[发明专利]推力型漂浮式集风发电装置

说明书

本发明名称为推力型漂浮式集风发电装置，属于新能源开发技术领域。目前已建的海上风力发电场都是安装在从海底建起的高桩承台上，海水深、施工困难，所以该机型只能安装在水深小于40米的浅海。旋浆式风叶只占风轮面积的几十分之一，风轮上所受到的推力只是叶片上所受风力在风轮转动平面上的分力，所以风能利用率低、造价高；本发明采用漂浮式推力型风轮，并利用上、下、左、右导风板，遮住风轮的阻力面，将大于风轮面积数倍的风力汇集到风轮上来，并设计有稳浪装置、抗海流的对风纠偏装置、提高并网精度的调速装置及两种锚定系统，将锚桩数量降低到接近每台机组一根的最低数量，解决了电缆和锚链相互缠绞的问题，侧面和顶部导风板可收拢成流线型以抗颱风，保证本装置可以建在40米以上的深海。

技术领域

本发明属于新能源开发技术领域。

背景技术

火力发电，燃烧的是煤炭和石油，是把远古年代的生物储存下来的太阳能量现在又释放出来，结果与现阶段太阳投射到地球上的能量叠加，导致了近年来地球上的温室气候全年气温上升，灾难性气象频发，两极冰雪融化加速，海洋水平面上升；同时燃煤又产生了大量粉尘弥漫空中，造成雾霾天气，污染空气，损害着人类的健康，已经成为当今世界上威胁人类生存的一大难题，所以今后应该大力发展水力、风力、太阳能等清洁能源，这些能源只是将现实太阳投射到地球上的能量收集起来，换个地点再释放出来，丝毫没有增加地球上的总热能，所以新能源的开发利用是人类自我保护的当务之急。而在这些新能源中，太阳能发电成本过高，水力发电虽然成本最低但却受到地理条件的限制，只有风力到处都有，尤其是我国海岸线很长，沿海城市和海洋岛屿上廉价的风力资源垂手可得，不开发利用实在可惜，所以大力发展风力发电应该是我国乃至世界各国今后能源开发的战略性主攻方向。

海面辽阔，而且平坦，摩阻力小，是开发风力发电事业的理想去处，但是到目前为止，已经建立的海上风力发电站都是在海底打许多桩，建成一个庞大的群桩承台，上面再竖起一根高高的塔桅，塔顶上安装一种旋浆式风机，这型风机风叶很窄，其面积只有风轮面积的几十分之一，而且风轮叶片上所受的推力又只是那倩细叶片上所受到风力在垂直于风力方向的平行于叶片旋转方向上的分力，又打了一个几乎对折，所以风轮所收集到的能量更少，以至于风能利用率很低，尤其是海底是一个倾斜面，要扩大开发面积，就要向深水区发展，海水深了，水下工程量自然加大，基础施工困难度也就更大，造价会更高，所以这种旋浆式风机只能安装在潮间带或距离海岸不远海水深度小于40米的浅海上，而这一海域正是渔业、海水养殖和航运的繁忙地域，有的区域例如山东东台的规划风电场区由于和海洋部门的自然保护区重叠，要求项目从原地向深海推进10km，江苏射阳项目与当地规划的航道等用途冲突，因此这些在近海建设风力发电场的项目搁浅至今无法建设。

为了克服以上矛盾，本发明改变了设计思路，其特征是：1.采用推力式风轮，它接受风力的推力面占风轮面积的1/2，而且其转动方向与来风的方向完全一致，因此受力不需要打折扣；2.全部设备放在漂浮系统上，可以将发电场扩大到甚至百米深的更广大的海域上； 3.漂浮系统还可以在造船厂里总装完成，拖到安装地点，打个锚桩锚定即可使用，现场工程量小；4.可以利用大量退役的军用或民用船只，经过维修，改造成漂浮装置；5.本方案又增加了上、下、左、右导风板，在风轮前后形成喇叭状，不仅把下部风轮阻力面上的风力导向了上部推力面，而且又把风轮面积以外的几倍的风力导向风轮的推力面，集风作用使风轮上的动力有提高了好几倍；因此其性价比甚至会低于火电，有希望逼近水力发电。

近来我国对东海和南海的开发已提上日程，尤其是南海开发，渔民到远离大陆几千公里的远海去捕捞，所能带去的淡水和蔬菜有限，采用本发明不仅可以在远离大陆的岛礁区就地取得廉价的电力，又可以用电力就地将海水淡化，解决饮用、洗涤和蔬菜生产灌溉用水的问题，也可以利用无土栽培技术在岛礁上生产青菜；有了电力，还可以将所捕捞的海产品冷冻起来集中后运回祖国，留守人员也可以用电烧饭，长期生活在远海的岛屿上，保卫祖国的海疆；配备漂浮式推力型集风发电装置的海岛将会成为过往船只的一个万能补给站。

清洁能源大量发展之日，才是蓝天白云重返天空之时。。

发明内容