專利名稱：筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng),集觀光與發(fā)電為一體的綜合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來潮流能發(fā)電被許多國家重視，我國潮流能資源非常豐富，開發(fā)利用潮流能能夠改善我國的能源結(jié)構(gòu)。但是目前對于潮流能的利用大部分局限在不需要筑壩蓄水的潮流能水輪機(jī)。但是，潮流能水輪機(jī)在海底安裝及海面平臺(tái)固定都存在穩(wěn)定性差，施工困難，維護(hù)成本高等缺點(diǎn)；在輸運(yùn)電能方面，由于離岸較遠(yuǎn)需要鋪設(shè)較長的海底電纜，致使造價(jià)變高；同時(shí)，由于海水流向在局部的變化非常頻繁，對于水平軸潮流水輪機(jī)的來流方向不確定，來流方向與水輪機(jī)的軸線形成夾角，形成偏航，因此使水輪機(jī)發(fā)電效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)考慮到沿著海岸線在漲潮落潮時(shí)存在潮流落差，充分利用壩體的有利條件，綜合利用潮流能、風(fēng)能和太陽能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，利用一水壩的一端連接海岸線，在漲潮落潮時(shí)水壩的壩體兩側(cè)存在潮流落差，所述壩體的低潮位線I米以下設(shè)有多個(gè)壩體涵洞，在壩體涵洞內(nèi)從取水口起依次設(shè)有第一級導(dǎo)流器、第二級導(dǎo)流器和水輪發(fā)電機(jī)組，所述第一級導(dǎo)流器包括3-6個(gè)周邊固定在涵洞壁上的第一級固定導(dǎo)葉，第一級固定導(dǎo)葉的另一邊連接第一級導(dǎo)葉中間固定軸，所述第二級導(dǎo)流器把與第二級導(dǎo)葉固定軸固定連接的第二級導(dǎo)葉固定支架固定在涵洞壁上，3-6個(gè)第二級導(dǎo)葉與第二級導(dǎo)葉固定軸為活動(dòng)連接，水輪發(fā)電機(jī)組安裝在固定于涵洞壁上的水輪機(jī)固定支架上；在壩體上一側(cè)布置光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，另一側(cè)為供觀光用的主干道，所述水輪發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與壩體上控制室中的變電整流裝置進(jìn)行電連接。所述壩體垂直于海岸線或與海岸線成一角度。所述壩體涵洞成一排或多排布置，上下排之間的的壩體涵洞相互錯(cuò)位。所述壩體涵洞的取水口采用擴(kuò)口形結(jié)構(gòu)。采用上述的技術(shù)方案，考慮到沿著海岸線在漲潮落潮時(shí)存在潮流落差，在垂直于海岸線或與海岸線成一定角度建立一定長度水壩，將水壩左右側(cè)的潮水分離，形成水位差。在壩體的水面下修建一定尺寸的涵洞，各個(gè)涵洞間的距離要保持一定距離，使各個(gè)涵洞入口處的水流不相互影響；在水深處，在壩體上可布置多排涵洞，各排涵洞錯(cuò)位布置。涵洞用于對海水整流和安裝水輪機(jī)以及發(fā)電。在涵洞的取水口處安裝導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片固定在涵洞中，導(dǎo)流葉片不能旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)流葉片使不同來流方向的海水經(jīng)過導(dǎo)葉轉(zhuǎn)化為平順的流體，海水在涵洞中按照一定方向旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。涵洞的取水口建為廣口型，使取水的面積更大。在涵洞中間段，水輪機(jī)葉輪之前，安裝一組導(dǎo)流葉片，此導(dǎo)葉也不旋轉(zhuǎn)，此導(dǎo)葉可隨著來流速度的不同而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)之后的水流和水輪機(jī)葉片之間產(chǎn)生最優(yōu)攻角。海水推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過壩體電纜廊道輸出，并網(wǎng)供電。壩體的上方修建風(fēng)力發(fā)電，使得在近海處安裝風(fēng)電機(jī)組更加容易；同時(shí)在壩體上方空余的位置安裝光伏發(fā)電設(shè)備，更加有效的利用壩體，對可再生資源進(jìn)行綜合利用。此外，這一綜合發(fā)電系統(tǒng)可進(jìn)行旅游開發(fā)，向更多的人們普及可再生能源開發(fā)與利用的知識(shí)。本發(fā)明的有益效果是:這種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)利用一水壩的一端連接海岸線，在漲潮落潮時(shí)水壩的壩體兩側(cè)存在潮流落差，壩體的低潮位線I米以下設(shè)有多個(gè)壩體涵洞，在壩體涵洞內(nèi)從取水口起依次設(shè)有第一級導(dǎo)流器、第二級導(dǎo)流器和水輪發(fā)電機(jī)組，在壩體上一側(cè)布置光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，另一側(cè)為供觀光用的主干道，所述水輪發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與壩體上控制室中的變電整流裝置進(jìn)行電連接。該發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)考慮到沿著海岸線在漲潮落潮時(shí)存在潮流落差，充分利用壩體的有利條件，綜合利用潮流能、風(fēng)能和太陽能。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。圖1為一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)的局部布置圖。圖2為一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)壩體涵洞的剖面圖。圖3為一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)壩體涵洞的局部布置圖。圖中:1、變電整流裝置，2、主干道，3、光伏發(fā)電板，4、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，5、壩體，6、第一級固定導(dǎo)葉，7、第一級導(dǎo)葉中間固定軸，8、第二級導(dǎo)葉固定軸，9、第二級導(dǎo)葉，10、第二級導(dǎo)葉固定支架，11水輪機(jī)葉片，12、水輪機(jī)主軸，13、水輪發(fā)電機(jī)組，14、水輪機(jī)固定支架，15、壩體涵洞，16、海平面。
具體實(shí)施例方式筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)利用一水壩的一端連接海岸線，壩體5垂直于海岸線或與海岸線成一角度。在漲潮落潮時(shí)水壩的壩體5兩側(cè)存在潮流落差，在壩體5的低潮位線I米以下設(shè)有多個(gè)壩體涵洞15，壩體涵洞15成一排或多排布置，上下排之間的的壩體涵洞15相互錯(cuò)位，壩體涵洞15的取水口采用擴(kuò)口形結(jié)構(gòu)。在壩體涵洞15內(nèi)從取水口起依次設(shè)有第一級導(dǎo)流器、第二級導(dǎo)流器和水輪發(fā)電機(jī)組13。第一級導(dǎo)流器包括4個(gè)周邊固定在涵洞壁上的第一級固定導(dǎo)葉6，第一級固定導(dǎo)葉6的另一邊連接第一級導(dǎo)葉中間固定軸7。第二級導(dǎo)流器把與第二級導(dǎo)葉固定軸8固定連接的第二級導(dǎo)葉固定支架10固定在涵洞壁上，4個(gè)第二級導(dǎo)葉9與第二級導(dǎo)葉固定軸8為活動(dòng)連接。水輪發(fā)電機(jī)組13安裝在固定于涵洞壁上的水輪機(jī)固定支架14上。在壩體5上一側(cè)布置光伏發(fā)電板3和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組4,另一側(cè)為供觀光用的主干道2。水輪發(fā)電機(jī)組13、光伏發(fā)電板3和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組4與壩體5上控制室中的變電整流裝置I進(jìn)行電連接。 圖1為一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)的局部布置圖。在壩體5上方安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)組4，要求各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組4之間不會(huì)發(fā)生相互影響；壩體上方安裝完風(fēng)機(jī)之后還有很大的空間沒有被利用，因此在這些空余的空間安裝光伏發(fā)電板3，進(jìn)行太陽能發(fā)電。由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組4、光伏發(fā)電板3和水輪發(fā)電機(jī)組13運(yùn)行產(chǎn)生的電能通過電線傳輸?shù)阶冸娬餮b置I上，經(jīng)過變電整流之后，形成市場上所用電能的標(biāo)準(zhǔn)輸出供電。主干道2是為了方便工作人員在壩體上工作，同時(shí)在發(fā)電系統(tǒng)竣工之后，供參觀旅游人員在壩體上參觀使用。圖2為一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)壩體涵洞的剖面圖。海水潮流在沿海岸線方向產(chǎn)生水位差，在垂直海岸線方向建立攔水壩體5，在壩體上開涵洞，海水由涵洞流入，從水位高的一側(cè)流向水位低的一側(cè)。在涵洞的取水口處，海水流經(jīng)第一級固定導(dǎo)葉6，由導(dǎo)葉將流向混亂的海水整流為流向統(tǒng)一的海水，海水在涵洞中旋轉(zhuǎn)著向涵洞中流動(dòng)，經(jīng)過在涵洞中流動(dòng)，在流到涵洞中部時(shí)流動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。再通過第二級導(dǎo)葉9，第二級導(dǎo)葉的相對位置可以調(diào)節(jié)，將其調(diào)節(jié)為合適的方向，將海水的流向改變?yōu)榇怪焙唇孛娴乃鳎蚋臑榕c葉片形成最佳攻角的水流方向。之后海水通過水輪機(jī)葉片11的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動(dòng)能，再由水輪機(jī)主軸12將動(dòng)能傳遞到水輪發(fā)電機(jī)組13，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，輸出到變電整流設(shè)備。圖3為一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)壩體涵洞的局部布置圖。壩體5垂直或與海岸線成一定角度建立，在海平面16之下一定距離的壩體上修建壩體涵洞15，使各個(gè)涵洞入口處的水流不相互影響， 在水深處，在壩體上可布置多排涵洞，各排涵洞最好錯(cuò)位布置。
權(quán)利要求
1.一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，利用一水壩的一端連接海岸線，在漲潮落潮時(shí)水壩的壩體(5)兩側(cè)存在潮流落差，其特征是:所述壩體(5)的低潮位線I米以下設(shè)有多個(gè)壩體涵洞(15)，在壩體涵洞(15)內(nèi)從取水口起依次設(shè)有第一級導(dǎo)流器、第二級導(dǎo)流器和水輪發(fā)電機(jī)組(13)，所述第一級導(dǎo)流器包括3-6個(gè)周邊固定在涵洞壁上的第一級固定導(dǎo)葉(6)，第一級固定導(dǎo)葉(6)的另一邊連接第一級導(dǎo)葉中間固定軸(7)，所述第二級導(dǎo)流器把與第二級導(dǎo)葉固定軸(8)固定連接的第二級導(dǎo)葉固定支架(10)固定在涵洞壁上，3-6個(gè)第二級導(dǎo)葉(9)與第二級導(dǎo)葉固定軸(8)為活動(dòng)連接，水輪發(fā)電機(jī)組(13)安裝在固定于涵洞壁上的水輪機(jī)固定支架(14)上；在壩體(5)上一側(cè)布置光伏發(fā)電板(3)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(4),另一側(cè)為供觀光用的主干道(2)，所述水輪發(fā)電機(jī)組(13)、光伏發(fā)電板(3)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(4)與壩體(5 )上控制室中的變電整流裝置(I)進(jìn)行電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述壩體(5)垂直于海岸線或與海岸線成一角度 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述壩體涵洞(15)成一排或多排布置，上下排之間的的壩體涵洞(15)相互錯(cuò)位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，其特征是:所述壩體涵洞(15)的取水口采用擴(kuò)口形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)，集觀光與發(fā)電為一體的綜合系統(tǒng)。這種筑壩式潮流能發(fā)電系統(tǒng)利用一水壩的一端連接海岸線，在漲潮落潮時(shí)水壩的壩體兩側(cè)存在潮流落差，壩體的低潮位線1米以下設(shè)有多個(gè)壩體涵洞，在壩體涵洞內(nèi)從取水口起依次設(shè)有第一級導(dǎo)流器、第二級導(dǎo)流器和水輪發(fā)電機(jī)組，在壩體上一側(cè)布置光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，另一側(cè)為供觀光用的主干道，所述水輪發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與壩體上控制室中的變電整流裝置進(jìn)行電連接。該發(fā)電系統(tǒng)考慮到沿著海岸線在漲潮落潮時(shí)存在潮流落差，充分利用壩體的有利條件，綜合利用潮流能、風(fēng)能和太陽能。
文檔編號(hào)F03B13/26GK103216380SQ201310163209
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月7日
發(fā)明者宿曉輝, 曹耀, 張建濤, 張凱琳, 張慧穎, 曹元偉, 韓瑞琦 申請人:大連理工大學(xué)