[发明专利]海上风浪互补型发电系统

说明书

技术领域

本发明属于能源开发利用技术领域，尤其涉及一种海上风浪互补型发电系统。

背景技术

由于特殊地理和自然环境的限制，沿海岸附近海域分布着众多适宜居住或有重大经济价值的岛屿。因其远离电网，电力供应一直是困扰海岛经济发展和居民生活水平提高的屏障，独立的发电系统就成为了这些地方最需要的电源。目前，海岛常见的电力供应一般采用柴油发电，这类供电方式不但成本昂贵，发电效率低，而且还排出大量的有害气体及烟尘。因此，柴油发电机只能作为一种短时的应急能源，要解决长期稳定可靠的供电问题，只能依赖当地的海洋能源，研究开发一种基于海洋可再生能源利用的海岛能源独立供应方案对解决海岛居民生活用电、海岛深度开发、可持续发展、建设生态海岛等具有十分重要的意义。

占地球表面积71％的海洋作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，越来越受到人们的重视。其中海上风能、波浪能均是储量丰富、最具开发潜力与价值的海洋能源之一，世界各国都集中对这两种海洋能源的开发利用进行了研究。出现的利用形式已有上千种，但基本上都还是海上风能或波浪能单独的能源形式的开发利用，这种单一的能源利用装置不可避免地会遇到发电机组功率输出波动较大的问题，很难得到长时间连续稳定的能量输出。对此，一般的解决方案是设置庞大的储能设备来稳定机组功率输出，这样将导致机组的成本上升、维护困难。同时也存在一些对这两种海洋能的综合利用形式，但一般采用的是最终发电量叠加输出的方式，即传统的多能源联合发电模式。这种利用形式实施比较简单，但由于装置采用了各自独立的发电系统，结构复杂而且可靠性较低。因此，综合利用海上风能与波浪能互补发电，研究开发新的储能技术，使得这两种海洋能转变成稳定的、可直接并网或者可直接被用户、其它负载使用的优质电能，对缓解我国东部沿海特别是海岛地区的能源紧张问题，对优化我国能源结构、促进清洁能源开发、应对气候变化、发展低碳经济等具有重要的战略意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种海上风浪互补型发电系统，综合利用海上风能与波浪能互补发电，用以解决传统的多能源联合发电模式存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种海上风浪互补型发电系统，其特征是所述系统包括：风能转换装置、波浪能转换装置和液压转换系统；其中，风能转换装置和波浪能转换装置分别与液压转换系统相连；

所述风能转换装置用于将风能转换成机械能并传递到液压转换系统；

所述波浪能转换装置用于将波浪能转换成机械能并传递到液压转换系统；

所述液压转换系统作为能量中间转换环节，用于将风能转换装置和波浪能转换装置传递的机械能转换为液压能并进行叠加，然后驱动直驱发电机输出电能。

所述风能转换装置包括风轮、与风轮相连的风力机垂直轴、用于支撑风轮和风力机垂直轴的支撑机构、与风力机垂直轴相连的换向机构、与换向机构相连的水平传动轴、与水平传动轴相连的单向机构、与单向机构相连的联轴器和与联轴器相连的风能液压泵；

其中，所述支撑机构包括支撑塔、支撑塔顶部的第一调心滚子轴承、支撑塔底部的第二调心滚子轴承和支撑塔底部的止推轴承；所述风力机垂直轴穿过支撑塔的塔身，第一调心滚子轴承、第二调心滚子轴承和止推轴承共同作用，用于避免风力机垂直轴在上、下、左或右四个方向上的摆动，并确保风力机垂直轴沿垂直方向转动；

所述换向机构用于将风力机垂直轴沿垂直方向的转动转换为沿水平方向的转动并通过水平传动轴输出；

所述单向机构和联轴器用于将水平传动轴输出的机械能传递给风能液压泵；

所述风能液压泵包括与风能液压泵相连的风能液压泵出油口单向阀和风能液压泵进油口单向阀，风能液压泵用于将输入的机械能转换为液压能并输入液压转换系统。

所述波浪能转换装置包括多个波浪能获取单元，每个波浪能获取单元包括浮子、浮子臂、摆动式液压缸、摆动式液压缸出油口单向阀和摆动式液压缸进油口单向阀；

所述浮子与浮子臂的一端固定连接，浮子臂的另一端与摆动式液压缸的转轴连接，摆动式液压缸经液压管路分别与摆动式液压缸出油口单向阀和摆动式液压缸进油口单向阀相连。

所述液压转换系统包括顺序相连的总进油管、溢流截止阀、蓄能器、液压马达和总出油管，还包括与液压马达连接的直驱发电机；

所述总进油管的一端分别与风能液压泵出油口单向阀和摆动式液压缸出油口单向阀相连，另一端经过溢流截止阀、蓄能器后与液压马达的进油口相连；

所述总出油管的一端分别与风能液压泵进油口单向阀和摆动式液压缸进油口单向阀相连，另一端与液压马达的出油口相连；