[发明专利]利用浮力串联提升水的循环水力发电方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用浮力串联提升水的循环水力发电方法及系统，属于水力发电技术领域。

背景技术

水力发电是利用水的落差冲击叶片发电，将势能转换为电能。水力发电属于清洁能源，不会产生二氧化碳污染环境，因此国家提倡发展水利发电。水力发电量的大小，与水流量、水落差等密切相关，水流量大、水落差大，即装机容量大，发电量就大。现有技术中，为了实现水流量大、落差大，需要修建大型水利大坝蓄水发电。但是，修建大型水利大坝蓄水，实际上是将自然水流拦截，一方面需要淹没大量土地以构成蓄水库，另一方面拦截水流后，对下游的生态环境会造成一定的影响，如下游出现干旱或洪灾等，第三方面是修建大型水利大坝需要耗费大量人力、物力和财力，投入成本太高。

发明内容

本发明的目的之一，是为了克服现有技术建坝蓄水对下游造成的灾害及建设成本高的缺陷，提供一种利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，利用水的浮力将水提升到一定高度，然后下落形成水流落差进行水利发电，再利用水的浮力将水提升至一定高度再下落，该方法能够重复利用水资源实现循环式水利发电。

本发明的目的之二，是为提供一种利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，该系统结构简单，不用修建栏坝也能够将水提升到一定高度形成水流落差，因此不会对下游生态环境造成影响，还能减少水利发电工程的建设成本。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：

利用浮力串联提升水的循环水力发电方法，其特征在于：设置由多级浮力桶和提升桶串联构成的浮力提升装置，由所述浮力提升装置利用浮力自动将水提升至设定水力发电高度，实现水力发电，具体步骤如下；

1）将湖塘水、江河水或海水依次流入第一级提升桶和第一级浮力桶，第一级浮力桶的水产生浮力将第一级提升桶提升至设定高度，实现第一级提升；

2）将步骤1）提升后第一级提升桶内装的水依次流入第二级提升桶和第二级浮力桶，第二级浮力桶的水产生浮力将第二级提升桶提升至设定高度，实现第二级提升；

3）将步骤2）提升后第二级提升桶的水再依次流入第三级提升桶和第三级浮力桶，第三级浮力桶的水产生浮力将第三级提升桶提升至设定高度，实现第三级提升；

依此类推，实现第三级提升及第三级以上提升后提升桶内的水依次流入上一级提升桶和上一级浮力桶，形成串联式多级提升，实现依靠水的浮力逐级将水提升到设定水力发电高度，最终将湖塘水、江河水或海水提升至设定发电高度；通过控制装置控制各级浮力桶和提升桶的排水开关和进水开关的开启/关闭状态；提升至设定高度的水再下落入湖塘、江河或海域实现循环式水力发电。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案实现：

进一步地：所述多级浮力桶内的水称为浮力水，多级浮力桶内的浮力水隔级排入下级浮力桶内，作为下级浮力桶的浮力水，第三级浮力桶内的浮力水排入湖塘、江河或海域。

进一步地：在第一级浮力桶和第一级提升桶之下设置负级浮力桶和负级提升桶，利用负级浮力桶和负级提升桶收集第一级浮力桶和第二级浮力桶溢出的浮力水，第二级浮力桶内的浮力水隔级排入负一级浮力桶和负一级提升桶内；第一级浮力桶内的浮力水隔级排入负二级浮力桶和负二级提升桶内，通过隔级排入直到负N级浮力桶和提升桶；负级浮力桶内水产生的浮力水将负级提升桶的水提升至第一级浮力桶和第一级提升桶，由第一级浮力桶和第一级提升桶再提升至第二级浮力桶和第二级提升桶，依次逐级向上提升至设定水力发电高度。

本发明的目的之二可以通过以下技术方案实现：

利用浮力串联提升水的循环水力发电系统，其特征在于：在湖塘、江河或海边设置固定高墙，在固定高墙的顶部设有蓄水池，在固定高墙的下部设有水力发电机，在固定高墙上设置由多级浮力桶和提升桶串联构成的浮力提升装置，浮力提升装置的浮力桶和提升桶呈阶梯状分布设置，所述提升桶设置在浮力桶内、形成每个浮力桶配置一个提升桶，形成一个水提升点，通过多级水提升点构成串联式提升结构，上、下级浮力桶和上、下级提升桶之间通过管道相连，在所述管道上设有进水开关和排水开关，所述进水开关和排水开关的控制输入端连接控制装置的输出端。

本发明的目的之二还可以通过以下技术方案实现：