[发明专利]一种利用可再生能源的串联扑翼发电装置

说明书

本发明公开了一种利用可再生能源的串联扑翼发电装置，用于海洋(河流)能、太阳能的利用以及串联振荡扑翼能量采集的应用。该装置主要包括H型框架结构、两个叶片、不完全齿轮传动机构、带轮传动机构、电磁吸力装置等。装置工作时，利用电磁吸力装置保证两个叶片的初攻角，实现叶片沉浮和俯仰运动的自启动；采用小型太阳能发电装置为电磁吸力装置供电，实现不依靠传统能源的目标；采用串联扑翼结构，上游叶片运动产生的变化流场促进下游叶片的能量采集，利用多翼之间相互作用的优势提高能量采集效率。所述串联扑翼发电装置将扑翼的沉浮及俯仰运动转化为中轴的转动，通过中轴将所采集的动能传递给动力输出装置产生电能，最终输入电网。

技术领域：

本发明涉及一种利用可再生能源的串联扑翼发电装置，属于能源转换领域，用于海洋及河流能源、太阳能源的利用以及振荡扑翼能量采集的应用。

背景技术：

近年来工业及制造业的高速发展导致传统化石燃料的需求量不断上涨，直接造成全球性的能源紧缺，火力发电排出的二氧化碳废气加剧了温室效应，不断对生态环境造成破坏，寻找新的发电方式以替代火力发电成为当前人类急需解决的问题。充分利用自然界中的可再生清洁能源，开发新型的能源利用方式，改进能量采集装置结构，提高能量采集效率等手段能够有效缓解能源危机及温室效应的压力。

扑翼吸能通过叶片的沉浮运动、俯仰运动从流动的海水或河水中采集流体动能，进而转化为电能，是目前备受关注的清洁发电方式之一。扑翼吸能装置的结构简单，建造成本低，且相比传统的水轮机和风力机等旋转机械，扑翼发电装置尺寸小，可在狭长水域、浅滩及海岸等不适合庞大结构的地方建造，应用范围更广，可充分利用资源丰富的海洋能及河流能等可再生清洁能源；扑翼吸能装置运行状态下无噪音，对水中生物的影响很小，对环境更友好。与此同时，扑翼吸能装置能够在不同流速、不同流体密度的情况(如潮汐、洋流等自然现象)下均保持较高的能量采集效率，其适应能力更强。

现有的扑翼吸能机构通常只有一只叶片，这种设计忽略了多个串联叶片之间能通过流场相互作用对能量采集效率的促进作用，其能量采集效率并未达到最佳；扑翼的俯仰运动通常依靠电机驱动，结合曲柄连杆结构等专门传动结构将电机的转动转化为平动来实现沉浮运动，这种设计不仅增加了外界能量输入，降低了能量输出率，还使结构复杂化，降低结构适应性。

太阳能作为常见的清洁可再生能源，具有环境友好，便于采集等突出优势，在地球上有着巨大的太阳能资源可供直接开发利用。基于可持续发展的路线，合理、充分利用太阳能发电，缓解传统火力发电给资源环境带来的压力，成为研究的热点。

为提升包括海洋(河流)能、太阳能在内的清洁能源的使用率，打破现有的单一利用方式，提升装置的能量采集效率，减少传统能源给地球生态环境带来的危害已经成为各国新能源发展的方向。在海洋或河流上，因地制宜，充分利用丰富的海洋(河流)动能、太阳能等清洁能源，实现不依靠传统能源，通过结构自启动实现能量采集过程，对于提高能量采集效率，降低传统能源消耗具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够建造在海洋、河流、狭长水域及浅滩等水域中，利用太阳能发电为控制初攻角的电磁吸力装置提供电能，通过来流和叶片之间形成的攻角实现扑翼沉浮及俯仰运动的自启动，并利用上游扑翼运动产生的涡量场促进下游扑翼的运动，提高能量采集效率，实现可再生能源的利用，同时为海洋(河流)动能的利用、太阳能的利用及扑翼能量采集装置的应用提供新思路的一种利用可再生能源的串联扑翼发电装置。该串联扑翼发电装置的发电过程具有充分利用丰富的可再生海洋(河流)动能、利用清洁太阳能、实现不依靠外界驱动的叶片自启动、串联结构提高能量采集效率、不依赖传统能源等优良特性，同时该串联扑翼发电装置具有结构简单、尺寸小、无噪音等优点，将其应用于海洋、河流等水域中是环境友好的。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种利用可再生能源的串联扑翼发电装置，包括H型框架结构，水上平台，以及对称设置在水上平台底部的两个水下基座；其中，