海洋可再生能源综合利用的浮式发电装置的制作方法

本发明属于海洋可再生能源工程领域，具体涉及一种海洋可再生能源综合利用的浮式发电装置。

背景技术：

当下，可再生能源是世界各国尤其是发达国家都在重点研究的课题，而海洋能作为一种极具发展前景的清洁可再生资源更是受到沿海国家的青睐。研究和开发海洋能是世界各海洋国家共同努力发展的方向，海洋能发电装置的开发和应用将推动清洁能源的发展进程，对解决海岛和海上装备的电力供应问题具有重大意义。而海洋上的风能、海流能、波浪能属于无穷无尽的海洋可再生能源，而且属于无污染的绿色能源。海上利用风力进行发电的技术已经成熟，但是，相比于海上风力发电，波浪能发电装置和海流发电装置的能量转化率较低，单位发电成本较高，一定程度限制了二者的充分利用。故如何将风能、海流能及波浪能三者充分利用，并采用同一装置进行发电，是近年来一直研究与关注的课题。

技术实现要素：

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种海洋可再生能源综合利用的浮式发电装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种海洋可再生能源综合利用的浮式发电装置，其特征在于，包括：第一浮体、中心磁体、中心线圈、第二浮体、锚泊系统和组合发电结构；所述第一浮体由均为空心圆柱体的上部和下部组成，所述上部和下部同轴设置且内部相通，下部的横截面积大于上部；所述中心磁体为圆柱体，中心磁体垂直贯穿第一浮体；所述中心线圈围绕中心磁体设置并附着在上部的内侧壁，中心线圈相对于中心磁体可进行垂直方向的相对运动；所述第二浮体固定在中心磁体的底部，所述锚泊系统固定在下部的底部；所述组合发电结构数量为多个，沿圆周方向均匀地分布在下部的外侧壁上。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述组合发电结构包括立柱、上层连接杆、中层连接杆、下层连接杆、风能发电单元和海流能发电单元；所述立柱固定在下部的外侧壁上，立柱由上至下依次固定有均为水平设置的上层连接杆、中层连接杆和下层连接杆；所述风能发电单元安装在上层连接杆和中层连接杆之间，所述海流能发电单元安装在中层连接杆和下层连接杆之间。

所述上层连接杆和下层连接杆之间安装有圆杆磁体，所述圆杆磁体的顶端和底端分别与上层连接杆和下层连接杆焊连，圆杆磁体贯穿中层连接杆，风能发电单元和海流能发电单元均安装在圆杆磁体上。

所述风能发电单元位于水平面之上，包括上转轴、扇叶、支撑杆、上端固定件和下端固定件；所述上转轴为空心圆柱体，上转轴套设安装在圆杆磁体上，上转轴可围绕圆杆磁体转动；所述扇叶数量为多片，均匀分布在上转轴的外围，共同形成灯笼结构，扇叶通过支撑杆与上转轴固定连接，扇叶的顶端和底端分别固定有上端固定件和下端固定件，所述上端固定件和下端固定件均焊接固定在上转轴上。

所述海流能发电单元位于水平面之下，包括下转轴、下线圈、涡叶和固定环；所述下转轴呈空心圆柱体，下转轴套设安装在圆杆磁体上，可围绕圆杆磁体转动；所述下线圈围绕圆杆磁体设置并附着在下转轴的内侧壁，下线圈相对于圆杆磁体可进行垂直方向的相对运动；所述涡叶数量为多片，均匀分布在下转轴的外围，共同形成漩涡结构，涡叶通过固定环与下转轴固定连接，所述固定环固定套设在下转轴上。所述中层连接杆处设置有阻尼器，所述阻尼器中集成有发电机。

所述下部中安装有发电机和存储电箱。

所述锚泊系统采用悬链线式，包括多条锚链。

本发明的有益效果是：将多种新能源相结合，可同时利用海流能、波浪能和风能进行发电，节能环保，不局限于受理方向和方式，具有很强的抗冲击能力。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的整体剖视图。

图3是本发明的整体俯视图。

图4是本发明组合发电结构的剖视图。

图5是本发明锚泊系统的结构示意图。

图6是本发明风能发电单元的结构示意图。

图7是本发明海流能发电单元的结构示意图。

附图标记如下：第一浮体1、中心磁体2、中心线圈3、第二浮体4、锚泊系统5、组合发电结构6、上部7、下部8、立柱9、上层连接杆10、中层连接杆11、下层连接杆12、风能发电单元13、海流能发电单元14、圆杆磁体15、水平面16、上转轴17、扇叶18、支撑杆19、上端固定件20、下端固定件21、下转轴22、下线圈23、涡叶24、固定环25、阻尼器26、锚链27。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示的海洋可再生能源综合利用的浮式发电装置，包括：第一浮体1、中心磁体2、中心线圈3、第二浮体4、锚泊系统5和组合发电结构6，其中，第一浮体1、中心磁体2、中心线圈3和第二浮体4组成了一套立柱式永磁波浪能发电单元。第一浮体1由均为空心圆柱体的上部7和下部8组成，上部7和下部8同轴设置且内部相通，下部8的横截面积大于上部7，下部8中安装有发电机和存储电箱。中心磁体2为圆柱体结构的永磁体，安装在第一浮体1中并垂直贯穿第一浮体1。中心线圈3围绕中心磁体2设置并附着在上部7的内侧壁，中心线圈3相对于中心磁体2可进行垂直方向的相对运动。第二浮体4固定在中心磁体2的底部，使得中心磁体2可随着波浪的上下起伏，相对于第一浮体1进行垂直方向的升降运动，带动中心线圈3和中心磁体2之间的相对运动，从而产生大量电能，并通过发电机存储至电箱中。

锚泊系统5固定在下部8的底部，如图5所示，采用悬链线式，包括多条锚链27。锚泊系统5是具有一定刚度的弹性系统，当第一浮体1发生位移时，锚泊系统5会产生一个和位移方向相反的力，迫使第一浮体1回复到原来的位置。

除了立柱式永磁发电单元以外，装置中还设有多个组合发电结构6，沿圆周方向均匀地分布在下部8的外侧壁上，图3中采用了四个。组合发电结构6具体参见图4，包括立柱9、上层连接杆10、中层连接杆11、下层连接杆12、风能发电单元13和海流能发电单元14。立柱9垂直固定在下部8的外侧壁上，由上至下依次固定有均为水平设置的上层连接杆10、中层连接杆11和下层连接杆12。上层连接杆10和下层连接杆12之间安装有圆杆磁体15，圆杆磁体15的顶端和底端分别与上层连接杆10和下层连接杆12焊连，圆杆磁体15垂直贯穿中层连接杆11。风能发电单元13和海流能发电单元14均安装在圆杆磁体15上，其中，风能发电单元13安装在上层连接杆10和中层连接杆12之间，海流能发电单元14安装在中层连接杆11和下层连接杆12之间。此外，中层连接杆11处还焊接固定有阻尼器26，阻尼器26除了可减轻装置在垂荡作用下承受的伤害之外，还集成有发电机等设备。

风能发电单元13位于水平面16之上，利用风能进行发电，包括上转轴17、扇叶18、支撑杆19、上端固定件20和下端固定件21。上转轴17为空心圆柱体，套设安装在圆杆磁体15上，可围绕圆杆磁体15转动。如图6所示，扇叶18数量为多片，均匀分布在上转轴17的外围，共同形成灯笼结构，实验证明，这种排布方式能够更大效率地利用风能。扇叶18的中部通过水平支撑杆19与上转轴17固定连接，顶端和底端还分别固定有上端固定件20和下端固定件21，上端固定件20和下端固定件21均为环形结构，焊接固定在上转轴17上。风能发电单元13工作时，扇叶18在风力的作用下，进行顺时针或逆时针的旋转，通过支撑杆19带动上转轴17的转动，并结合发电机，实现风能发电。

海流能发电单元14位于水平面16之下，利用海流能进行发电，包括下转轴22、下线圈23、涡叶24和固定环25。下转轴22呈空心圆柱体，套设安装在圆杆磁体15上，可围绕圆杆磁体15转动。下线圈23围绕圆杆磁体15设置并附着在下转轴22的内侧壁，下线圈23相对于圆杆磁体15可进行垂直方向的相对运动。如图7所示，涡叶24数量为多片，均匀分布在下转轴22的外围，共同形成漩涡结构，涡叶24通过固定环25与下转轴22固定连接，固定环25固定套设在下转轴22上。此处采用了与风能发电单元13不同的叶片排布和固定方式，能够更好地适应海流能的特点，提高了发电效率。海流能发电单元14工作时，涡叶24在海流的冲击作用下，进行顺时针或逆时针的旋转，通过固定环25带动下转轴22的转动，并结合发电机，实现水流的发电。此外，下转轴22在波浪的垂荡作用下，相对于圆杆磁体15进行垂直方向的升降运动，带动下线圈23和圆杆磁体15之间的相对运动，并通过发电机进行转换，将电能存储至电箱中。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。