The invention discloses an oscillating water column type wave energy generating device combined with a single pile type offshore fan and a generating method. Four elliptical holes of equal height are arranged at equal intervals on the hollow pile post of the offshore fan, and the long axis of the elliptical hole is arranged in the vertical direction, and a vent is arranged at the position of the hollow pile post of the offshore fan higher than the sea surface, thereby providing a hollow pile. The column is located between the vent and the elliptical hole to form a gas chamber. Two opposite hemispherical shrouds are arranged on the inner wall of the air chamber. A turbine is installed vertically between the two shrouds. A conical gear group is composed of a conical gear fixed with the horizontal axis and a conical gear fixed with the vertical axis. The horizontal axis of the conical gear group passes through the coupling. It is connected with the power input shaft of the generator placed on the horizontal platform. The invention discloses a power generation device, in which the offshore fan is fixed directly by a hollow pile column and a section of the hollow pile column is set as an air chamber of an oscillating water column wave energy generation device, so that the wave energy can be effectively utilized while capturing wind energy, the overall power generation can be increased, and the pile column and transmission cable can be shared to save investment.
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置及發(fā)電方法
本專利技術(shù)屬于海上風(fēng)能與波浪能綜合利用領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置及其發(fā)電方法。
技術(shù)介紹
能源是人類賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)今世界，化石燃料能源正在消耗殆盡，開發(fā)并利用可再生能源已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。在各種類型的海洋可再生能源中，海上風(fēng)能技術(shù)最為成熟，除了資源量異常豐富外，較陸上風(fēng)能，海上風(fēng)能還具有風(fēng)速高、風(fēng)力強(qiáng)、少有靜風(fēng)期、湍流小等高風(fēng)質(zhì)特點(diǎn)。目前，海上風(fēng)能開發(fā)主要采用3-5MW的大功率風(fēng)機(jī)，未來發(fā)展方向是往更大功率發(fā)展，10MW的風(fēng)機(jī)正在研發(fā)中。已經(jīng)應(yīng)用的海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有單樁結(jié)構(gòu)、重力式結(jié)構(gòu)、多樁結(jié)構(gòu)，其中單樁結(jié)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，應(yīng)用最為普遍，但海上風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的造價(jià)比較高，占海上風(fēng)機(jī)總成本的1/3以上。海洋能作為一種儲(chǔ)量豐富且清潔環(huán)保的可再生能源，引起了人們的極大關(guān)注。海洋能的形式多種多樣，例如潮汐能、鹽差能、潮流能、溫差能、波浪能等，其中，波浪能分布最為廣泛、儲(chǔ)量極為豐富，能流密度高，在近岸及離岸地區(qū)均可獲取，且波浪能利用裝置可在已有設(shè)施及工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝和建設(shè)，如護(hù)岸、防波堤，或與此類設(shè)施及工程同時(shí)建設(shè)，從而降低波浪能利用裝置的開發(fā)建設(shè)成本，并實(shí)現(xiàn)功能的多元化。波浪能發(fā)電裝置一般涉及能量的三次轉(zhuǎn)換過程：一級(jí)轉(zhuǎn)換為吸收波浪能轉(zhuǎn)換為某種載體的機(jī)械能；二級(jí)轉(zhuǎn)換是將一級(jí)轉(zhuǎn)換的機(jī)械能轉(zhuǎn)為某種更易于利用的機(jī)械能；三級(jí)轉(zhuǎn)換為通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能最終轉(zhuǎn)換為電能。根據(jù)能量一級(jí)轉(zhuǎn)換過程中機(jī)械能的形式，波浪能發(fā)電裝置分為振蕩水柱式、越浪式、振蕩浮子式...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：在海上風(fēng)機(jī)的中空樁柱上低于海面的位置等間隔開設(shè)四個(gè)等高度的橢圓形孔，所述橢圓形孔的長(zhǎng)軸在豎直方向上，在海上風(fēng)機(jī)的中空樁柱上高于海面的位置開設(shè)通風(fēng)口，從而在中空樁柱位于通風(fēng)口和橢圓形孔之間的部位形成氣室，在氣室的內(nèi)壁上布置兩塊相對(duì)的半球形導(dǎo)流罩，在兩塊導(dǎo)流罩之間的間隙上豎向安裝透平，由一個(gè)與水平軸固定連接的錐形齒輪和一個(gè)與豎直軸固定連接的錐形齒輪組成錐形齒輪組，錐形齒輪組內(nèi)的兩個(gè)錐形齒輪之間彼此嚙合，透平的透平軸與錐形齒輪組的豎直軸傳動(dòng)連接，錐形齒輪組的水平軸則通過聯(lián)軸器與放置在水平平臺(tái)上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：在海上風(fēng)機(jī)的中空樁柱上低于海面的位置等間隔開設(shè)四個(gè)等高度的橢圓形孔，所述橢圓形孔的長(zhǎng)軸在豎直方向上，在海上風(fēng)機(jī)的中空樁柱上高于海面的位置開設(shè)通風(fēng)口，從而在中空樁柱位于通風(fēng)口和橢圓形孔之間的部位形成氣室，在氣室的內(nèi)壁上布置兩塊相對(duì)的半球形導(dǎo)流罩，在兩塊導(dǎo)流罩之間的間隙上豎向安裝透平，由一個(gè)與水平軸固定連接的錐形齒輪和一個(gè)與豎直軸固定連接的錐形齒輪組成錐形齒輪組，錐形齒輪組內(nèi)的兩個(gè)錐形齒輪之間彼此嚙合，透平的透平軸與錐形齒輪組的豎直軸傳動(dòng)連接，錐形齒輪組的水平軸則通過聯(lián)軸器與放置在水平平臺(tái)上的發(fā)電機(jī)的動(dòng)力輸入軸傳動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：海上風(fēng)機(jī)的塔架通過法蘭固定安裝至中空樁柱的頂部；中空樁柱為中空的金屬圓柱體樁柱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：橢圓形孔的頂端需要低于海面在設(shè)計(jì)低水位時(shí)的海浪波谷，使橢圓形孔始終浸沒于海面之下。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：在通風(fēng)口上覆蓋安裝有空氣閥門。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：在氣室的內(nèi)壁上布置兩塊相對(duì)的半球形導(dǎo)流罩，將氣室內(nèi)部分隔成上下兩塊相通的喇叭形空間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：透平安裝在兩塊導(dǎo)流罩之間的距離最近處；發(fā)電機(jī)發(fā)出的電通過電纜送入海上風(fēng)機(jī)的塔架及機(jī)艙內(nèi)。7.一種與單樁式海上風(fēng)機(jī)結(jié)合的振蕩水柱式波能發(fā)電裝置，其特征在于：在海上風(fēng)機(jī)的中空樁柱上低于海面的位置等間隔開設(shè)四個(gè)等高度的橢圓形孔，所述橢圓形孔的長(zhǎng)軸在豎直方向...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：史宏達(dá)，劉臻，曹飛飛，董曉晨，韓治，李妍妮，張曉霞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)海洋大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山東,37
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