[发明专利]一种带海底压缩空气储能的海上风力发电装置

说明书

本发明公开了一种带海底压缩空气储能的海上风力发电装置，包括支撑杆、机壳、锚链、旋转叶轮、发电机组、偏航调节组件、升降机构、漂浮物收集机构和防撞保护机构，支撑杆以竖直方向设置，支撑杆的一端与机壳相连，另一端分别与锚链固定相接，锚链远离支撑杆的一端分别与海底地面固定连接，旋转叶轮与机壳的一侧转动连接，发电机组位于机壳内部，偏航调节组件位于机壳与支撑杆的衔接处，升降机构的一端与机壳远离旋转叶轮的一侧相连，另一端穿设于支撑杆远离机壳的一端，漂浮物收集机构穿设于支撑杆中部，防撞保护机构的一端贯穿于升降机构内部，另一端沿锚链向海底地面方向延伸，发电机组、偏航调节组件、升降机构和防撞保护机构之间电连接。

技术领域

本发明涉及风力发电设备技术领域，具体为一种带海底压缩空气储能的海上风力发电装置。

背景技术

风力发电是可再生能源发电技术，近年来，深受重视。由于风能的稳定性差，风力发电机组的功率由风速大小决定。当风力过大，电网输送超过负荷，只能限电弃风，这就造成了风资源的浪费。因此促进了海上风力发电技术的发展，由于海上风速大，且没有障碍物影响，风速风向更稳定，开发价值极大。

但是海上风力发电装置多会受到海浪的波动影响，造成装置整体发生摇晃，很大程度上降低了发电机组的工作效率。另外，海底固定组件也会对海洋生态动物的行动路线造成一定影响，甚至会发生碰撞，不仅危害海洋生物的安全，也破坏了发电装置的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带海底压缩空气储能的海上风力发电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种带海底压缩空气储能的海上风力发电装置，包括支撑杆、机壳、锚链、旋转叶轮、发电机组、偏航调节组件、升降机构、漂浮物收集机构和防撞保护机构。支撑杆以竖直方向设置，支撑杆的一端与机壳相连，支撑杆的另一端分别与锚链固定相接，锚链远离支撑杆的一端分别与海底地面固定连接。锚链用于维持海上风力发电装置的整体稳定性。旋转叶轮与机壳的一侧转动连接，是海上风力发电装置的基础部件。发电机组位于机壳内部，旨在实现风能与电能的转换。偏航调节组件位于机壳与支撑杆的衔接处，可使得旋转叶轮始终对准风口，以此保证海上风力发电装置的风能的最大转换率。升降机构的一端与机壳远离旋转叶轮的一侧相连，升降机构的另一端穿设于支撑杆远离机壳的一端。升降机构设置的目的在于根据自然界风力的大小，来调节海上风力发电装置位于海平面以上的高度，以此来确保海上风力发电装置的整体稳定性。具体地，当风力大且浪很大时，升降机构作用于海上风力发电装置的下降，以此减缓风力以及海浪对其的冲击力，保证其整体稳定性；风力小且浪小时，不需要特别维持海上风力发电装置的稳定性，此时升降机构作用于海上风力发电装置的上升，避开可能存在的障碍物，来获取更多的风能，保证发电机组的工作效率。漂浮物收集机构穿设于支撑杆中部，设置的目的在于利用波浪运动对机构产生的冲击力转化为吸力，从而实现对海平面的漂浮物统一收集的作用。防撞保护机构的一端贯穿于升降机构内部，防撞保护机构的另一端沿锚链向海底地面方向延伸，设置的目的在于：一是防止海洋生物碰撞，危害海洋生物的安全；二是对海洋生物与锚链的碰撞实现缓冲作用，保证海上风力发电装置的整体稳定性。发电机组、偏航调节组件、升降机构和防撞保护机构之间电连接。

进一步的，所述升降机构包括储气腔室、回风机、第一气管、浮力气囊和第二气管。储气腔室设于机壳远离旋转叶轮的一侧，用于升降机构内部空气的定量储存。回风机位于储气腔室的下端，回风机的作用端分别与储气腔室、第一气管连通，旨在实现升降机构内部的空气流通，从而达到对海上风力发电装置的升降目的。浮力气囊环绕穿设于支撑杆的下端，利用气囊内部空气量的大小，改变其产生的浮力，从而实现升降机构的作用。第一气管远离回风机的一端与浮力气囊相连通，第二气管的一端与储气腔室相连通，第二气管的另一端与浮力气囊相连通。回风机与发电机组电连接。

进一步的，所述第二气管与储气腔室衔接处设有阀门，旨在控制储气腔室内部与第二气管之间的空气流通，使得升降机构对海上风力发电装置起到升降作用。