[发明专利]一种风-波耦合发电系统

说明书

本发明公开一种风‑波耦合发电系统，包括风能捕获装置、波浪能捕获装置和永磁发电机，所述永磁发电机设有发电机转子；所述风能捕获装置包括支架和多个固定于支架上的叶片，所述支架固定安装于发电机转子上；所述波浪能捕获装置包括浮体、传动齿条、齿轮组件以及传动链组件，所述传动齿条与浮体固定连接，所述齿轮组件连接传动齿条和传动链组件，所述传动齿条通过齿轮组件将波浪能转化为机械能并传递给传动链组件，所述传动链组件与发电机转子通过超越离合器连接。本发明风‑波耦合发电系统具有高效、可靠、电量输出稳定的优点。

技术领域

本发明涉及海洋能源利用技术领域，尤其涉及一种风-波耦合发电系统。

背景技术

在传统化石能源开发待尽、全球气候不断恶化、环境保护问题日益引起人们高度关注的今天，世界各国对大力开发海上可再生能源充满了浓厚的兴趣，并近年来在此方面，尤其在海上风电方面，进行了前所未有的巨大投入。但迄今，海上可再生能源的开发仍然面临着诸多挑战。

目前，海上风电虽初具规模，但水平轴风力发电机对海风的风向、风速特别敏感，所以海上风电的有效运行严重依赖于先进的对风和偏航控制系统。而这些由工业电子元器件搭建而成的控制系统在潮湿、高盐度、高腐蚀性的海上环境中极易出现故障，导致停机，从而致使风力发电机的运维成本和海上风电的生产成本急剧增加。与水平轴风力发电机相比，垂直轴风力发电机的运行不受风向、风速的影响。但因为垂直轴风力发电机是阻力型风力机，其风能捕获效率与属于升力型风力机的水平轴风力发电机相比，很难提高到理想水平。所以，目前海上风电产业的发展面临进一步提高风电生产效率和降低风电生产成本的巨大压力。

与海上风电的发展相比，近年来海波能发电在技术上也有所进步，但发电效率与风电相比相对较低，目前也尚未形成规模。所以，如何极大提高发电效率也是海波能发电未来能否取得突破性进展的关键。

此外，无论是海上风电，还是海波能发电，受不稳定自然风和海浪的影响，发电机的电量输出极不稳定，这给海上风场电网的管理带来了极大的挑战。故如何稳定发电机的电量输出，对提高海上可再生能源的生产管理水平意义重大。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种高效、可靠、电量输出稳定的风-波耦合发电系统。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种风-波耦合发电系统，包括风能捕获装置、波浪能捕获装置和永磁发电机，所述永磁发电机设有发电机转子；

所述风能捕获装置包括支架和多个固定于支架上的叶片，所述支架固定安装于发电机转子上；

所述波浪能捕获装置包括浮体、传动齿条、齿轮组件以及传动链组件，所述传动齿条与浮体固定连接，所述齿轮组件连接传动齿条和传动链组件，所述传动齿条通过齿轮组件将波浪能转化为机械能并传递给传动链组件，所述传动链组件与发电机转子通过超越离合器连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述齿轮组件包括至少两个传动齿轮件和至少一个连接齿轮件，所述传动齿轮件包括传动杆以及间隔固定于传动杆上的传动直齿轮和传动锥齿轮，所述连接齿轮件包括连接杆以及间隔固定于连接杆上的两个连接锥齿轮；所述传动直齿轮与传动齿条啮合，所述传动锥齿轮与一个连接锥齿轮啮合；所述连接杆与传动链组件连接。

所述传动链组件设有至少一个，所述传动链组件包括链条、主动轮和从动轮，所述链条绕设于主动轮和从动轮上，所述主动轮固定于连接杆上，所述从动轮通过超越离合器与发电机转子连接。

所述超越离合器固定于发电机转子上。

所述传动齿条通过固定座固定于浮体上，所述传动齿条设有两件，分别位于固定座的两端，所述固定座与浮体之间设有加强筋。