本發(fā)明涉及風(fēng)能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于海上或者湖面等寬廣水域的風(fēng)力發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)能是沒有公害的能源之一。而且它取之不盡，用之不竭。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。我國幅員遼闊，是一個(gè)風(fēng)力資源豐富的國家，加快海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)，對于促進(jìn)沿海地區(qū)治理大氣霧霾、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式具有重要意義。

陸上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，多半時(shí)間都處于停機(jī)或低負(fù)荷狀態(tài)，部分風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)雖然在轉(zhuǎn)動(dòng)，但發(fā)電量不高，年平均發(fā)電功率很小。海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于風(fēng)力資源豐富、風(fēng)速穩(wěn)定、對環(huán)境的負(fù)面影響較少、機(jī)組制造更容易大型化、可以大規(guī)模開發(fā)等優(yōu)勢，一直受到風(fēng)電開發(fā)商的關(guān)注。但是，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)存在施工困難、對風(fēng)機(jī)質(zhì)量和可靠性要求高、制造成本高、運(yùn)行維護(hù)難等弊端，限制了海上風(fēng)電項(xiàng)目的進(jìn)一步發(fā)展。

海上風(fēng)力發(fā)電的大規(guī)模開發(fā)利用，技術(shù)上還有待于取得新的突破，必須大幅降低海上風(fēng)電的單位造價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)、新穎、可靠的新型海上風(fēng)力發(fā)電裝置。

為了解決常規(guī)風(fēng)電的一些弊端，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

1、采用風(fēng)帆收集風(fēng)能，風(fēng)帆由中低空的船帆、中高空的風(fēng)箏帆構(gòu)成。當(dāng)然也可只配置船帆或者風(fēng)箏帆。

2、風(fēng)帆安裝于拖拽船之上，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化的風(fēng)動(dòng)力傳遞給拖拽船。拖拽船配置有風(fēng)帆控制系統(tǒng)、航向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等。

3、也可簡化拖拽船的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)為具有最基本的風(fēng)帆安裝以及風(fēng)帆控制功能的漂浮體。

4、多個(gè)拖拽船通過纜繩與位置固定的發(fā)電船連接，風(fēng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)拖拽船并帶動(dòng)纜繩運(yùn)動(dòng)，纜繩將力傳遞給發(fā)電船上的發(fā)電裝置，并最終轉(zhuǎn)化為電能。

5、拖拽船一般有兩組，其中一組揚(yáng)帆遠(yuǎn)離發(fā)電船時(shí)另一組收帆返回，交替運(yùn)行。當(dāng)然也可設(shè)計(jì)為單組或多組。

6、發(fā)電船配置有動(dòng)力轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、纜繩控制系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，如果采用船式發(fā)電船，則需配置航向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等。其中動(dòng)力轉(zhuǎn)化設(shè)備可將纜繩的牽引力轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。纜繩控制設(shè)備可收緊與釋放纜繩。

7、發(fā)電船通過纜繩固定于海底的基礎(chǔ)之上。當(dāng)然也可以固定在陸地、島嶼、人造島嶼、凸出海面的基礎(chǔ)之上。

與常規(guī)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備相比，本發(fā)明最大的優(yōu)勢在于風(fēng)帆造價(jià)低廉，性能可靠，風(fēng)帆面積可以做得很大，解決了風(fēng)能能量密度小難收集的技術(shù)瓶頸。可大幅降低單位功率成本，縮短投資回收期。

其次，常規(guī)海上風(fēng)電設(shè)備，必須考慮臺風(fēng)、地震、海嘯等極端災(zāi)害天氣的影響，從海底基礎(chǔ)、塔柱、葉片等各個(gè)環(huán)節(jié)均會大幅度增加安全冗余，投資大幅上升。本發(fā)明所涉及的新型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，便于移動(dòng)和轉(zhuǎn)場，可躲避臺風(fēng)。且本發(fā)明主體設(shè)備均漂浮于海面，地震、海嘯等災(zāi)害幾乎無影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為風(fēng)力轉(zhuǎn)化與發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為發(fā)電船，2為拖拽船，3為船帆，4為風(fēng)箏帆，5為牽引纜繩，6為固定纜繩，7為固定基礎(chǔ)，1-1為發(fā)電機(jī)，1-2為卷筒，1-3為自動(dòng)排線器，1-4為導(dǎo)向輪，1-5為制動(dòng)器，1-6為卷筒離合器，1-7為增速機(jī)，1-8為電動(dòng)機(jī)，1-9為電動(dòng)機(jī)離合器，1-10為發(fā)電機(jī)離合器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)一步闡述。

如圖1所示，新型海上風(fēng)力發(fā)電裝置包括發(fā)電船1，拖拽船2，船帆3，風(fēng)箏帆4，連接發(fā)電船與拖拽船的牽引纜繩5，固定纜繩6，固定基礎(chǔ)7。整套裝置通過拖拽船2收集風(fēng)能，再通過牽引纜繩3將風(fēng)能傳遞給發(fā)電船1的發(fā)電設(shè)備發(fā)電。本風(fēng)力發(fā)電裝置可以根據(jù)風(fēng)向的不同，以固定基礎(chǔ)4為中心進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，保證風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)行在最佳風(fēng)向。

如圖2所示，風(fēng)力轉(zhuǎn)化與發(fā)電系統(tǒng)上配置有風(fēng)力轉(zhuǎn)化與發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)1-1，卷筒1-2，自動(dòng)排線器1-3，導(dǎo)向輪1-4，制動(dòng)器1-5，卷筒離合器1-6，增速機(jī)1-7，電動(dòng)機(jī)1-8，電動(dòng)機(jī)離合器1-9，發(fā)電機(jī)離合器1-10等。

一組拖拽船2揚(yáng)帆收集風(fēng)能，帶動(dòng)牽引纜繩5移動(dòng)，牽引纜繩5通過導(dǎo)向輪1-4將力傳遞到卷筒1-2上，卷筒驅(qū)動(dòng)增速機(jī)1-7轉(zhuǎn)動(dòng)，增速機(jī)1-7在驅(qū)動(dòng)另一組拖拽船2返回的同時(shí)，富裕的驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)1-1發(fā)電。當(dāng)揚(yáng)帆的一組拖拽船2行駛到預(yù)定截止位置，收帆返航，另一組已返回的拖拽船2開始揚(yáng)帆開始驅(qū)動(dòng)發(fā)電。兩組拖拽船2交替運(yùn)行。

根據(jù)需要也可設(shè)計(jì)為單組或多組拖拽船運(yùn)行模式。單組拖拽船為間斷發(fā)電運(yùn)行模式，依靠電力或者其他動(dòng)力返回到初始位置。

初始狀態(tài)時(shí)，兩組拖拽船均為回收狀態(tài)。當(dāng)海上風(fēng)力達(dá)到發(fā)電要求時(shí)，拖拽船與發(fā)電船均在風(fēng)力作用下達(dá)到順風(fēng)的最佳位置狀態(tài)。開啟一組拖拽船并開始發(fā)電，另外一組拖拽船維持回收狀態(tài)不變。做功的一組拖拽船達(dá)到最遠(yuǎn)航程時(shí)，該組拖拽船開始回收，另一組拖拽船開始做功發(fā)電，兩組拖拽船交替運(yùn)行，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

根據(jù)需要，本風(fēng)力發(fā)電裝置可收回拖拽船，進(jìn)行遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)場，進(jìn)行轉(zhuǎn)場發(fā)電或者躲避極端天氣。

回收拖拽船2時(shí)，一組拖拽船返回到停止位置時(shí)，分離該組卷筒離合器1-6，啟動(dòng)該組制動(dòng)器1-5。另外一組拖拽船則靠電動(dòng)機(jī)1-8驅(qū)動(dòng)返回，首先分離發(fā)電機(jī)離合器1-10，然后吸合電動(dòng)機(jī)離合器1-9，電動(dòng)機(jī)1-8送電工作，通過增速機(jī)1-7逆向工作，即可將另一組拖拽船收回。

上面描述的只是一個(gè)實(shí)例的具體實(shí)施方式，根據(jù)需要，增速機(jī)也可設(shè)計(jì)為行星齒輪增速機(jī)，或設(shè)計(jì)為增速型液力偶合器。根據(jù)增速機(jī)的不同特性，當(dāng)有必要時(shí)，可設(shè)計(jì)單獨(dú)的拖拽船回收減速機(jī)。

以上所述僅為本專利的一個(gè)實(shí)例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本專利的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。