[发明专利]一种波浪能、风能和潮流能组合式发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋能发电技术领域，特别是涉及一种波浪能、风能和潮流能组合式发电装置。

背景技术

随着经济的迅速发展，能源需求不断地增加，传统能源日益短缺，大量的化石原料的使用又引发了严重的生态环境问题，这些已经成为全世界关注的焦点。为了应对能源枯竭和生态环境问题，解决能源供应在社会经济发展中出现的瓶颈问题，寻找可替代的再生能源刻不容缓。

海洋能是一种蕴藏在海洋中的可再生能源，包括温差能、海流能、波浪能、潮汐能以及海上的风能和太阳能等自然资源。其中海洋波浪能在海洋中无处不在，汹涌澎湃的海洋波浪蕴藏着极大的能量，波浪能的能流密度最大，可通过较小的装置提供可观的廉价能源。合理开发并利用海洋波浪发电，既不消耗任何燃料和资源，又不产生任何污染，投资少，见效快。因此海洋波浪能等可再生能源在许多国家日益受到重视，尤其是研究和开发波浪能发电技术。早在1911年世界上第一台海洋波浪能发电装置研制成功之后，许多国家都致力于研究波浪能发电。20世纪80年代以来，各国相继建成了20多个波浪能发电装置或电站。但就目前现存海洋能发电装置、电站以及海洋能发电专利而言，大多都严格遵循三级能量传递形式，并最终通过发电机完成机械能到电能的转变。其装置结构的复杂性和发电机本身局限性，使装置发电效率低且结构复杂，并相继产生制造成本高、安装困难，后期维修成本和任务加剧等困难，这些严重制约了海洋能发电的普遍化、产业化和规模化的发展。因此实现小型化，结构简单，效率高的海洋能发电装置依旧是当前各国研究和开发的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，而提供一种能量利用最大化的波浪能、风能和潮流能的组合式发电装置，能够实现海洋能到电能的一级转换和装置自体发电功能，同时可为离岸海洋装备和孤岛供电。

为解决技术问题，本设计发明技术方案如下：一种波浪能、风能和潮流能组合式发电装置，结构包括：风力发电装置、波浪能发电装置、潮流能发电装置、浮体和电池组；所述风力发电装置、波浪能发电装置和电池组固定在浮体上，所述潮流能发电装置通过一撑杆与浮体相连，且所述风力发电装置、波浪能发电装置、潮流能发电装置和电池组均通过导线与固定在浮体上的一逆变整流器电连接；

所述风力发电装置由风机、第一传动轴和第一变速箱组成，所述第一变速箱固定在浮体上，且所述第一变速箱内安设有第一换向增速机构以及与第一换向增速机构相连的第一发电机，所述第一换向增速机构通过第一传动轴与风机相连。

根据本发明的一实施例，所述潮流能发电装置由导流罩、潮流能捕获装置、定向超越离合器、齿轮、第二传动轴及第二变速箱组成；所述导流罩通过撑杆连接在浮体的下方，所述第二变速箱通过斜撑杆连接在导流罩上，且所述第二变速箱内安设有第二换向增速机构以及与第二换向增速机构相连的第二发电机，所述第二换向增速机构通过第二传动轴与齿轮相连；所述潮流能捕获装置由主轴、若干叶轮和若干法兰片组成，所述主轴贯穿导流罩，所述撑杆固定在主轴上，所述若干叶轮通过若干法兰片连接在导流罩内的主轴上；所述齿轮与定向超越离合器相配合，所述定向超越离合器安装在主轴上。

根据本发明的一实施例，所述导流罩为左右对称的喇叭状结构，所述左右对称的喇叭状结构之间通过空心矩形相连通，所述法兰和叶轮设置在空心矩形内部。

根据本发明的一实施例，所述波浪能发电装置包括直线发电机和弹簧，所述直线发电机通过弹簧固定在浮体上。

根据本发明的一实施例，所述直线发电机由定子、动子和绕组组成，所述动子底部固定在浮体上，所述定子一端通过弹簧与浮体相连，所述绕组设置在定子内，且缠绕在动子上。

根据本发明的一实施例，所述第一换向增速机构包括第一锥齿轮、与第一锥齿轮相啮合的第一传动齿轮、与第一锥齿轮通过第一连接轴相连的第一大圆柱齿轮以及与第一大圆柱齿轮相啮合的第一小圆柱齿轮，所述第一锥齿轮通过第一传动齿轮与第一传动轴相连，所述第一传动轴一端伸出第一变速箱后与风机连接，所述第一小圆柱齿轮与第一发电机传动连接。

根据本发明的一实施例，所述第二换向增速机构包括第二锥齿轮、与第二锥齿轮相啮合的第二传动齿轮、与第二传动齿轮通过第二连接轴连接的第二大圆柱齿轮以及与第二大圆柱齿轮相啮合的第二小圆柱齿轮，所述第二锥齿轮固定在第二传动轴上，所述第二传动轴一端伸出第二变速箱后与齿轮连接，所述第二小圆柱齿轮与第二发电机传动连接。

根据本发明的一实施例，所述浮体为扁平的圆柱形结构，其外边缘为弧形。