一种自适应的潮流能发电装置

本申请涉及一种潮流能发电装置，特别是涉及一种自适应的潮流能发电装置。

背景技术：

1、潮流能是海洋可再生能源的重要分支，相比其他能源相比具有许多优势。潮流能能流密度更集中，可预测性强，而且能量较稳定，开发潮流能对满足未来能源补充需求具有重大意义。但是，海上单一能源的利用经常存在不稳定、成本高等问题，开发具有成本效益的发电技术、优化海洋空间电力生产逐渐成为主流。其中多种获能方式结合的混合概念被认为是一种有效的解决方案。

2、目前风能利用技术较为成熟，且逐渐将风力机放置在远海浮式平台上进行发电获能，但是通常风力机只有20％-30％的时间可以捕获能量，这大大增加了获能系统单位面积的获能成本，因此学者、企业开始在浮式风机水下集成海流能发电装置，以此来提升装置单位面积的发电效率。常见的海流能转换装置有旋转类水轮机、振荡水翼以及其他形式。但无论哪种形式，都需要保证发电装置正对来流才能保证最优的发电效率。如果海流能发电装置朝向与来流方向呈现一定夹角，不仅会影响发电效率，甚至在夹角过大时会出现装置无法运行的情况。因此时刻保证海流能发电装置朝向与来流方向一致十分必要。

3、海流尤其是深远海地区的海流方向较为复杂，不同于江河、海峡等地的潮流方向单一，因此在远海浮式平台上集成海流能发电装置需要考虑如何确保装置可以以最优功率进行发电，即如何确保海流能发电装置的朝向与来流方向一致，成为当前业界需要改进的目标。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种自适应的潮流能发电装置，此装置确保集成于浮式平台上的振荡翼潮流能发电装置能时刻与来流方向保持一致。

2、本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：

3、本申请提供一种自适应的潮流能发电装置，包括集成于浮式平台上的振荡翼潮流能发电装置，以及还包括驱动机构，测流单元，制动装置，监测模块，控制系统；

4、所述测流单元包括第一模块、第二模块，所述第一模块通过方向传感器获取来流方向，所述第二模块通过力传感器确定来流方向；

5、所述驱动机构包括第一底板、第二底板、驱动电机、轴承；

6、所述第一底板与浮式平台固定连接，所述第二底板位于所述第一底板下方并通过所述轴承与所述第一底板可转动地连接；

7、所述监测模块用于获取振荡翼潮流能发电装置的偏航角度；

8、所述控制系统基于所述来流方向控制所述振荡翼潮流能发电装置的偏航角度。

9、为了获取来流方向，优选地，所述第一模块包含连杆、方向传感器和导流翼，所述连杆的上端固定于所述第一底板，下端通过所述方向传感器与所述导流翼可转动地连接，所述导流翼置于水下；所述方向传感器通过对比所述导流翼相对所述第一底板转动角度获取来流方向并转换成电信号传送给控制系统。

10、当方向传感器损坏或因环境等环境因素，第一模块不能正常工作，进一步地，所述第二模块固定于所述振荡翼潮流发电装置上，包含第一力传感器和第二力传感器；

11、进一步地，所述第二模块固定于所述振荡翼潮流发电装置上，包含第一力传感器和第二力传感器；所述第一方向和第二方向位于同一平面内相交。

12、为了监测到振荡翼发电装置的朝向，优选地，所述监测模块用于监测所述振荡翼发电装置的朝向，其中所述朝向通过编码器对所述发电装置的转动角度进行监测得到；所述监测模块将监测所得数据转换成电信号传送给控制系统。

13、进一步地，通过对比所述测试单元获取的来流方向和所述监测模块监测到的振荡翼发电装置的转动朝向，所述控制系统控制驱动机构转动使得所述朝向和所述来流方向一致。

14、进一步地，所述驱动机构的轴承包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈与第一底板固定连接，所述轴承外圈与第二底板固定连接；所述驱动电机固定于第一底板上且驱动电机齿轮与轴承外圈齿轮相啮合，所述第二底板通过支撑架固定所述振荡翼发电装置；驱动机构可以带动整个振荡翼发电装置转动。

15、进一步地，所述制动装置包括多个制动钳和制动盘，所述制动钳固定于第一底板上，所述制动盘与所述轴承外圈相连接且固定于第二底板上。

16、进一步地，通过所述监测模块监测所述振荡翼发电装置的朝向和来流方向一致或转速过快导致转角过大，所述控制系统控制制动装置进行制动。所述控制系统设置在所述浮式平台内，可以避免风雨造成零件损害，延长使用寿命。

17、本申请的实施例提供的一种自适应的潮流能发电装置至少具有以下有益效果：

18、控制系统通过比较测流单元获取的来流方向以及监控模块监测的振荡翼发电装置的朝向，控制驱动机构带动振荡翼发电装置转动，整个装置结构设计合理，便于维护，无需转动浮式平台即可自适应地以最优功率进行潮流能发电；

19、通过方向传感器及压力传感器分别对来流方向进行监测，有效提升了检测精度及稳定性，避免了方向传感器由于海流等环境因素出现损坏时无法准确获取来流方向的问题。

技术特征：

1.一种自适应的潮流能发电装置，包括集成于浮式平台上的振荡翼潮流能发电装置，

2.根据权利要求1所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的自适应的潮流能发电装置，其特征在于：

技术总结本申请提供一种自适应的潮流能发电装置，包括集成于浮式平台上的振荡翼潮流能发电装置以及驱动机构，测流单元，制动装置，监测模块，控制系统；测流单元通过方向传感器及力传感器确定来流方向；驱动机构包括第一底板、第二底板、驱动电机、轴承；第一底板与浮式平台固定连接，第二底板位于第一底板下方并通过轴承与第一底板可转动地连接；监测模块用于获取振荡翼潮流能发电装置的偏航角度；控制系统基于来流方向控制驱动机构调整振荡翼潮流能发电装置的偏航角度。本申请的技术方案能够自适应地实现潮流能最优发电，结构简单、维护方便。技术研发人员：何广华,姜泽成,何润华,莫惟杰受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）技术研发日：20231012技术公布日：2024/6/18