[发明专利]集成风、浪、流能发电装置的海洋能综合利用系统

说明书

本发明涉及一种集成风、浪、流能发电装置的海洋能综合利用系统，其波浪能发电子系统通过自调节式机械传动装置安装于固定支撑结构上；波浪能发电子系统包括俘能摆板和机械式整流PTO模块，俘能摆板与机械式整流PTO模块铰接；自调节式机械传动装置包括筒形底座、内圈环形架和外圈环形架，筒形底座固定套装于固定支撑结构的海平面波动段，内圈环形架能够相对筒形底座上下滑动，外圈环形架能够相对内圈环形架实现圆周滑动；外圈环形架外侧一端与机械式整流PTO模块固定连接。本发明采用基于机械整流式PTO的摆式波浪能发电装置及带有增速导流罩的潮流能发电子系统，能够提高波浪能和潮流能发电系统的的发电效率。

技术领域

本发明涉及海洋能利用技术领域，具体涉及一种风能、波浪能和潮流能综合利用系统。

背景技术

二十一世纪，世界主要能源煤、石油、天然气等非可再生资源日渐枯竭，其使用所带来的环境问题及温室效应也日渐严重。降低能耗，减少能损和污染物排放，制止浪费，有效、合理地利用能源迫在眉睫。为了解决这些问题，人们把可发展领域扩展到可再生能源范围，如太阳能、风能、海洋能、生物能、地热能等。海上风能、波浪能和潮流能作为重要的清洁能源，国内外目前均已研究到了一定的程度，拥有了较为成熟的发电装置设计和较高的发电效率。然而这些风能发电装置、波浪能发电装置和潮流能发电装置多为独立发电结构，并且波浪能发电装置和潮流能发电装置转化率较低，造成了海域资源的浪费。故如何实现风、浪、流能共同利用，集成三种发电装置互补发电，是近年来许多学者研究的课题。

中国专利CN103967714A公开了基于单桩平台的风能-波浪能-潮流能集成发电结构，包括设在塔架结构(2)顶部的风力机(1)、设在塔架结构水面处的波浪能发电装置(3)和设在水下的单桩支撑结构上的潮流能发电装置(5)，其中，波浪能发电装置(3)与塔架结构(2)通过滑道式接触装置(7)耦合联接，滑道式接触装置(7)包括滑轮(8)、滑道(9)和弹簧阻尼器(10)，滑道(9)固定在塔架结构(2)外侧面上，滑轮(8)通过滑轮轴安装在波浪能发电装置(3)上，弹簧阻尼器(10)安装在滑轮(8)与安装滑轮(8)位置的波浪能发电装置(3)之间，弹簧阻尼器(10)使滑轮(8)压向滑道(9)。其中，滑道式接触装置(7)由4～8套的偶数套组成，沿塔架结构(2)外侧面对称布置；波浪能发电装置(3)是垂荡式波浪能发电装置，可以有效利用液压缸内活塞结构的双向运动驱动液压马达旋转，并最终带动发电机发电。但是该系统采用了液压式波浪能发电装置，其存在如下缺点：1.液压式波浪能发电装置仅能俘获单方向波浪能，发电效率没有机械整流式波浪能发电装置高；2.液压式波浪能发电装置需要和海水进行物质交换，对海洋环境会造成不利影响；3.液压式波浪能发电装置结构复杂，成本较高；4.液压式波浪能发电装置水下的液压缸等部件易受海水的腐蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种集成风、浪、流能发电装置的海洋能综合利用系统，采用基于机械整流式PTO的摆式波浪能发电装置及带有增速导流罩的潮流能发电子系统，能够提高波浪能和潮流能发电系统的的发电效率，并提高综合系统的发电稳定性和海洋能源的利用率，降低单位发电成本；同时配合防冲刷装置降低桩基海床处的局部冲刷作用，提高结构的稳定性。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种集成风、浪、流能发电装置的海洋能综合利用系统，包括固定支撑结构、安装于所述固定支撑结构顶部的风能发电子系统、安装于所述固定支撑结构海平面位置处的波浪能发电子系统、安装于所述固定支撑结构底部的潮流能发电子系统；