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一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站

阅读：469发布：2023-03-02

专利汇可以提供一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，为解决将海浪能、风能、太阳能三种能源同时联合利用转化为电能而设计。一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站包括依次连接的5个部分，即海浪能部分、风能部分、太阳能部分、涡轮机、蓄能器。其中海浪能部分采用打气筒式结构利用海浪起伏将气体压入集气包；风能部分利用自然风力吹动风机扇叶旋转带动空气压缩机将气体压入集气包；从集气包进入涡轮机的气体被槽式太阳能聚光板收集的太阳能热量加热膨胀，流过涡轮机使涡轮机轴转动，带动发电机发出电力；在集气包及涡轮机间设置蓄能器，将部分能量以压缩气体形式存储，待涡轮机能量不足时补充使用。，下面是一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，包括海浪能部分、风能部分、太阳能部分、涡轮机、蓄能器，其特征在于：所述海浪能部分，由海浪的起伏波动推动浮筒上下运动，将气筒中的气体压入集气包；风能部分由自然风力吹动风机扇叶旋转，带动风机及空压机轴转动，空气压缩机将气体压入集气包；太阳能部分由槽式太阳能聚光板及集热管收集太阳能热量，通过换热器将集气包进入涡轮机的气体加热膨胀，推动涡轮机旋转带动发电机输出电能；蓄能器分别与集气包、换热器相通，储存部分气体并在系统流量不足时补充气体进入涡轮机。
2.根据权利要求1所述的一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，其特征在于：所述海浪能部分包括连管、集气包、气筒、连杆、皮碗、进气单向阀、出气单向阀、浮筒、框架、浮筒定位滚轮、浮筒定位凹陷；集气包为海面上水平设置的封闭圆筒，集气包下部设置与集气包垂直的气筒并通过进气单向阀与气筒相通；气筒为空间大小可由密封皮碗调节的垂直密闭圆筒；气筒通过连杆与下面的浮筒相连接；浮筒为水上漂浮体且只能在框架所限定的空间内做上下垂直运动；海浪上升时，推动浮筒、连杆、皮碗上升，进气单向阀关闭，气筒中的气体通过出气单向阀被压入集气包；海浪下降时，具有一定重量的浮筒带动连杆、皮碗下降，出气单向阀关闭，进气单向阀打开，气体通过进气单向阀进入气筒；往复循环将气体压入集气包。
3.根据权利要求1所述的一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，其特征在于：所述风能部分包括风机扇叶、风机及空压机轴、空气压缩机、风筒、风筒单向阀；风筒为密闭圆筒，风筒上端依次设置空气压缩机、风机及空压机轴，风机及空压机轴上设置风机扇叶；风筒下端通过风筒单向阀与集气包相连通，风筒单向阀风流方向设置为风流只能从风筒流入集气包；空气压缩机气流方向设置为从外界大气吸入气体压入风筒；自然风力驱动风机扇叶旋转，带动风机及空压机轴转动，空气压缩机将外界气体通过风筒、风筒单向阀压入集气包。
4.根据权利要求1所述的一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，其特征在于：所述太阳能部分包括槽式太阳能聚光板、集热管、传热介质管道、换热器、气流管道、传热介质、换热器外壳；换热器为由换热器外壳围成的充满传热介质且气流管道从中穿过的封闭空间，由槽式太阳能聚光板收集的太阳能热量加热集热管中的传热介质进入换热器，与来自集气包进入气流管道中的气体进行热交换，加热后的气体进入涡轮机。
5.根据权利要求1所述的一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，其特征在于：所述涡轮机包括涡轮机、发电机，从换热器出来的气体流过涡轮机上的叶片，带动涡轮机转动，将扭矩传递给发电机输出电力。
6.根据权利要求1所述的一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，其特征在于：所述蓄能器包括蓄能器单向阀、蓄能器、输出气流控制阀；蓄能器为可将一定压力的气体流入、存储、放出的密闭空间。

说明书全文

一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，将海浪能、风能、太阳能三种自然能源相结合并转换成电能。技术背景

[0002] 平时的大海素有“无风三尺浪”的说法，海浪是发生在海洋中的一种波动现象，是海面起伏形状的传播，是水质点离开平衡位置，做周期性振动，并向一个方向传播而形成的一种波动，水质点的振动能形成动能，海浪起伏能产生势能，这两种能的累积数量是惊人的，在全球海洋中，仅风浪和涌浪的总能量就相当于到达地球外侧太阳能量的一半。海浪的产生受多种因素影响，其中风能是主要原因之一，由于海上没有障碍物，所以海边往往也是风能、太阳能资源丰富的区域，海岸区域是自然界中这三种自然能源较为集中的地区，为我们开发自然能源转变成电能提供了坚实的能量基础。

[0003] 虽然单一能源地球分布总量巨大，但分散到地球表面单位面积上却存在能量较小，收集困难，能量不稳定等缺陷，从而给自然能源的开发利用带来输出功率较少，能量不稳定的缺点，而三种能源的同时联合开发利用，为新能源的利用开辟了新的途径，为实现较大稳定功率输出提供了新的尝试。实用新型内容

[0004] 为了实现将海浪能、风能、太阳能转变成电能，本实用新型提供一种将海浪能、风能、太阳能联合利用，将三种自然能源同时转变成电能的一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站。

[0005] 为达到上述目的，本实用新型是通过以下措施实现的：一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站。包括海浪能部分、风能部分、太阳能部分、涡轮机、蓄能器5个部分，是一种将自然能源转化成压缩空气能，通过压缩空气的能量带动涡轮机、电动机发出电力的装置。该装置的海浪能部分通过浮筒、连杆、气筒结构；风能部分通过风力机、空气压缩机、风筒结构均为集气包提供压缩气源；太阳能部分通过槽式太阳能聚光板、集热管、换热器结构收集太阳能热量，加热进入换热器的压缩空气；压缩空气膨胀后进入涡轮机做功；蓄能器对整个系统起到调节作用，在海浪能、风能较大时将多出的部分气体能量储存，待涡轮机气体流量不足时输出给涡轮机。

[0006] 特别是，所述海浪能部分包括浮筒、连杆、气筒、密封皮碗、管道、进气单向阀、出气单向阀、集气包、框架、浮筒定位滚轮、浮筒定位凹陷，所述集气包为水平放置的圆形密闭长筒，气筒为密闭圆筒垂直设置在集气包下方并通过出气单向阀与集气包相通，出气单向阀设置为气流只能从气筒进入集气包，反之则密封。气筒内部设置中心下凹形的圆形密封皮碗，其内部密闭空间大小可由密封皮碗上下移动进行调节，从而实现吸气压气动作，密封皮碗与浮筒间设置连杆。浮筒为具有一定较小重量的海面漂浮体。浮筒上设置浮筒定位滚轮、框架上浮筒上下运动部位设置滚轮定位凹陷，将浮筒的运动轨迹限定在随海浪起伏沿框架所限定的垂直上下直线运动上。随着海浪的起伏，浮筒带动连杆、密封皮碗随海浪做上下直线运动，向上运动时，气筒内封闭气体受到压缩使密封皮碗紧贴气筒内壁，气筒内气压上升，进气单向阀关闭，气体推开出气单向阀并被压入集气包；浮筒下降时，浮筒及连杆重量足以带动密封皮碗下降，气筒内封闭空间增加，压强降低，出气单向阀关闭，进气单向阀打开，外部气体进入气筒。随着海浪的起伏，气体不断被压入集气包。

[0007] 特别是，所述风能部分包括风机扇叶、风机及空压机轴、空气压缩机、风筒、风筒单向阀、空气压缩机进风口、空气压缩机出风口。其自上而下连接方式依次为风机及空压机轴、空气压缩机、风筒、集气包。风筒为设置在集气包上并通过风筒单向阀与集气包相通的垂直密闭圆筒，风流方向设置为只能从风筒到集气包；风机及空压机轴上设置风机扇叶；空气压缩机上设置空气压缩机进风口、空气压缩机出风口；风筒与空气压缩机出气口相连，空气压缩机气流方向设置为从外界大气吸入气体压入风筒，由自然风力驱动风机扇叶旋转，带动风机及空压机轴转动，空气压缩机将外界气体通过风筒单向阀压入集气包。

[0008] 特别是，所述太阳能部分包括槽式太阳能聚光板、集热管、传热介质管道、换热器、支架及跟踪、气流管道、传热介质、换热器外壳。集热管、传热介质管道、换热器构成密闭回路；密闭回路中充满传热介质，由槽式太阳能聚光板收集的太阳能热量传递到集热管，将集热管中的传热介质加热并输送至换热器，来自集气包的气体进入气流管道与传热介质在换热器外壳的密闭空间内进行热交换，气体被加热膨胀后进入涡轮机做功。支架及跟踪支撑槽式太阳能聚光板并对太阳进行跟踪。

[0009] 特别是，所述涡轮机包括涡轮机、发电机，从换热器出来的气体流过涡轮机上的叶片，带动涡轮机转动，将扭矩传递给发电机，发电机发出电力。根据该装置压缩空气压力较低、流量不大，但流量可以集中使用的特点，设想该装置的涡轮机是一种介于蒸汽机和风力机间的涡轮机，即可以适当加大涡轮机轮毂直径(增大力臂长度)，同时利用喷嘴在涡轮圆周扇叶上均布的n个点来达到气流的更有效利用。

[0010] 特别是，所述蓄能器包括蓄能器单向阀、蓄能器、输出气流控制阀，电站运行过程中海浪较大或风力较大时，集气包中的气体压强超过设定值时，可将气体补充进蓄能器，待涡轮机气流流量不足时，蓄能器中的气体进入涡轮机，对系统压强、流量起到调节稳定作用；另一方面，蓄能器也使三种能源的利用率大大提高，由于自然能量转换来的空气能除去涡轮机做功外还可以输送到蓄能器储存起来，能量得到保存，较风力发电、太阳能发电的转换效率有一定提高。

[0011] 本实用新型一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，是将海浪能、风能转换来的空气能，通过太阳热能的进一步加热膨胀，推动涡轮机做功发出电力，是一种利用压缩空气做功的形式，其与燃烧化石燃料的火力蒸汽发电、燃气轮机等都是通过气体转化为动力，符合由气体能转换为动力的这种较合理的能量转换方式。其次，电站布置方式为水岸结合形式，海浪能部分、风能部分布置在海中，太阳能部分、涡轮机及附属设施、蓄能器布置在岸上，岸上部分的基础较牢固容易布置，海中部分的框架是整个海浪部分、风能部分构件的支撑定位基础，框架象互相连接的板凳一样连接为一体，更好的具有稳定性。附图说明

[0012] 图1为本实用新型一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站最佳实施例示意图。

[0013] 图2为图1所示最佳实施例中A-A剖面示意图。

[0014] 图3为图1所示最佳实施例中B-B剖面示意图。

[0015] 图4为图1所示最佳实施例中单个框架示意图。

[0016] 图5为图4所示框架浮筒定位C-C剖面示意图。

[0017] 图6为图1所示最佳实施例中风能部分示意图。

[0018] 图7为图6一种叶片式空气压缩机D-D剖面示意图。

[0019] 图8为图1所示最佳实施例的E-E剖面示例图。

[0020] 图9为图1所示最佳实施例的F-F剖面示例图。

具体实施方式

[0021] 下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细描述。一种海浪能、风能、太阳能联合利用发电站，包括海浪能部分、风能部分、太阳能部分、涡轮机、蓄能器5个部分。

[0022] 特别是，所述海浪能部分包括集气包7、气筒8、连杆9、浮筒10、出气单向阀20、密封皮碗21、进气单向阀22、框架23、浮筒定位滚轮24、浮筒定位凹陷26、管道35、海岸线18、海浪19、海底25。框架23坐落在海底25上，并距海岸线18适当距离的海中；由框架23所围成的区域内设置浮筒10，浮筒10在浮筒定位滚轮24、浮筒定位凹陷26所设定的区域内随海浪19做上下垂直运动；浮筒10上设置气筒8，气筒8通过连杆9与浮筒10相连；气筒8中设置密封皮碗
21并与连杆9相连，密封皮碗21上部与气筒8构成圆筒形密闭空间，在海浪19上升时，推动浮筒10、连杆9、密封皮碗21上升，密闭空间内气体压强升高，进气单行阀22关闭，出气单向阀
20打开，气体被压入集气包7；在海浪19下降时，由于浮筒10、连杆9等具有一定重量，带动密封皮碗21下降，密闭空间内压强降低，出气单向阀20关闭，进气单向阀22打开，外部气体进入气筒8的密闭空间，为下次压缩做好准备。同时集气包7的气体通过管道35向外输出。

[0023] 特别是，所述风能部分包括风机扇叶3、风机及空压机轴4、空气压缩机5、风筒6、空气压缩机进风口27、空气压缩机出风口28、风筒单向阀29、定子壳体30、叶片31、转子32。风筒6为封闭的圆筒，设置在集气包7上并与集气包7通过风筒单向阀29相通，风筒6上部设置空气压缩机5，风机及空压机轴4上设置风机扇叶3；空气压缩机5的空气压缩机进风口27与大气相通，空气压缩机出风口28与密闭的风筒6相通；空气压缩机5内部包括定子壳体30、叶片31、转子32；风机扇叶3在自然风力作用下转动，带动风机及空压机轴4转动，通过空气压缩机5中的定子壳体30、叶片31、转子32将外界气体从空气压缩机进风口27吸入，从空气压缩机出风口28压入风筒6中；风筒6中设置风筒单向阀29，由于风筒6中气压上升，风筒单向阀29打开，将气体压入集气包7中。

[0024] 特别是，所述太阳能部分包括槽式太阳能聚光板1、集热管2、传热介质管道11、换热器12、支架及跟踪33、气流管道34、传热介质36、换热器外壳37。槽式太阳能聚光板1可将太阳能量聚焦在集热管2上，并通过支架及跟踪33跟踪太阳转动，尽量做到最大限度的利用太阳能热量。换热器12由换热器外壳37、传热介质36、气流管道34构成；换热器外壳37、集热管2、传热介质管道11构成密闭空间；由槽式太阳能聚光板1、集热管2加热的传热介质36通过传热介质管道11进入换热器12，与通过气流管道34流入的气体进行热交换后，气体被加热后进入涡轮机13。

[0025] 特别是，所述涡轮机部分包括涡轮机13、发电机14。由换热器12流出的气体进入涡轮机13，涡轮机13是整个系统的做功部分，通过气流流过涡轮机13上的扇叶，其将气体的能量转变为扭矩，带动发电机14输出电力。

[0026] 特别是，所述蓄能器部分包括输出气流控制阀15、蓄能器16、蓄能器单向阀17。蓄能器16为一个具有存储气体功能的封闭空间，由集气包7流出的气体，当流量及压强超出系统需要时，气体通过蓄能器单向阀17进入蓄能器16；当涡轮机气体系统流量或压力不足时，输出气流控制阀15打开，蓄能器16中的气体流出补充进入涡轮机13，为整个系统流量及压强起到调节稳定作用。

[0027] 以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

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