[发明专利]低品位流体能量高效回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种低品位流体能量高效回收系统，该系统能够将环境中传 统方法无法利用的低品位流体能量高效的回收并转化成电能储存。

背景技术

传统的流体能量回收系统，比如水力发电，为了提高能量转换效率，需 要建造水坝、水库或人工水头等来人为的提高落差和增大流量，水坝等工 程的建造改变了自然当中原来的水流路径，在一定程度上会造成周围生态 系统的破坏，同时大的水利工程还可能引起地质结构的变化，且这样的流 体资源具有先天的地理局限性，因此无法实现低成本大面积的推广和普及。

而事实上在我们身边随处可见的80％的流体能量属于低品位的流体，比 如小河、溪流、农业灌溉水道、发电厂的循环水流、污水处理厂的进出水 口、水电站的下游及大洋的洋流等。都具有低品位流体能源的基本特征， 即低落差和低流速。应用传统的流体能量回收系统无法实现对这些低品位 能量的高效回收和利用，使这些随处可见的能量白白流失了。因此，发明 一种高效的低品位流体能量回收系统将是符合我国实际国情并能在节能减 排上发挥巨大作用的举措。

发明内容

为了解决现有流体能量回收系统无法实现低品位流体能量高效回收的 瓶颈，本发明提供一套低品位流体能量高效回收系统。该系统包括高效流 体换能装置、高效机电能量转换装置、流体能量最大功率跟踪(MPPT)装 置和高效能量存储和逆变装置四大部分。

本发明为了解决其瓶颈所采用的技术方案是：通过高效的流体换能装置 将低品位的流体能量高效的转换成机械能，然后利用高效的机电能量转化 装置将机械能高效的转化为电能，并通过流体能量最大功率跟踪装置实现 对流体能量转换的实时监测和跟踪从而保证系统始终运行在最佳的能量转 换状态。最后将高效转换过来的电能经过储存和逆变实现自用或商用。

进一步的，本发明(以低品位水能回收为例)还具有如下特点：

1、无需建造水坝、水库和人工水头等设施，不改变原来自然界的水流 路径，不破坏能量回收系统周边的生态环境；

2、回收和转换过来的电能相对风能发电和太阳能发电更加稳定，不受 季节、时段和地理位置的限制，便于储存和逆变并网；

3、应用范围广：可以广泛应用在水处理厂的能量回收、农业灌溉的能 量回收、水电站下游的能量回收、河流、洋流及海浪和潮汐的能量回收等 场合；

4、无地域限制，本系统是可移动系统，哪里需要，就可以在哪里安装 运行，是目前分布式能源高效利用的绝佳方式；

5、系统可以无限制的串联或并联，实现流体能量的最高效转换和利用；

附图及简要说明

以下结合说明书附图及实施实例进一步说明本发明的具体结构特征。附图 中：

图1是本发明的系统总体简要框图。

图2是本发明流体进出口的聚扩流技术原理图。

图3是本发明流量调整装置原理图。

图4是本发明悬浮结构的剖面图。

图5是本发明混合能源技术的原理框图。

图6是本发明第一实施例的双轮垂直轴阻力差型换能装置结构简图。

图7是本发明第一实施例的双轮垂直轴阻力差型换能装置叶片结构简 图。

图8是本发明第二实施例的螺旋结构换能装置简图。

图9是本发明第三实施例的升力型双轮垂直轴换能装置简图。

具体实施方式

图1是本发明的系统总体图。包括低品位流体高效换能装置1、高效机 电转换装置2、流体能量最大功率跟踪装置3、存储逆变装置4和公共电网 5。其中低品位流体高效换能装置1的作用是将低品位的流体能量高效的转 化成机械能并通过转轴输出；高效机电转换装置2将前级传递过来的机械 能高效的转换成电能，经过流体最大功率跟踪装置3实时进行系统运行状 况的监测和调控，使系统始终运行在最大功率转换状态；然后通过高效的 存储和逆变环节将电能高效储存和逆变，以供自用或送入公共电网实现商 用。