明的一实施例中，转动机构包括主动杆、从动杆和至少两个连杆，主动杆和从动杆相互平行，至少两个连杆连接主动杆和从动杆。

于本发明的一实施例中，导水板的长度方向平行于水平面，导水板的数量为至少两个。

于本发明的一实施例中，转动机构包括转动轴。

于本发明的一实施例中，导水板的长度方向垂直于水平面。

于本发明的一实施例中，负荷调节模组的数量为至少八个，每两个负荷调节模组对应于一个水轮机分别设置于水轮机的上游和下游。

于本发明的一实施例中，水轮机的数量为偶数个，且相邻两个水轮机呈轴对称设置以使相邻两个水轮机的转动方向相反。

于本发明的一实施例中，导水板的长度方向与水流方向之间的夹角大于0度且小于等于90度。

于本发明的一实施例中，打开状态包括全部打开状态和部分打开状态。

于本发明的一实施例中，框架包括外框架和至少一个内框架，至少一个内框架可分离地设置于外框架内，至少一个水轮机设置于一个内框架内。

于本发明的一实施例中，负荷调节模组可分离地设置于框架。

于本发明的一实施例中，转动机构包括定滑轮。

于本发明的一实施例中，负荷调节模组还包括支架、至少一个拉索和至少一个固定杆，导水板可转动地设置于支架，拉索的一端连接于驱动器，拉索跨过定滑轮，另一端固定于导水板上，固定杆的一端设置于支架，定滑轮固定于固定杆的另一端。

于本发明的一实施例中，导水板还包括阻挡轴，拉索固定于导水板的另一端还具有拉环，所述拉环套设于阻挡轴。