浮力发电方法、浮力发电系统、浮动水槽和浮漂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力能源领域，特别是涉及到了一种浮力发电方法、浮力发电系统、浮动水槽和浮漂。
【背景技术】
[0002]近年来，随着各种化石能源储量的不断减少，加之全球变暖等环境因素的不断加剧，能源替代问题以及环境问题已经引起了人们的极大关注。如今，人们已经在研宄不污染环境并且能够稳定获得能源的方法。
[0003]就能源领域目前的研宄成果来看，清洁能源的来源主要有三种途径，即水能、太阳能和风能。以上三种能源中，太阳能和风能发电的效率相对较低并且由于气候因素以及太阳日照时间等自然规律的限制，很难实现真正的对化石能源的替代。相比之下，由于地球上有着丰富的水资源，水能发电的技术已经较为成熟，在部分国家和地区，水能发电已经构成了电能来源的主要组成部分。例如中国的三峡、葛洲坝、小浪底等水力发电站就是利用水能发电的典范。
[0004]水能发电的基本原理是通过水来驱动发电机组运转，进而产生电能，因此对于水力发电来说，需要两个基本条件，即流量和落差。例如上文中提到的三峡、葛洲坝以及小浪底等水力发电站，其为了同时满足流量和落差的条件，分别修建了相应的水坝。
[0005]然而，修建大型的水坝不仅耗资巨大，而且会涉及到民众的迀徙等各种社会问题，尤其是随着人们对生态环境研宄的不断深入，大型水坝可能会对生态环境造成的影响也越来越为人们所重视。另外，除了上述问题以外，修建大坝的安全性也是需要综合考虑的问题，一旦设计失策，则引起的洪涝问题将无法想象。综合上述各种因素来看，目前水力发电实际上受到了诸多因素的制约。
[0006]正如上文所述，修建水坝的目的无非是为了提供发电所需的水量和水落差，如果能够依靠修建水坝以外的手段来提供水力发电所需的水和落差，则所有问题势必都将迎刃而解。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种浮力发电方法，以减少水力发电所受的制约条件。
[0008]同时，本发明的目的还在于提供一种可用于实施上述方法的浮力发电系统、浮动水槽和浮漂。
[0009]为了解决上述问题，本发明的浮力发电方法采用以下技术方案:浮力发电方法，该方法包括以下步骤:1)通过可上下往复运动的浮动水槽在每次上升过程中利用浮力举升设定量的水，所述浮动水槽包括浮漂和支撑于浮漂上的槽体，浮漂包括胀缩浮体，胀缩浮体通过胀缩来驱使浮动水槽上升和下降，槽体上设有放水闸；2)通过一个设定高度的固定水槽接收浮动水槽举升的水，所述固定水槽上设有水下落通道，水下落通道上设有水力发电机，固定水槽中的水在经过水力发电机时驱使其运转发电，其中固定水槽单次接收的来自浮动水槽的水量通过水下落通道排完所需的时间不少于浮动水槽完成一次升降以及排水所需的时间之和。
[0010]所述胀缩浮体为气囊式浮体，所述气囊式浮体设于浮漂笼体中。
[0011]浮力发电系统采用以下技术方案:浮力发电系统，包括固定水槽和浮动水槽，固定水槽位于设定高度处且设有水下落通道，水下落通道上设有水力发电机；浮动水槽包括浮漂和支撑于浮漂上的槽体，浮漂包括胀缩浮体，槽体可随胀缩浮体的胀缩而利用水浮力升降并且其上设有可将举升的水供给固定水槽的放水闸，固定水槽在使用时单次接收的来自浮动水槽的水量通过水下落通道排完所需的时间不少于浮动水槽完成一次升降以及排水所需的时间之和。
[0012]所述胀缩浮体为气囊式浮体。
[0013]所述气囊式浮体设于浮漂笼体中。
[0014]所述浮漂笼体竖向导向装配在相应的导向柱上。
[0015]所述胀缩浮体为可折叠和展开的折叠式浮体。
[0016]所述折叠式浮体包括两个以上节段和用于驱使节段折叠和展开的驱动装置，所述节段的在折叠式浮体折叠时的移动方向上的边缘处设有硬质部分，硬质部分上设有轨道轮，浮漂笼体上设有与轨道轮对应的轨道。
[0017]所述浮动水槽上设有用于限定其下降位置的下行限位机构。
[0018]浮动水槽采用以下技术方案:浮动水槽，该浮动水槽为所述的浮力发电系统中的浮动水槽。
[0019]浮漂采用以下技术方案:浮漂，所述浮漂为所述的浮力发电系统中的浮漂。
[0020]采用本发明的浮力发电方法，所需的水量仅需要能满足浮动水槽上浮以及使浮动水槽的槽体能够下潜即可，从而可大大降低对发电水量的要求，特别是当在河道中实施该方法时，发电用过的水会直接还给河道，不会对下游用水造成任何不利影响；另外，通过浮动水槽的设置，使得发电用水所需落差的问题迎刃而解，并且浮动水槽的上升是借助于水的浮力，因此能耗极低，大大降低了发电站建设所需的成本。综上所述，本发明的浮力发电方法可减少水力发电所受的制约条件。
【附图说明】
[0021]图1是浮力发电系统的实施例的第一状态图；
图2是浮力发电系统的实施例的第二状态图；
图3是浮动水槽的结构示意图；
图4是浮体的第一状态图；
图5是浮体的第二状态图。
【具体实施方式】
[0022]浮力发电系统的实施例，如图1-5所示，浮力发电系统包括固定水槽101和浮动水槽 102。
[0023]固定水槽101包括支撑架11和设于支撑架上的固定槽体12，支撑架11的主要用途是将固定槽体12支撑在设定的高度位置处，以能够为水力发电提供足够的落差。固定槽体12的底部设有水下落通道13，在本实施例中，水下落通道13具体采用的是管道，当然，在其它实施例中，水下落通道13还可以采用渠式结构。水下落通道13上设有水力发电机14，在固定槽体12中的水沿水下落通道13下落的过程中，当经过水力发电机14时，便可驱使水力发电机14运转发电。
[0024]在本实施例中，固定水槽101和浮动水槽102是——对应，即一个固定水槽101配备一个浮动水槽102，浮动水槽102设于固定水槽的一侧处，其包括浮漂和支撑于浮漂上的浮动槽体21。
[0025]浮漂包括浮漂笼体22和设于浮漂笼体22中的胀缩浮体23，浮漂笼体22采用笼式结构，主要起到对胀缩浮体的限位作用，在本实施例中，胀缩浮体23具体采用的是气囊式浮体，通过对气囊式浮体的充放气即可利用浮力实现浮动槽体21的升降。需要特别指出的是，在本实施例中，气囊式浮体除了可以充放气胀缩外，其还是可以进行折叠的折叠式浮体，其包含多个可折叠在一起的节段，每节上下均安装有轨道轮28，轨道轮与浮漂笼体22上所设的对应的轨道配合，从而保证胀缩浮体23伸缩过程的稳定性，相邻的节段的交接处设有硬质支撑体，即硬质部分，轨道轮28即设于该硬质部分上。胀缩浮体23的一端为与浮漂笼体连接的固定端，另一端为可靠近和远离固定端的自由端，伸缩时，可通过胀缩浮体23的自由端的电机24来驱使胀缩浮体23的自由端活动，此处胀缩浮体23第一次展开所需的电能由外界提供，第一次折叠以及后续的展开和折叠便均由系统内部自身提供。为了实现胀缩浮体23的充放气，胀缩浮体23还连接有气管25，在本实施例中，气管25有两根并且分别与浮漂笼体22固定在一起而保持竖立的姿态，气管25的下端与胀缩浮体23连接，其上端高出浮动槽体21，这样是为了防止气管25倒灌进水。
[0026]在本实施例中，浮动槽体21是通过支架26支撑在浮漂笼体22上，通过调整支架26的高度即可调整浮动水槽将水抬升的高度，为了浮动水槽的平稳运行，其外部还设有导向架，浮动水槽与导向架上所设的导向柱之间竖向导向配合，为了对浮动水槽的下沉限位，浮动水槽与导向架之间还设有下行限位机构，在本实施例中，下行限位机构具体采用的是齿轮齿条机构，通过齿轮齿条的互锁作用，即可实现对浮动水槽的下沉限位锁定，同时，在本实施例中，下行限位机构还可以实现对浮动水槽的上行限位锁定，除了上述作用以外，齿轮齿条机构还可以与动力装置连接形成浮动水槽的驱动机构，从而可认为把控浮动水槽的上升以及下沉速度，此处驱动装置所需的能源在首次工作时可以为外接电源，在第二次工作时即可采用固定水槽上的水力发电机所发的电能。胀缩浮体的中部还设有过水通道103，以减小浮动水槽的上浮和下沉的阻力。
[0027]浮动槽体21上设有放水闸27，通过放水闸27可将浮动水槽举升的水供给固定水槽101以做发电使用，固定水槽在使用时单次接收的来自浮动水槽的水量通过水下落通道排完所需的时间不少于浮动水槽完成一次升降及排水所需的时间之和，在本实施例中，固定水槽在使用时单次接收的来自浮动水槽的水量通过水下落通道排完所需的时间等于浮动水槽完成一次升降所需的时间的2倍，浮动水槽一次升降的时间与排水时间相等。在本实施例中，控制放水闸的开关为液位控制开关，浮动槽体的动作通过相应的电气系统实现自动控制。
[0028]在使用的时候，浮动水槽往水中下落，其深度是有极限的，下落越深，固定水槽所处的位置越高