[实用新型]潮汐能发电系统、储存系统及其倍率提升系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用潮汐能的系统。

背景技术

潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。潮水每日涨落，周而复始，取之不尽，用之不竭。

潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。它是一种相对稳定的可靠能源，很少受气候、水文等自然因素的影响，全年总发电量稳定，不存在丰、枯水年和丰、枯水期影响，不需淹没大量农田构成水库，不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题。

目前，最常见的、已有成功应用的潮汐发电是利用海水的势能和动能，通过水轮发电机转化为电能。但由于潮汐电站通常需建在港湾海口，水深坝长，施工、地基处理及防淤等问题较困难。土建和机电投资大，造价较高。同时，为实现全日连续发电，必须采用双水库的潮汐电站，造成工程量和投资的成倍增长，影响了潮汐发电站的发展，影响了潮汐能的利用。同时，并非所有的海面均适合筑坝围海发电，因此，潮汐资源的利用受到很大的限制。

潮汐能量利用的另一种方式是：利用“密闭空浮筒”的浮力和“充水浮筒”的重力，在涨潮和退潮过程中，浮筒产生相当于潮差高度的垂直运动，将浮筒的垂直运动传递出来发电，实现潮汐浮力发电。

综观采用该原理的各种实用新型和设计，基本有三种方式：

(1)浮筒直接驱动气缸活塞把空气压入压力罐，从而将潮汐能量转变为压缩空气储存起来发电。由于大行程、大直径气缸受现有制造技术和制造成本的限制，该设计尚未见产业化应用(潮汐差为2～15米不等，通常为4～5米，而气缸行程大于2米、缸径大于0.4米的制造就非常困难，且价格高昂，不能适应产业化应用)；

(2)浮筒直接驱动液压缸活塞把海水压至高位水库，从而将潮汐能量转变为高位水的势能储存起来发电。由于大行程、大直径液压缸受现有制造技术和制造成 本的限制，且须进行高位水库施工，该设计也未见产业化应用。

(3)浮筒驱动齿条、齿轮等机械机构运动，将潮汐能量实时转变为传动主轴的扭力，驱动增速箱发电。由于大行程机械结构受现有制造技术和制造成本的限制，且该方案未设计能量储存机制，故该设计也未见产业化应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服已有技术的问题，提高利用潮汐能的效率。

本实用新型的基本构思为利用潮水的升降将储能组件提高至接近2倍于潮高的高度，以提高利用潮汐能的效率。

根据前述构思，本实用新型提供一种潮汐浮力重力倍率储能发电方法，其特点是，该方法在一个潮汐周期中执行以下步骤，一个潮汐周期包括初始阶段、涨潮阶段、平潮阶段以及退潮阶段：步骤a，在初始阶段，使浮体成为密闭空浮体；步骤b，在涨潮阶段，将浮体受浮力上升的势能转换为储能组件的重力势能；步骤c，在平潮阶段时，对浮体进行充水；步骤d，在退潮阶段时，使浮体成为充有水的密闭体，并将浮体受重力下降的势能转换为储能组件的重力势能；以及步骤e，下降储能组件，将储能组件的重力势能转换为电能；该方法在下一个潮汐周期到来时，重复前述步骤。

本实用新型的方法利用“密闭空浮筒”的浮力和“充水浮筒”的重力，在涨潮和退潮时对储能组件双向作用，将2倍于潮汐势能的能量贮存于储能组件之中，因此提高了利用潮汐能的效率。

所述的潮汐浮力重力倍率储能发电方法，在步骤e中，将储能组件分为多组；在一个潮汐周期结束后，保持储能组件的重力势能，脱离潮汐周期的限制；分时释放各组储能组件，以实现日夜连续发电。按程序逐渐释放能量即可实现潮汐日夜连续发电，无需筑坝施工。

根据前述构思，本实用新型提供一种潮汐浮力重力倍率储能发电系统，其特点是，包括至少一个系统单元，该系统单元包括储能组件，还包括：可充、放水的浮体；将浮体受浮力上升的势能转换为储能组件的重力势能的初次能量转换装置；将充水的浮体受重力下降的势能转换为储能组件的重力势能的倍率能量转换装置；以及将储能组件的重力势能转换为电能的发电装置。

本实用新型的潮汐浮力重力倍率储能发电系统在涨潮时利用浮体的浮力将储能组件提高至大约潮水高度的位置，并在浮体下降时继续利用充水浮体的重力将储能组件再次提高至大约潮水高度的位置，相对于现有技术，实现了潮汐浮力重力倍率储能发电的目的。