[实用新型]一种深潜式集成发电装置

说明书

本实用新型属于海上可再生能源利用相关技术领域，其公开了一种深潜式集成发电装置，集成发电装置包括风机发电结构、多个系泊线及动能发电结构，动能发电结构设置于风机发电结构；多个系泊线的一端分别连接于风机发电结构，另一端分别用于连接多个海底锚固点；动能发电结构包括拉索，拉索的一端穿过风机发电结构，动能发电结构通过拉索连接海底锚固点，拉索位于多个系泊线之间；拉索通过集成发电装置受到风浪荷载所产生的运动响应来张紧，以使动能发电结构进行发电及发生弹性变形而储存能量；此外，动能发电结构通过恢复弹性变形所产生的弹性恢复力来进行发电，同时使张紧的拉索恢复状态。本实用新型减小了运动响应，提高了发电效率及经济性。

技术领域

本实用新型属于海上可再生能源利用相关技术领域，更具体地，涉及一种深潜式集成发电装置。

背景技术

风能是一种清洁可再生能源，近年来海上风能技术在全世界范围得到了快速发展，这也促进了人们对海上浮式风机的研究。开发可再生能源对解决环境污染问题，调整能源结构都具有重大的意义。海上风机相对陆上风机而言，建造成本和维护费用更大，如果海上风机只是单一的利用风能进行发电，经济性和发电效率都不够理想。

一般其他海上能源主要包括波浪能、海流能、潮汐能等，而目前大部分集成风能和其他海上能源的浮式发电系统都是将波浪能或者海流能与风能进行集成，也就是在海上浮式风机结构上添加海上波浪能收集装置(水轮机)，当波浪能通过该装置时，会带动其中的涡轮旋转进行波浪能发电，但是这种系统存在一些明显的缺陷，例如添加的波浪能收集装置会大幅增加成本，而且利用波浪发电的能量转化率明显偏低，进一步地，在海上浮式风机平台上添加大型的附属结构一定会对海上浮式风机整体的稳定性和运动响应造成巨大影响，这就给风机的设计造成巨大困难，这在一定程度上限制了这种集成风能和海上波浪能的浮式发电系统的推广和商业化。

通过理论研究及实际案例分析可知，海上浮式风机在风浪荷载下会有巨大的运动响应，上下的垂荡运动可以达到数米左右，这是一个相当大的运动幅度，如何减小海上浮式风机的运动响应一直是研究热点。相应地，本领域存在着发展一种运动响应较小的深潜式集成发电装置的技术需求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种深潜式集成发电装置，其基于现有海上浮式风机的工作特点，研究及设计了一种运动响应较小的深潜式集成发电装置。所述集成发电装置既可以通过风机风叶进行风力发电，也可以利用海上的集成发电装置的垂荡响应进行动能发电，如此运用所述集成发电装置的垂荡运动响应的同时，又可以减小所述集成发电装置的运动响应，提高了集成发电装置的发电效率及经济性，延长了集成发电装置的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种深潜式集成发电装置，所述集成发电装置包括风机发电结构、多个系泊线及动能发电结构，所述动能发电结构设置于所述风机发电结构，所述风机发电结构用于进行风能发电；多个所述系泊线的一端分别连接于所述风机发电结构，另一端分别用于连接多个海底锚固点；

所述动能发电结构包括拉索，所述拉索的一端穿过所述风机发电结构，所述动能发电结构通过所述拉索连接所述海底锚固点，所述拉索位于多个所述系泊线之间；所述拉索通过所述集成发电装置受到风浪荷载所产生的运动响应来张紧，以使所述动能发电结构进行发电及发生弹性变形而储存能量；此外，所述动能发电结构通过恢复弹性变形所产生的弹性恢复力来进行发电，同时使张紧的所述拉索恢复状态。

进一步地，所述动能发电结构还包括壳体、致动轴、发电机及弹簧片，所述致动轴、所述发电机及所述弹簧片收容于所述壳体内，所述壳体设置于所述风机发电结构内；所述拉索的一端缠绕在所述致动轴上，另一端连接于所述海底锚固点；所述弹簧片的一端连接于所述壳体，另一端连接于所述致动轴；所述发电机连接于所述致动轴的一端。

进一步地，所述弹簧片为盘状弹簧。

进一步地，所述动能发电结构还包括运动放大组件，所述运动放大组件的两端分别连接所述发电机及所述致动轴。