[发明专利]基于单桩式的风能-波浪能集成发电系统

说明书

本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，基于单桩式的风能‑波浪能集成发电系统，包括风力发电系统和波浪能发电装置；波浪能发电装置为鸭式波浪能转换装置，其设在套筒上。鸭式波浪能转换装置包括鸭式捕能系统和液压装置，鸭式捕能系统对称设置在单桩基础两侧，其通过支撑轴连接到紧固装置上，可绕支撑轴转动；液压装置位于鸭式捕能系统和支撑轴之间，对称设置在单桩基础两侧，鸭式捕能系统通过摆动带动内部的凸轮/铰链机构，改变工作液体的压力，带动液压装置工作，推动发电机发电。该系统提高了海域的有效利用率，降低了建设成本和维修费用，充分利用现有的成熟风机技术，促进了波浪能装置商业化的应用，是一种可靠的海上可再生能源发电平台。

技术领域

本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，尤其涉及了一种风能-波浪能为一体的发电装置，以单桩结构为基础将风能和波浪能相结合的发电系统。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源。目前，海上风电已成为国际风电发展的新方向，备受各国关注。发展海上风能对于我国治理大气雾霾、调整能源结构具有重要意义。我国沿海地区具有丰富的海上风能资源，海上风电开发潜力巨大。与陆上风能相比较，海上具有更加丰富的风资源而且风品质较好，不受地形的影响。另外，在风能丰富的地区通常具有丰富的波浪能，对波浪能的开发利用也成为当今的研究热点之一。然而由于波浪能发电装置能量转化率低，发电成本较高，可靠度相对较低，在一定程度上限制了其商业化发展。如今，风能开发的技术相对较为成熟，尤其单桩式风机应用较为广泛,目前世界上80％以上建成的海上风电场采用单桩基础,单桩基础具有良好的稳定性。虽然周期性波浪产生的电能不稳定、不连续,但在海风的作用下波浪会由随机的湍流变成有规律的脉冲流，这为实现风能-波浪能的综合利用提供了可能。

多能互补是解决海洋可再生能源综合利用的有效途径。将海上风力发电和波浪能发电相结合，可以有效地提高资源的利用率，提高发电能力，从而提高海洋可再生能源发电系统的经济性、降低成本，进而使其向着商业化发展。

发明内容

本发明提供了一种固定式风能-波浪能集成发电系统，在海洋中建立风能、波浪能系统于一体的集成系统，使二者共享支撑结构和电力传输系统。该装置有效地提高了可再生资源的利用率和能量的转化率，在一定程度上降低了成本，具有较高的实用性。

本发明的技术方案：

一种基于单桩式的风能-波浪能集成发电系统，基于单桩基础的风机-鸭式波浪能集成发电平台，包括风力发电系统和波浪能发电装置；

所述的波浪能发电装置为鸭式波浪能转换装置，其设在套筒7上，位于海平面附近；所述的套筒7上设有一个带有支撑轴的紧固装置，即为紧固装置3，两片紧固装置通过铆钉8固定连接，位于海平面附近，套筒7有效降低鸭式波浪能转换装置对单桩基础5的作用，达到保护单桩基础5的作用；所述的鸭式波浪能转换装置包括鸭式捕能系统6和液压装置4，鸭式捕能系统6对称设置在单桩基础5两侧，鸭式捕能系统6通过支撑轴连接到紧固装置3上，可绕支撑轴转动；所述的液压装置4，位于鸭式捕能系统6和支撑轴之间，对称设置在单桩基础5两侧，鸭式捕能系统6通过摆动带动内部的凸轮/铰链机构，改变工作液体的压力，从而带动液压装置4工作，推动发电机发电；

所述的风力发电系统包括风机1、塔筒2、单桩基础5和电力传输系统；所述的风机1为兆瓦级水平轴风力发电机，其通过塔筒2与单桩基础5相连，单桩基础5固定于海床。

所述的鸭式捕能系统6横截面轮廓呈鸭头形，鸭式捕能系统6前端迎浪部分面积较小，形状根据需要进行设计，其后端背浪部分面积较大，采用圆弧形状，有利于最大限度的捕获波浪中的能量。

本发明的有益效果：

1、单桩风机结构简单、施工便利、建造成本低、适用范围广。

2、同时收集风能和波浪能进行发电，可有效地提高平台的利用率，提高集成系统的发电效率。