一种综合利用海洋能、风能集中压缩空气发电方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水力发电和风力发电技术领域，特别涉及一种综合利用海洋能、风能集中压综空气发电方法和综合利用海洋能、风能集中压缩空气发电装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，水力发电或者风力发电是将水力或者风力的动能通过水力发电机或风力发电机的动能输入端转换成电力能源的环保发电技术，二者均属于人类对自然环保能源合理的开发利用，其既不会如火力发电而消耗不可再生性能源燃料，释放大量对大气环境造成污染的有害气体和热量，也不会像核能发电一样存在核污染隐患。因此，这类发电技术安全、环保，符合可持续发展的理念，必将得到进一步的发展。
[0003]海洋能发电是水力发电技术中的一种，其将海洋水中的能量转换成机械能，再通过发电机转换成电能。如直接将水波浪能转换为机械能，利用海洋潮汐现象进行蓄水发电，利用海浪压缩空气或液体推动发电机发电等。然而，浩瀚的海洋平面不但具有波浪能、潮汐能资源，而且还具有巨大的风能资源，利用海洋风能发电通常是在海洋中修建风能发电站发电。但目前不论是海浪发电站、海潮发电站还是海洋风能发电站都仅仅是利用其中的一种资源，而另一种资源却未得到充分利用，而且目前不论是海浪发电站或海潮发电站，其存在要么是海浪能、海潮能捕获不完全造成能源利用转换率低；要么就是设备分散且安装在海里，不但不便于设备维护和集中管理，而是易被海水腐蚀，设备寿命短；要么就是因海浪的不稳定性造成发电不稳定性，造成安装的发电机浪小时不能发电，浪大时又会烧坏发电机，且发出的电因不具有稳定性等因素不能直接并入现有电网，还有就是其针对利用能源的单一性，增加了发电投资成本和运行成本，且不便于建立大型或超大型发电站等缺陷。况且目前的风力发电成本很高，尤其是建立单一的大型风力发电机成本会成倍增加，在海洋中修建单一的风能发电站不但成本高，而且管理运行不集中不方便。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种同时并综合利用海洋能、风能集中压缩空气发电的方法。本发明的第二目的是提供一种同时并综合利用海洋能、风能集中压缩空气发电的装置。
[0005]为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。
[0006]一种综合利用海洋能、风能集中压缩空气发电的方法，包括:
a、设置一利用海水水波浪、涨潮时的潮流与低海空的风力形成互补关系共同推动动能输入叶轮转动的动力装置(A)来压缩空气，并将这些被压缩的空气送到空气集压室(袋)内集压后来冲击气动涡轮机带动传统发电机发电，同时设置一未被利用到的高海空的更大风力来推动风轮机转动的动力装置(B)来压缩空气，也将这些被压缩的空气送到空气室(袋)内集压后，来冲击气动涡轮机带动传统发电机发电。
b、所述的动力装置(A)的动能输入叶轮不但可以由海水水波浪、涨潮时的潮流推动转动，而且同时还可由风力推动转动，动能输入叶轮下半部分浸没在海水中，上半部分露出海水平面，动能输入叶轮利用海水浮力随海水平面的升降而升降。
C、在所述的动能输入叶轮上方设置一具有内凹曲面的挡风墙，在挡风墙的曲面下端设置一导风板，导风板将挡风墙接收到的风引向动能输入叶轮上半部分的叶片工作面，以推动动能输入叶轮朝水波浪、潮流推动而转动的方向转动；
d、所述动力装置(A)根据动能输入叶轮(I)其所接受的不同动能的大小，同时或分别并接不同大小的空气压缩装置来压缩空气，并将其输送入相应的空气集压室(袋)，再由集压的空气冲击与其大小相对应的气动涡轮机来带动相应的发电机发电，形成以输入能量大小来决定灵活启用的发电机组。
e、所述动力装置(B)根据其风轮机(I')所接受的不同动能大小，同时或分别并接不同大小的空气压缩装置来压缩空气，并将其输送入相应的空气集压室(袋)进行集压，再由被集压的空气冲击与其大小相对应的气动涡轮机来带动相应的发电机发电，形成以输入能量大小决定灵活启用的发电机组。
[0007]采用上述方案后，发电机组在充分利用海浪能和海潮能发电的同时，又对海平面上方的风能甚至海平面上方高海空的更高风速的风能均进行了有效的利用，从而达到充分利用自然资源的目的。不仅能实现小风小浪时发电机能正常发电，而且也实现了狂风巨浪时发电机也能正常发电，并且发出的电由于可控因而具有稳定性可直接并入现有电网，由于狂风巨浪时也能正常发电，因此还可用于减灾、防灾，本方法是集中发电，不但利于运行管理，维护方便，而且利于彻底降低发电成本，无环境污染隐患，符合可持续发展理念。
[0008]优选的技术方案，所述方法还包括设置动力装置(A)和动力装置(B)，其既可集合在一起压缩空气发电，也可实现单独分别压缩空气发电，且动力装置(B)和空气集压室既可安装在海上，也可安装在岛上或陆地上。动力装置(B)压缩空气发电方式可改变传统风力发电方式，实现低成本的巨型风轮机的风力发电和多风轮机压缩的空气统一集压后发电。
[0009]为实现第二目的，本发明提供了一种发电装置。
[0010]一种综合利用海洋能、风能集中压缩空气发电的装置，包括用于前述发电方法的动力装置(A)和动力装置(B)两套发电装置。所述动力装置(A)包括动能输入叶轮、传动装置、空气压缩装置、空气集压室(袋)、气动涡轮机、发电机，动能输入叶轮的输出端与传统装置的输入端连接，传动装置的输出端依次连接有变速装置和加速装置，加速装置通过启动齿轮同空气压缩装置相连，空气压缩装置通过导气管同空气集压室(袋)相连接，空气集压室通过导气管导出的压缩空气冲击气动涡轮机转动来带动与气动涡轮机相连接的发电机发电，所述动能输入叶轮利用海水浮力支撑，动能输入叶轮下半部分浸没在海水中，动能输入叶轮上半部分露出海水平面，动能输入叶轮叶片的工作面呈内凹状曲面，动能输入叶轮叶片的背面呈外凸状曲面，动能输入叶轮的上方设有具有内凹曲面的挡风墙，挡风墙的内凹曲面下端设有导风板，导风板将挡风墙内凹曲面的风引向动能输入叶轮上半部分，以推动动能输入叶轮朝水波浪、海潮推动而转动的方向转动。所述动力装置(B)包括风轮机、传动装置、空气压缩装置、空气集压室(袋)、气动涡轮机、发电机，风轮机的输出端与传动装置的输入端连接，传动装置的输出端依次连接有变速装置和加速装置，加速装置通过启动齿轮同空气压缩装置相连接，空气压缩装置通过导气管同空气集压室(袋)相连接，空气集压室通过导气管导出的压缩空气冲击气动涡轮机转动来带动与气动涡轮机相连接的发电机发电，所述的风轮机安装在发电机机房上外面的屋顶上，风轮机通过穿过屋顶的竖向转动的传动轴将动力传递给机房内的传动装置，风轮机除了为巨型风轮机这一特点外，其外形和功能与一般风轮机相同。
[0011]采用上述方案后，动力装置(A)包括动能输入叶轮在海水浮力作用下，动能输入叶轮下半部分浸没在海水中，动能输入叶轮上半部分露出海平面，由于动能输入叶轮叶片的工作面呈内凹状曲面，动能输入叶轮叶片的背面呈外凸状曲面，动能输入叶轮浸没在海水中的叶片在海水波浪的动能和势能综合作用下或海潮作用下使动能输入叶轮向设定方向旋转，以确保对海浪能的完全捕获，露出海平面的叶片在风力作用下推动动能输入叶轮朝水波浪或海潮推动而转动的方向转动，以确保对海上能源的完全开发利用，动能输入叶轮在二者共同作用下带动空气压缩装置压缩空气，使集压后的空气冲击气动涡轮机带动发电机发电。动力装置(B)包括巨型风轮机由风塔固定在机房的屋顶上，利用未被动力装置
(A)利用的高海空风速更大的风力作用于巨型风轮机的叶片工作面使巨型风轮机转动来带动空气压缩装置压缩空气，使其集压后的空气冲击涡轮机带动发电机发电。动力装置(A)和动力装置(B)共同集合以实现集中压缩空气发电的目的。同时，也确保了前述发电方法中独立权利要求对应的技术方案的实施。
[0012]优选的技术方案，所述动力装置(A)和动力装置(B)的两个传动装置均是由锥龄轮及齿轮传动结构和动力输出结构组成，锥齿轮及齿轮传动结构的输入端由输入锥齿轮构成，输出端由齿轮构成，锥齿轮及齿轮传动结构的输入端构成传动装置的输入端，输出端构成传动装置的输出端，动力输出结构的输出端由输出锥齿轮构成，输出锥齿轮与输入锥齿轮啮合，动力装置(A)的动力输出结构的输入端固定连接在功能输入叶轮一端。动力装置
(B)的动力输出结构的输入端固定连接在风轮机输出端。锥齿轮及齿轮的传递结构具有结构简单、紧凑、机械效率高的特点，以提高波浪能和风能的利用率、减少发电机运行故障率，从而降低发电成本。
[0013]进一步优选的技术方案，所述动力装置(A)传动装置的动力输出结构还包括设在动能输入叶轮一端的叶轮锥齿轮和传动轴，叶轮锥齿轮固定在动能输入叶轮轴端；所述动能输入叶轮转动支撑在两端的呈密封箱体状的支撑