專利名稱：漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，尤其涉及漂浮于水面上的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源需求的不斷增加，人類正面臨著能源利用和環(huán)境保護(hù)兩方面的壓力?？稍偕茉吹拈_(kāi)發(fā)使用變得越來(lái)越重要，尤其是可再生的清潔能源更是受到追捧，其中就包括風(fēng)能。近年來(lái)，國(guó)際上風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸普及。中國(guó)國(guó)內(nèi)，政府大力扶持風(fēng)電企業(yè)、風(fēng)電項(xiàng)目，促使國(guó)內(nèi)的風(fēng)電科研水平及產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平都得到迅猛提高，躋身于發(fā)達(dá)國(guó)家水平。在我國(guó)，可開(kāi)發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億千瓦，其中陸地上風(fēng)能儲(chǔ)量約2. 5億千瓦， 而海上可以開(kāi)發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量達(dá)7. 5億千瓦。可見(jiàn)海上風(fēng)能儲(chǔ)量十分可觀，然而國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電項(xiàng)目甚少，主要原因是風(fēng)電機(jī)不易固定，施工難度大，建造成本高造成的。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利CN201020127931. 5，涉及一種漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電船，其在扇形體結(jié)構(gòu)的船體上設(shè)置楔形導(dǎo)風(fēng)罩，導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)安裝有垂直軸風(fēng)輪組，船體內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)機(jī)垂直軸連接的旋轉(zhuǎn)活塞泵，旋轉(zhuǎn)活塞泵的輸出口經(jīng)管道與沖擊式水輪發(fā)電機(jī)連接。運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)機(jī)葉片帶動(dòng)垂直軸旋動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)活塞泵工作，船體內(nèi)蓄水池中的水被源源不斷的壓入水輪發(fā)電機(jī)，從而使水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，船體笨重，運(yùn)行效率低下；雖然船體在楔形導(dǎo)風(fēng)罩的作用可實(shí)現(xiàn)自行調(diào)整方向，但在低風(fēng)速情況下往往難以實(shí)現(xiàn)，并且船體通過(guò)系船纜、固定樁固定，其固定方式局限性強(qiáng)，并且打固定樁也比較耗時(shí)耗力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于還包括底座、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片部分通過(guò)支架固定在底座上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分設(shè)置于底座內(nèi)，所述底座具有可漂浮于水面上的浮筒式結(jié)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備與儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。進(jìn)一步的，所述底座下部通過(guò)繩索或者鎖鏈固定有可收起的十字錨，十字錨形狀和底部設(shè)置的凹槽相符合，以便船舶拖曳時(shí)減小阻力。本發(fā)明漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分設(shè)置于底座內(nèi)，降低了整個(gè)設(shè)備的重心，提高了設(shè)備的平衡性能，使其在風(fēng)浪中不易傾倒；本發(fā)電設(shè)備可通過(guò)繩索或者鎖鏈與船連接，形成駁船式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，也可以在底座下部放下固定錨，形成固定式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。
為了進(jìn)一步提高設(shè)備的平衡性能，所述底座固定有多個(gè)沿其外圍均勻分布的浮筒，建議底座通過(guò)橫臂與周圍的浮筒固定，底座穩(wěn)定性更好，多浮筒的組合結(jié)構(gòu)具備更強(qiáng)的抗暴風(fēng)、抗沉沒(méi)能力。所有底座或者浮筒大小可以類似，浮筒上可設(shè)置有輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備，輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備與底座內(nèi)的儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)；浮筒上還可安裝有通訊平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備平臺(tái)、變電設(shè)備平臺(tái)、定位設(shè)備平臺(tái)、武器系統(tǒng)平臺(tái)中的一種或幾種。本發(fā)明漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以是傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)， 也可以是垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。若采用水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則機(jī)頭(葉片部分)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承固定在支架頂端，機(jī)頭內(nèi)通過(guò)換向齒輪將扭矩經(jīng)設(shè)置于支架內(nèi)的垂直軸傳遞至發(fā)電機(jī)； 若采用垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則垂直發(fā)電機(jī)的垂直軸與發(fā)電機(jī)連接。本發(fā)明建議采用可以升降式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)或可以升降式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。除此之外，本發(fā)明漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的風(fēng)力發(fā)電機(jī)上方還安裝有與水平面呈15° 45° (優(yōu)選30° )夾角的輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊，輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊通過(guò)傘齒輪組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的垂直軸連接。由于海上、湖泊上的風(fēng)向往往帶有一定的俯沖角度，加之設(shè)備在波浪中會(huì)上下顛簸，輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊正好利用了前述兩種能量，將其轉(zhuǎn)化為垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能量， 從而更高效的利用能源。并且對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，所述輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊設(shè)置于葉片部分后方，穿過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片部分的氣流依然會(huì)帶動(dòng)輔葉片模塊繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步提高能源利用率。本發(fā)明漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上還可以加載有太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備。具體地說(shuō)，所述支架上固定太陽(yáng)能板，太陽(yáng)能板的電源輸出端經(jīng)整流電路與儲(chǔ)能電池連接，或直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。儲(chǔ)能電池可為漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上裝載的設(shè)備平臺(tái) (如通訊平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備平臺(tái)、變電設(shè)備平臺(tái)、定位設(shè)備平臺(tái)、武器系統(tǒng)平臺(tái))供電。為了防雷擊，所述支架頂端設(shè)置有通過(guò)導(dǎo)體與水面連接的避雷針。可見(jiàn)，本發(fā)明構(gòu)思奇巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧，機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單，發(fā)電效率高，抗風(fēng)暴、抗沉沒(méi)能力強(qiáng)，可在江河、湖泊、近海、遠(yuǎn)海廣泛使用。預(yù)計(jì)推出之后，將受到業(yè)內(nèi)普遍歡迎，具有良好的市場(chǎng)前景。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是本漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例1底座與浮筒連接關(guān)系示意圖。圖3是十字錨俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是實(shí)施例1電路部分連接示意圖。圖5是本漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意6是底座與浮筒緊密式連接示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1-4所示，本實(shí)施例的漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括底座1、水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)4，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)4的葉片部分41通過(guò)支架2固定在底座上，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)4 的發(fā)電機(jī)部分42設(shè)置于底座1內(nèi)，所述底座1具有可漂浮于水面上的浮筒式結(jié)構(gòu)，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)4的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備43與儲(chǔ)能電池44連接。本實(shí)施例中，底座4下部通過(guò)繩索或者鎖鏈固定有可收起的如圖3所示結(jié)構(gòu)的十字錨6，十字錨形狀與底座底部設(shè)置有的凹槽相符合，以便船舶拖曳時(shí)減小阻力。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)4的電源輸出端也可直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。為了提高抗風(fēng)暴防傾倒能力，如圖1、2所示的本實(shí)施例中，底座1固定有多個(gè)沿其外圍均勻分布的浮筒7。本例中底座1通過(guò)橫臂8與周圍的浮筒7固定，這種結(jié)構(gòu)使底座穩(wěn)定性更好。除此之外，浮筒與底座的連接方式也可采用如圖6所示的緊密連接方案。為了更近一步的提高設(shè)備的抗風(fēng)暴防傾倒能力，浮筒底7盤通過(guò)繩索固定有可收起的十字錨 6'，此處十字錨6'也采用如圖3所示結(jié)構(gòu)的十字錨結(jié)構(gòu)。浮筒上可以設(shè)置有輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備，輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備與底座內(nèi)的儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。浮筒上還設(shè)置有安裝有通訊平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備平臺(tái)、變電設(shè)備平臺(tái)、定位設(shè)備平臺(tái)、武器系統(tǒng)平臺(tái)中的一種或幾種。組合方式可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，適應(yīng)性強(qiáng)。儲(chǔ)能電池可作為個(gè)平臺(tái)的供電設(shè)備。如圖1所示，機(jī)頭(葉片部分)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承5固定在支架2頂端，機(jī)頭內(nèi)通過(guò)換向齒輪將扭矩經(jīng)設(shè)置于支架2內(nèi)的垂直軸3傳遞至發(fā)電機(jī)42。機(jī)頭部分可隨著風(fēng)向的改變而快速調(diào)整方向，使其始終面對(duì)迎風(fēng)方向。如圖1所示的本實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上4方還安裝有與水平面呈15° 45° (優(yōu)選30° )夾角的輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊10，輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊10通過(guò)傘齒輪組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的垂直軸3連接。由于海上、湖泊上的風(fēng)向往往帶有一定的俯沖角度，加之設(shè)備在波浪中會(huì)上下顛簸，輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊正好利用了前述兩種能量，將其轉(zhuǎn)化為垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)能量， 從而更高效的利用能源。并且對(duì)于水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)而言，所述輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊設(shè)置于葉片部分后方，穿過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片部分的氣流依然會(huì)帶動(dòng)輔葉片模塊繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)一步提高能源利用率。本例中，支架2頂端設(shè)置有通過(guò)導(dǎo)體與水面連接的避雷針9。提高設(shè)備的防雷性能。本發(fā)電設(shè)備上還可裝載太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，太陽(yáng)能板可固定于支架上，太陽(yáng)能板的電源輸出端經(jīng)整流電路與儲(chǔ)能電池連接。所述支架上還可裝載有其他設(shè)備平臺(tái)，如通訊平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備平臺(tái)、變電設(shè)備平臺(tái)、定位設(shè)備平臺(tái)、武器系統(tǒng)平臺(tái)等，儲(chǔ)能電池可作為個(gè)平臺(tái)的供電設(shè)備。實(shí)施例2如圖6所示的實(shí)施例，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，風(fēng)力發(fā)電機(jī)采用垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī) 4'，其葉片部分41'直接帶動(dòng)垂直軸3'旋轉(zhuǎn)，垂直軸3'下部與發(fā)電機(jī)42連接，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)無(wú)需調(diào)節(jié)即可適應(yīng)任意風(fēng)向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)更直接，效率更高。圖中其余標(biāo)號(hào)示意參見(jiàn)圖1。圖2和圖6的圓形浮筒也可以是正六邊形，可以是大小類似，便于組合。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其特征在于還包括底座、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片部分通過(guò)支架固定在底座上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分設(shè)置于底座內(nèi)，所述底座具有可漂浮于水面上的浮筒式結(jié)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備與儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述底座下部通過(guò)繩索或者鎖鏈固定有可收起的十字錨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述底座固定有多個(gè)沿其外圍均勻分布的浮筒，所述浮筒通過(guò)橫臂或者鎖鏈與底座固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述浮筒底盤通過(guò)繩索或者鎖鏈固定有可收起的十字錨。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述浮筒上設(shè)置有輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備、通訊平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備平臺(tái)、變電設(shè)備平臺(tái)、定位設(shè)備平臺(tái)、武器系統(tǒng)平臺(tái)中的一種或幾種，所述輔風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備與底座內(nèi)的儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)為可以升降式水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)或可以升降式垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)上方安裝有與水平面呈15° 45°夾角的輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊，所述輔轉(zhuǎn)動(dòng)葉片模塊通過(guò)傘齒輪組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的垂直軸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支架上還固定有太陽(yáng)能板，所述太陽(yáng)能板的電源輸出端經(jīng)整流電路與儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜并入陸地電網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支架上安裝有通訊平臺(tái)、導(dǎo)航設(shè)備平臺(tái)、變電設(shè)備平臺(tái)、定位設(shè)備平臺(tái)、武器系統(tǒng)平臺(tái)中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于所述支架頂端設(shè)置有通過(guò)導(dǎo)體與水面連接的避雷針。
全文摘要
漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括底座、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片部分通過(guò)支架固定在底座上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分設(shè)置于底座內(nèi)，底座具有可漂浮于水面上的浮筒式結(jié)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電源輸出端經(jīng)穩(wěn)壓設(shè)備與儲(chǔ)能電池連接，或者直接通過(guò)變電設(shè)備及電纜輸送到陸地電網(wǎng)。本發(fā)明漂浮式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分設(shè)置于底座內(nèi)，降低了整個(gè)設(shè)備的重心，提高了設(shè)備的平衡性能，使其在風(fēng)浪中不易傾倒；本發(fā)電設(shè)備與船連接，形成駁船式風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，也可以在底座下部放下固定錨，形成固定式水上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。本漂浮式發(fā)電設(shè)備可加載各類設(shè)備，包括但不限于通訊、導(dǎo)航、變電、定位、武器系統(tǒng)等，并為其提供水上漂浮基座和電力能源。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102155352SQ201110073728
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者張嘯 申請(qǐng)人:張嘯