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一种竖轴漂浮式风能、潮流能一体化发电平台

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-14 10:46:26

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张芳 | 2023-10-14 10:46:26

本发明提供一种竖轴漂浮式风能、潮流能一体化发电平台,解决了现有技术中风能、潮流能发电装置动力无法耦合,以及两杆或三杆简支式结构抗风和抗海流能力不强的技术问题。

本发明公开了一种竖轴漂浮式风能、潮流能一体化发电平台:包括依次排列的风能发电组件、传动箱、潮流能发电组件。工作时,风能发电组件、潮流能发电组件分别在风能与潮流能的作用下转动。当两者中的任意一个停止转动时,另外一个发电组件都能够正常工作,当两者同时转动时,能够通过传动箱将两者动力叠加,并将动力传递至发电机。本发明能够利用行星齿轮转速耦合机构,实现风能和潮流能旋转轴转速的耦合,提升发电量。本发明设计了行星支架支撑的偏心幅盘、叶片、连杆和辐盘横条组成的双辐盘回转机构,加强叶片支撑梁的抗风和抗海流能力,同时双幅盘多联平行四杆机构实现叶片的同步回转,实现统一变桨控制。

海上风能和潮流能储量大、可再生、污染少,是可持续开发的重要清洁能源,在发电领域具有良好的应用前景,将海上风能和潮流能资源相结合,采用风能和潮流能共同开发、互补的方式,可以降低开发成本,提高能源利用率,获得较为稳定的能源输出,有效提高海上发电的能力,是海洋可再生能源综合利用,降低可再生能源发电成本的有效途径。 近年来,国内外对于风力或潮流能资源和利用技术研究呈现快速发展势态,大部分采用水平轴形式,对于垂直轴(或竖轴)的研究较少,然而风和水流的方向和速度都具有不确定性,水平轴需换向以适应双向潮流特性,其叶片结构制造复杂、安装维护费用高,而垂直轴适应流向性强、旋转方向与流向无关,结构简单、适合大规模布阵。现有技术中有单独的风能发电装置和单独的潮流能发电装置,但综合利用风能和潮流能的发电装置研究较少,且大部分潮流发电装置的支撑载体采用固定桩基形式,造价高、维修难。申请号为201710827483.6的发明专利公开了一种风能和潮流能综合发电装置,风力发电装置和潮流能发电装置均采用水平轴形式,并采用固定桩与海底固定连接。申请号为201410206109.0的发明专利公开了一种基于单桩平台的风能-波浪能-潮流能集成发电系统,利用单桩式支撑结构支撑水平轴风能发电装置、振荡水柱式波浪能发电装置和水平轴潮流能发电装置。申请号为201710967635.2的发明专利公开了一种基于单桩平台垂直轴风力机-两向波浪能装置-潮流能装置集成结构,利用上部的垂直轴风力机获取风能,利用设在塔架结构水面处的垂向和水平两向波浪能发电装置获取波浪能,利用设在水下单桩支撑平台结构上的潮流能发电装置获取潮流能。专利号为201520742132.1的实用新型专利公开了一种由垂直轴风力发电机、垂直轴潮流能发电机和浮体的风能-潮流能发电装置,在任意来流下均能够启动,自启动性能好。但是201710967635.2和201520742132.1的叶片的支撑梁均为两杆或三杆简支式结构直接支撑,并不能很好的抵抗强风或强海流。

湖北文理学院(Hubei University of Arts and Science)是省属全日制普通本科高等院校,位于全国历史文化名城、湖北省域副中心城市—襄阳市,地处中华民族智慧化身诸葛亮的故居—古隆中。学校办学历史最早可以追溯到创办于1958年的襄阳师范专科学校;1966-1978年,武汉大学襄阳分校在此设立;1998年3月,襄阳师范高等专科学校、襄樊职业大学、襄樊教育学院合并组建襄樊学院;2000年7月,湖北省工艺美术学校整体并入;2012年2月,更名为湖北文理学院。截至2022年12月,学校设有二级学院18个,开设本科专业59个;拥有2个一级学科硕士学位授权点、11个硕士专业学位授权点;有教职工1675人,专任教师1168人;全日制在校生19000余人。

本发明能够利用行星齿轮转速耦合机构,实现风能和潮流能旋转轴转速的耦合,提升发电量。工作时,风能发电组件、潮流能发电组件分别在风能与潮流能的作用下转动。当两者中的任意一个停止转动时,另外一个发电组件都能够正常工作,当两者同时转动时,能够通过传动箱将两者动力叠加,并将动力传递至发电机。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。