[发明专利]一种阶梯状分布式发电装置及其运行方法

说明书

本发明属于水力发电领域，具体涉及一种阶梯状分布式发电装置及其运行方法。设置在溢流坝面上，包括多组阶梯状钢板，分布式发电机构和控制系统；多组阶梯状钢板沿溢流坝面高度方向分布，在每个阶梯状钢板中沿横向均匀可拆卸的设置多个分布式发电机构，随着阶梯状钢板的高度降低，每个分布式发电机构的尺寸逐渐变大；通过控制系统使得分布式发电机构处于工作状态和非工作状态，当处于非工作状态时，分布式发电机构位于阶梯状钢板与溢流坝面形成的空隙内。本装置可以作用于流速小、低水头的堤坝上或有一定流量的溢流面上；该分布式发电装置是柔性的，具有小巧便捷、可根据溢流面的宽度或者流量大小可随意组装、发电效率高等优点。

技术领域

本发明属于水力发电领域，具体涉及一种阶梯状分布式发电装置及其运行方法。

背景技术

随着低碳环保理念的深入人心，水作为一种可再生的清洁能源，其所具备的发电功能也受到人们重视。目前市面上大多数发电设备一般用于大流速，高水头的堤坝，但其体积巨大，搬运不便。而对于有一定流量的堤坝，只能固定水轮机的数量，不能根据流量的大小灵活改变组装。综上，目前市面上针对小流速、低水头的水流，缺少一种灵活便捷高效的发电装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阶梯状分布式发电装置及其运行方法。本装置可以作用于流速小、低水头的堤坝上或有一定流量的溢流坝面上；该分布式发电装置是柔性的，具有小巧便捷、可根据溢流坝面的宽度或者流量大小可随意组装、发电效率高等优点。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种阶梯状分布式发电装置，设置在溢流坝面上，包括多组阶梯状钢板，分布式发电机构和控制系统；

多组阶梯状钢板沿溢流坝面高度方向分布，在每个阶梯状钢板中沿横向均匀可拆卸的设置多个分布式发电机构，随着阶梯状钢板的高度降低，每个分布式发电机构的尺寸逐渐变大；

通过控制系统使得分布式发电机构处于工作状态和非工作状态，当处于非工作状态时，分布式发电机构位于阶梯状钢板与溢流坝面形成的空隙内。

进一步的，上下相邻的两组阶梯状钢板上的多个分布式发电机构交错布置；相邻的两组阶梯状钢板之间的距离使得水流的动能能带动下一级阶梯状钢板上的分布式发电机构转动。

进一步的，每一组阶梯状钢板包括横向钢板和竖向钢板，横向钢板一端和溢流坝面转动连接，竖向钢板一端和溢流坝面转动连接；

分布式发电机构设置在竖向钢板靠近横向钢板的一侧面，控制系统控制竖向钢板处于竖直状态和水平状态；当竖向钢板处于竖直状态时，竖向钢板和另一端与横向钢板连接，和横向钢板以及溢流坝面形成空隙，分布式发电机构位于空隙内，处于非工作状态；当竖向钢板处于水平状态时，过流带动分布式发电机构发电，处于工作状态。

进一步的，竖向钢板远离溢流坝面一端设有转轴，控制系统通过转动且推动转轴，实现竖向钢板在竖直状态和水平状态的切换。

进一步的，竖向钢板和溢流坝面通过空心杆转动连接，空心杆上均布多个圆形小孔，通过向空心杆内充气，即通过圆形小孔向过流内掺气减少空蚀现象。

进一步的，控制系统包括导墙，摇摆马达，90°滑轨，圆柱状轮子，连接滑块，隧动杆，连杆，铰接轴承，控制杆和PLC控制器；

摇摆马达和90°滑轨设置在导墙上，连接滑块通过固定在连接滑块上的圆柱状轮子在90°滑轨中滑动，连接滑块的一端通过连接杆与摇摆马达连接，另一端依次连接隧动杆，连杆，铰接轴承和控制杆；PLC控制器设置在摇摆马达上；控制杆由与铰接轴承连接的主杆和多个平行且与主杆垂直连接的分杆组成，分杆作为竖向钢板的转轴；

PLC控制器发送指令给摇摆马达，摇摆马达驱动连接滑块沿90°滑轨运动，从而通过隧动杆，连杆，铰接轴承带动控制杆的运动，并使竖向钢板达到预想的绕转轴90°翻转。