[发明专利]基于浮式平台的多能源发电系统

说明书

本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，提供了一种基于浮式平台的多能源发电系统，具体为基于TLP浮式平台的风机‑振荡水柱式波浪能集成发电系统，包括海上风力发电系统和振荡水柱式波浪能发电装置；在海洋中利用TLP平台支撑结构建立了风能、振荡水柱式波浪能系统于一体的集成发电系统。该发明可充分利用海上可再生资源，达到提高TLP平台利用率并降低总成本的目的，从而提高经济效益。该新型浮式多能源发电系统提高了海域的有效利用率，降低了建设成本和维修费用，促进了波浪能装置商业化的应用。

技术领域

本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，尤其涉及了一种基于浮式平台的多能源发电系统，以张力腿(TLP)平台为基础将风能和振荡水柱式波浪能相结合的集成发电系统。

背景技术

随着世界经济的飞速发展，能源供需矛盾日益突出，能源问题日益严重。另一方面，化石能源的大量消耗又造成环境恶化，导致全球变暖，气候极端现象频发。因此，能源结构调整亟待解决，发展可再生能源势在必行，而海洋可再生能源的开发利用已成为世界各国发展可再生能源的重点。可再生能源的开发利用对于我国治理大气污染、调整能源结构具有战略意义。风能、波浪能作为最具发展前景的海洋可再生能源，越来越受世界各国的重视。波浪能发电装置，由于能量转化效率低，发电成本较高，可靠性较低，在一定程度上限制了其商业化的发展。随着海上风电技术的发展，逐渐由近海走向深海，而浮式海上风机尚处于发展的初期阶段。在海外已有的浮式风机示范项目中，主要有：半潜式，Spar式，TLP式，驳船式等，而TLP平台由于其具有良好的运动响应特性，整体平稳性能好，发展潜力巨大。随着我国海上风电的安装设备和安装技术的发展，TLP平台在我国海上风电产业中有着广泛的应用前景。

充分将风能和波浪能发电装置相结合，可以有效的提高海洋空间资源的利用效率，提高整体发电系统的经济性，是推进波浪能发电产业化的有效途径。

发明内容

本发明提供了一种基于TLP平台的多能源发电系统，在海洋中利用TLP平台支撑结构建立了风能、振荡水柱式波浪能系统于一体的集成发电系统。该发明可充分利用海上可再生资源，达到提高TLP平台利用率并降低总成本的目的，从而提高经济效益。

本发明的技术方案：

基于浮式平台的多能源发电系统，基于TLP浮式平台的风机-振荡水柱式(OWC)波浪能集成发电系统，包括海上风力发电系统和振荡水柱式波浪能发电装置3；

所述的海上风力发电系统包括风机1、塔筒2和TLP平台8；所述的风机1为兆瓦级水平轴风力发电机，其通过塔筒2与TLP平台8相连；TLP平台8通过张力筋腱6及锚固系统11与海床7的相连；

所述的振荡水柱式波浪能发电装置3通过支柱5固定在TLP平台8的三个浮筒上；所述的振荡水柱式波浪能发电装置3包括波浪能发电装置的外壳本体、气室10以及空气透平发电机9；波浪能发电装置的外壳本体内的空间即为气室10，波浪从各个方向进入，顶部设有圆形出气口，出气口处安装有空气透平发电机9；使用时，将基于TLP浮式平台的风机-振荡水柱式波浪能集成发电系统放在水域中，在波浪作用下，波浪经振荡水柱式波浪能发电装置3进入气室10而形成上下振动的振荡水柱，振荡水柱作上下往复运动使气室10内的气体往复通过气室10顶部的出气口，进而驱动空气透平发电机9发电；

所述的气室10上部为抛物线旋转而成的蘑菇形，下部为空心圆柱体，保证气流末端压强增大，更快的推动空气透平发电机9转动，提高发电效率；气室10内布置3根斜向钢撑，实现气室10与支柱的固接。

所述的空气透平发电机9采用双向空气透平发电机；

振荡水柱式波浪能发电装置将水柱的上下往复运动转化气体的往复运动，进而通过空气透平发电机完成波浪能的发电。本发明充分利用了张力腿的优势和波浪能装置共享平台及电力传输系统。

所述波浪能发电装置周向对称布置于TLP平台的三个浮筒上，可适当减小波浪载荷。