海流風(fēng)力三體發(fā)電船及其發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及海流風(fēng)力三體發(fā)電船及其發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電能是人類社會發(fā)展過程以及人們生產(chǎn)生活中不可或缺的能源，電能在生產(chǎn)、傳送、使用中比其他能源更易于調(diào)控，因此，它是最理想的二次能源。隨著社會工業(yè)的不斷發(fā)展，各個國家和地區(qū)對電能的需求量也越來越大，如果發(fā)電方式單一，發(fā)電技術(shù)不完善，再加上可再生能源資源的消耗，通常會造成電能供不應(yīng)求，不能滿足人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活需求。
[0003]發(fā)電在電力工業(yè)中處于中心地位，決定著電力工業(yè)的規(guī)模，也影響到電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電等各個環(huán)節(jié)的發(fā)展，甚至影響到整個國家社會工業(yè)的發(fā)展。目前，主要的發(fā)電形式有火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電，其他能源發(fā)電形式雖然有多種，比如風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等，但規(guī)模都不大。
[0004]各國的主要發(fā)電形式因各國能源資源的構(gòu)成不同而異，我國目前主要發(fā)電形式比較單一，主要以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產(chǎn)生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發(fā)電機(jī)來發(fā)電的方式的總稱，由于火力發(fā)電會消耗大量的化石燃料，會造成可再生資源越來越緊缺，嚴(yán)重危害能源安全，并且火力發(fā)電會產(chǎn)生大量粉塵和有毒有害氣體，嚴(yán)重污染人類的生存環(huán)境和影響人們的身體健康，因此，需要進(jìn)一步調(diào)整我國火力發(fā)電行業(yè)的結(jié)構(gòu)，推動其他發(fā)電形式的發(fā)展。
[0005]水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源，利用水能發(fā)電具有能源可再生、發(fā)電成本低、無污染的優(yōu)點，我國的水力資源雖然豐富，但受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素所限，水力發(fā)電占總發(fā)電的比重很小，水力發(fā)電的成本仍然較高，因此，針對我國水力資源比較豐富而開發(fā)程度較低的現(xiàn)狀，我國需要降低水力發(fā)電成本，提高水能轉(zhuǎn)化成電能的效率，優(yōu)先大力發(fā)展水力發(fā)電。
[0006]目前，水力發(fā)電通常采用興建水電站的方式來進(jìn)行發(fā)電，一次性投資大、成本較高，建設(shè)周期長，資金周轉(zhuǎn)慢；另一方面，建設(shè)水電站后，也可能出現(xiàn)泥沙淤積，淹沒良田、森林和古跡等文化設(shè)施，庫區(qū)附近可能造成疾病傳染，建設(shè)大壩還可能影響魚類的生活和繁衍，庫區(qū)周圍地下水位大大提高會對其邊緣的果樹、作物生長產(chǎn)生不良影響；大型水電站建設(shè)還可能影響流域的氣候，導(dǎo)致干旱或洪水，特別是大型水庫還有誘發(fā)地震的可能。
[0007]為解決興建水電站帶來的問題，水能發(fā)電被應(yīng)用到發(fā)電船上。例如中國專利文件CN201424115在2010年3月17日公開了一種聯(lián)體水力發(fā)電船，包括固定件連接的兩艘以上并行排列的船體，船體上安裝有水葉輪座以及水葉輪，水葉輪座通過傳動系統(tǒng)連接有傳動軸，傳動軸連接變速箱后連接發(fā)電機(jī)，船體上固定有卷纜輪，卷纜輪旋繞有定位纜。本實用新型可設(shè)置在單流向的江面或雙流向的江河水面，船頭和船尾靠固定纜加錨固定船體，使船體呈順流方向固定，當(dāng)水流動時推動水葉輪轉(zhuǎn)動，經(jīng)過傳動系統(tǒng)到達(dá)變速箱，使轉(zhuǎn)速提高并達(dá)到指標(biāo)時產(chǎn)生電源。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電船不能充分利用水能，發(fā)電效率較低，發(fā)電成本高，而且沒有將水能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電都結(jié)合在發(fā)電船上，發(fā)電船的發(fā)電形式比較單一。
[0009]風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風(fēng)能是沒有公害的能源之一，取之不盡、用之不竭，對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風(fēng)力發(fā)電，非常適合，大有可為，采用風(fēng)力發(fā)電具有可再生、環(huán)境效益好的優(yōu)點。我國風(fēng)力發(fā)電雖然快速發(fā)展，但是風(fēng)力發(fā)電成本仍然較高，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率低，因此還要進(jìn)一步開發(fā)我國的風(fēng)能資源，進(jìn)一步提高風(fēng)力發(fā)電水平和技術(shù)。風(fēng)力發(fā)電主要包括兩種:一種是水平軸風(fēng)力發(fā)電，其風(fēng)輪軸與風(fēng)向平行；另一種是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其風(fēng)輪軸垂直于地面或者氣流方向。目前應(yīng)用最廣泛的是水平軸風(fēng)力發(fā)電，但是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)制作成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，相對于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、維護(hù)容易，而且風(fēng)能利用率相對較高。
[0010]現(xiàn)有的垂直軸風(fēng)力發(fā)電通常包括風(fēng)輪軸和風(fēng)輪葉，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)輪葉上圍繞風(fēng)輪軸轉(zhuǎn)動，但風(fēng)輪葉的形狀固定，通常與空氣和風(fēng)力的接觸面積也固定，這樣會造成風(fēng)輪葉遇到的空氣阻力較大，發(fā)電效率低，風(fēng)能利用率低，發(fā)電成本高，而且沒有將風(fēng)力發(fā)電和水能發(fā)電都結(jié)合在發(fā)電船上，發(fā)電船的發(fā)電形式比較單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一下技術(shù)方案:
[0012]海流風(fēng)力三體發(fā)電船，包括海流發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置；
[0013]該海流發(fā)電裝置包括三個船體，相鄰船體之間并排連接在一起形成所述三體發(fā)電船，在相鄰船體之間設(shè)有水輪，水輪均安裝在水平設(shè)置的水輪軸上，該水輪包括若干個水輪框架，每個水輪框架與水輪軸連接并沿該水輪軸的周向均勻布置，在每個水輪框架的端部設(shè)有開口與水流方向相對的勺狀水輪葉；
[0014]該風(fēng)力發(fā)電裝置包括風(fēng)輪，該風(fēng)輪安裝在與風(fēng)向垂直的風(fēng)輪軸上，該風(fēng)輪包括若干個風(fēng)輪框架，每個風(fēng)輪框架與風(fēng)輪軸連接并沿該風(fēng)輪軸的周向均勻布置，在每個風(fēng)輪框架的端部依次排列設(shè)有若干個可以自動關(guān)閉或者自動打開的通風(fēng)門；
[0015]該水輪軸和風(fēng)輪軸均與變速箱連接，該變速箱與發(fā)電機(jī)連接并帶動該發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0016]進(jìn)一步地，相鄰兩個風(fēng)輪框架通過連接架連接在一起，該連接架的一端固定在相鄰的一個風(fēng)輪框架上靠近所述風(fēng)輪軸的三分之一處，該連接架的另一端固定在相鄰的另一個風(fēng)輪框架的端部。
[0017]進(jìn)一步地，在所述連接架和風(fēng)輪框架之間設(shè)置固定架，該固定架的一端固定在風(fēng)輪框架上并設(shè)置在靠近所述風(fēng)輪軸的通風(fēng)門旁，該固定架的另一端固定在連接架上。
[0018]進(jìn)一步地，在所述固定架上設(shè)置擋板，同時在固定架與所述風(fēng)輪框架、連接架之間形成的三角形區(qū)域的頂部和底部設(shè)置擋板，三個擋板之間形成聚風(fēng)區(qū)并與風(fēng)向相對。
[0019]進(jìn)一步地，所述每個風(fēng)輪框架上設(shè)有至少一根固定繩，該固定繩的一端與所述風(fēng)輪軸連接并設(shè)置在所述風(fēng)輪框架的上方，該固定繩的另一端與所述風(fēng)輪框架的頂部連接。
[0020]進(jìn)一步地，所述風(fēng)輪框架的端部向外延伸設(shè)有弧狀伸出臂。
[0021]進(jìn)一步地，所述伸出臂設(shè)置在沿逆風(fēng)向旋轉(zhuǎn)并與風(fēng)輪框架的夾角為30?45°的位置處。
[0022]進(jìn)一步地，在所述風(fēng)輪軸的頂部設(shè)置照明燈。
[0023]海流風(fēng)力三體發(fā)電船的發(fā)電方法，包括海流發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電；
[0024]所述海流發(fā)電是在海流的沖擊下帶動水輪旋轉(zhuǎn)，水輪通過水輪軸將動力輸出給所述變速箱，該變速箱再將動力輸送給發(fā)電機(jī)并帶動該發(fā)電機(jī)發(fā)電；
[0025]所述風(fēng)力發(fā)電是在風(fēng)力的作用下帶動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪通過風(fēng)輪軸將動力輸出給所述變速箱，該變速箱再將動力輸送給發(fā)電機(jī)并帶動該發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0026]進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電包括以下步驟:
[0027](I)在風(fēng)力的作用下帶動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)風(fēng)輪框架轉(zhuǎn)動到與風(fēng)向垂直時，風(fēng)輪框架上的通風(fēng)門打開并與該風(fēng)輪框架垂直；
[0028](2)風(fēng)輪繼續(xù)