[发明专利]一种永磁直驱式潮流发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种利用海洋潮流能来发电的装置。

背景技术

随着社会和经济的快速发展，人类正面临着资源匮乏、能源紧缺、气候变迁和环境恶化等严重的问题。当今世界各国都在寻求科学的途径来解决资源和环境问题，向环保可持续发展模式迈进，其中大规模开发和利用包括潮流能在内的“海洋可再生绿色新能源”成为了目前研究的热点。海洋占地球表面积的70％以上，我国毗邻西北太平洋，拥有18000多公里的曲折漫长海岸线，拥有约300万平方公里的国家管辖海域及其自然资源。海洋面积广阔，资源丰富，其中蕴藏着巨大的可再生绿色能源。21世纪是世界性全面开发利用海洋的世纪，开发海洋区域新能源对于我国经济社会的可持续发展，解决严峻的能源和环境问题，以及对国家主权海域进行实际有效的管理等方面都具有重大意义。

全球的潮汐能储量约为3TW，在浅水区可利用的部分大概为1TW。早在1996年，欧盟支持的一个潮汐能调查项目就针对欧盟范围内的海域进行了一次海洋能资源普查。根据这个项目的调查结果，欧洲大约有106个非常适合建设潮流发电站的位置。根据科学的评估和测量，如果在上述位置建成潮流电站的话，每年可以向欧洲电力市场供应50TWh量级的电能。

我国具有丰富的海洋能资源，其中海流能资源非常密集，通过对中国沿海130个水道、航门的各种观测及分析资料，计算统计获得中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4X10⁷kW。其中辽宁、山东、浙江、福建和台湾沿海的海流能较为丰富，不少水道的能量密度为15-30kW/m²，具有良好的开发值。值得指出的是，中国的海流能属于世界上功率密度最大的地区之一，特别是浙江的舟山群岛的金塘、龟山和西候门水道，平均功率密度在20kW/m²以上，开发环境和条件很好。

因此，开发新一代的潮流发电机，对我国的可再生能源战略将起到巨大的推动作用。目前，我国对于潮流能的开发尚处于萌芽阶段，而利用潮流能的发电机则更是没有见之于世。而目前的发电设备多为火力发电、核动力发电，而此类动力的发电，对环境具有极大的威胁。由此可见，在发电设备领域急需提供一种能利用潮流能发电的高新技术产品，拓展可再生能源的领域，减少对火电、核电的依赖。

发明内容

本发明旨在提供一种永磁直驱式潮流发电装置，以解决现有潮流能没有得到充分利用、而发电设备却依靠对环境具有严重威胁的动力能源来发电的问题，满足各种生产场合之需求。

本发明的发明目的是通过下述技术方案来实现的：

一种永磁直驱式潮流发电装置，包括：

叶片系统，包括为发电装置提供动能的三个叶片，所述叶片由蒙皮与内部的支撑结构组成；

发电系统，包括发电机、环形永磁体；

变流系统，所述变流系统包括变流器，所述变流器设置于岸上，以及

支撑系统，包括支撑架、壳体，所述壳体固定于所述支撑架上端，所述壳体包括分别位于壳体两端的前导流罩、后导流罩以及轮毂、机舱部分，所述机舱部分为分为多节，所述机舱部分包括机舱I、机舱II、机舱III、机舱IV、机舱V，

其中，所述三个叶片同轮毂连接，所述叶片通过键同所述发电机的转子轴直接连接从而带动所述转子轴转动，所述发电机、环形永磁体设置于所述壳体内，所述壳体外表面、支撑架外表面具有一经过喷涂镀锌处理的防腐蚀层。

优选地，所述三个叶片与轮毂采用焊接的方式连接。

优选地，所述支撑架采用桁架式结构。所述桁架式支撑架的基础由角钢组装焊接而成。

优选地，所述支撑架通过重力式或桩基式固定在海底。

本发明的有益效果：相较于齿轮箱变速式发电设备，本发明所述的永磁直驱式潮流发电装置更能适应中国海域通常较低的潮流水速，能量转化率高，发电效益高，使用寿命长，维修简便，后续维护成本低；本发明所述的永磁直驱式潮流发电装置利用潮流能，相对于火力发电、核动力发电，更安全、更环保，属于真正的绿色低碳清洁能源；永磁直驱式电机直接与主轴相连，转速低，级数多，定、转子尺寸大，具有转动惯量大的特点，有利于平抑流速起伏引起的电势波动。永磁直驱式发电机具备较强电容补偿、低电压穿越能力，对电网冲击小，电网兼容性强。由于潮流速度一般较低，相较于其他类型的发电系统，永磁直驱式潮流发电装置更能适应低流速，能量转化效率高，发电效益高，维修简便、后续维护成本低，将是我国潮流发电机未来发展趋势；根据潮流180度变化的特点，叶片系统省去昂贵复杂的偏航和变桨系统，降低了制造成本。

附图说明