[发明专利]一种浪流集成阵列悬浮式发电装置

说明书

本发明公开了一种浪流集成阵列悬浮式发电装置，由若干组浪流式水轮机和锚泊系统组成；其特征在于：每组浪流式水轮机安装在支架上，包括叶轮、传动连杆机构、发电机和浮筒；其中，叶轮圆周转动后，通过传动连杆机构驱动发电机发电，第一组浮筒安装在支架两侧，浪流式水轮机利用浮筒漂浮于海面上。本发明沿波浪传播方向设置多个水轮机，使各水轮机处于不同波高、波相位下的波浪作用，提出水轮机阵列整体获能稳定理念，创新性地设计一种卧式垂直轴悬浮水轮机阵列，利用合理的空间布局获取多自由度的波浪和潮流能。

技术领域：

本发明涉及一种集成发电装置的技术领域，尤其涉及一种浪流集成阵列悬浮式发电装置及最大功率主动控制的策略。

背景技术：

由于波浪和潮流能分布范围广且在不同海域时空分布、结构、频率和相位均不同，因此，目前无论国内还是国外，都是对波浪和潮流能分别研究和利用，且存在总转化效率较低和可靠性差问题。目前对于悬浮式水轮机阵列缺少标准化设计和匹配参数化设计系统。

实际上，在海洋可再生能源开发利用中，波浪和潮流能是密不可分的，是有相互作用的。由于波浪和潮流发电机理不同，波浪和潮流相互作用有时可以使发电效果增强，有时会使发电效果减弱，导致转换装置经常处于非设计工况或无法发电甚至使发电设备破坏。

因此，研究波浪和潮流能相互集成作用机理，是实现海洋能发电装置的定型和规模化推广亟待解决的科学问题。

现今的海上潮流能发电装置在以下一些不足：

1.传统潮流能悬浮式发电装置结构相对单一，在波浪干扰作用该装置的一个周期内其发电功率同时存在周期性的变化，在不同海况下很难保证其发电功率维持在一个相对稳定的范围内。上述原因导致发电装置所转化的电能不能为绝大多数需要相对稳定的电压工作的装置供电，使发电装置的发电效率下降，所能使用的范围很小。

2.目前研究海上发电装置主要集中在如何获能的实验方面，很少考虑海上发电装置的防护、固定以及利用。

发明内容：

本发明为了解决上述问题，本发明的目的在于：提供一种适用于海上浪流集成阵列悬浮式发电装置，使其具有相对稳定的功率以适用更加复杂的工作环境、方便实现电能的并网。

本发明的技术方案如下：一种浪流集成阵列悬浮式的发电装置，由若干组浪流式水轮机和锚泊系统组成；其特征在于：每组浪流式水轮机安装在支架上，包括叶轮、传动连杆机构、发电机和浮筒；其中，叶轮圆周转动后，通过传动连杆机构驱动发电机发电，第一组浮筒安装在支架两侧，浪流式水轮机利用浮筒漂浮于海面上。

在一个实施例中，所述传动连杆机构包括传动连杆，传动连杆的第一端与叶轮转轴活动连接，其第二端与发电机线圈的转轴活动连接，叶轮转轴通过连接部件与叶轮连接，其中所述叶轮的两端和发电机线圈的两端各安装一组传动连杆。

在一个实施例中，所述叶轮两侧的两组所述传动连杆之间的角度相位差为180°。

在一个实施例中，若干组浪流式水轮机之间阵列式排列，第一组相邻的浪流式水轮机之间通过万向连接杆连接，万向连接杆与波浪方向基本一致；第二组相邻的浪流式水轮机之间通过固定连接杆连接，固定连接杆与波浪方向基本垂直。

在一个实施例中，所述锚泊系统包括锚泊系统浮筒、锚链和固定锚；其中，固定锚设在海床上，固定锚通过锚链与第二组浮筒连接，第二组浮筒通过装置固定杆与所述组浪流式水轮机连接。

在一个实施例中，所述万向连接杆与所述浪流式水轮机之间或所述第二组浮筒与所述装置固定杆之间通过万向节连接。

在一个实施例中，还包括支撑架，所述叶轮通过支撑架连接所述支架，为所述叶轮提供支撑，所述叶轮的转轴为曲轴。

在一个实施例中，所述第二组浮筒的所述万向节通过锚泊系统接口与所述装置固定杆连接。