一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置

本发明涉及的海上漂浮式光伏发电基础设施，是一种利用清洁能源发电，包括海洋波浪能和海上太阳能发电的装置，属于海上漂浮式光伏发电领域。

背景技术：

1、相比于陆上光伏，海上光伏可以有效节省土地资源，水冷效果能增加发电量，促进相关企业发展与转型，应用前景广阔。由于海上环境复杂多变，其漂浮式光伏基础形式和连接方式呈现多样化，需要满足结构安全性、耐久性和经济性的要求。海上三角形组合漂浮式光伏是将光伏板放置在张紧的张弦拉索上，可以减少浮体重量和钢材的使用量，光伏板远离水面，受到波浪冲击力小，结构稳定性好。然而该结构抵抗波浪上浪的能力较差，整体随浪性不好，光伏板需加高。

2、海上光伏可以利用白天的太阳能进行发电，然而当天气不好光照不强或者夜晚没有光照的时候，光伏板发电量受到影响，所以在海上仅利用光伏发电成本较高，应尽可能利用更多的海洋资源，促进海上光伏多元化发展。

技术实现思路

1、本发明提出一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，该装置水下部分利用波浪能发电，水上结构光伏板布置在张紧拉索上利用太阳能发电。结合光伏板和波浪能发电，能够在光伏板发电量受到光照影响的时候利用海洋波浪能发电来补充，有效提高发电量，减少光伏发电空档期；

2、海上漂浮式光伏刚性的基础结构在海中跟随波浪浮动的能力差，在刚性结构中间设置转动的叶片能够消耗结构内部波浪能量，减小波浪高度，可作为一种消浪措施。

3、结构外形为方型，整体可以实现模块化拼接，施工方便。

4、本发明采用的技术方案是：

5、一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，包括四周设有的浮箱形成的浮体单元，浮箱上设有横向和纵向的立杆桁架，其中纵向的立杆桁架两端分别连在相对的浮箱上，该纵向的立杆桁架上部布设张弦拉索，光伏组件通过卡具固定在张弦拉索上；横向的立杆桁架设置在另一侧浮箱的中间位置并与浮箱相连接，该横向的立杆桁架底部设有波浪能发电机构；所述的波浪能发电机构包括中心壳、机箱、转轴，转轴底部设有旋转隔板，通过旋转隔板在波浪作用下的旋转，实现波浪能发电。

6、进一步的，所述的机箱内设有依次连接的主轴承、行星齿轮变速箱、制动器、发电机，当主轴承转动时，通过行星齿轮变速箱提高转速，主轴承带动发电机的转子转动，切割磁感线进行发电。

7、进一步的，所述的机箱分为竖直设置和水平设置，横向的立杆桁架与竖直设置的机厢相连，水平设置的机箱通过中心壳与竖直设置的机厢相连，水平设置的机箱上设有转轴。

8、进一步的，水平设置的机箱及转轴呈十字垂直设置，与转轴相连接的旋转隔板置于水中，当波浪入射方向与旋转隔板间有角度时，相对流速有冲角，旋转隔板产生正向或反向转动，转轴连接水平机厢进行发电；当波浪顺旋转隔板方向流动时，产生推力使旋转隔板沿中心发生转动，带动竖直机厢发电；旋转隔板远离中心的位置连接弧形头。

9、进一步的，转轴的内部设置内齿轮，并与设有的齿轮相连，用于放大旋转隔板沿着转轴发生转动时的转动角度。

10、进一步的，中心壳上布置测波仪，用于测量波浪的强度。

11、进一步的，浮箱两端设置端帽，端帽上部有盖板，用于连接立杆桁架，浮箱的中心位置设置连接板，端帽和连接板两侧均有耳板，用于连接锚链。

12、进一步的，锚链设置在浮箱上。

13、有益效果是：

14、本发明提供的一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，在三角型组合海上漂浮式光伏的基础上，融合波浪发电，克服光伏发电在光照不好或者没有光照情况下发电量不高的问题；可以作为一种消浪结构，降低内部波浪越浪高度；整体结构设计紧凑，形式多变，适应于多种海上环境，有商业价值。

1.一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：包括四周设有浮箱(1)形成的浮体单元(21)，浮箱(1)上设有横向和纵向的立杆桁架(2)，其中纵向的立杆桁架(2)两端分别连在相对的浮箱(1)上，该纵向的立杆桁架(2)上部布设张弦拉索(3)，光伏组件(4)通过卡具固定在张弦拉索(3)上；横向的立杆桁架(2)设置在另一侧浮箱(1)的中间位置并与浮箱相连接，该横向的立杆桁架(2)底部设有波浪能发电机构；所述的波浪能发电机构包括中心壳(20)、机箱(13)、转轴(6)，转轴(6)底部设有旋转隔板(5)，通过旋转隔板(5)在波浪作用下的旋转，实现波浪能发电。

2.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：所述的机箱(13)内设有依次连接的主轴承(9)、行星齿轮变速箱(10)、制动器(12)、发电机(11)，当主轴承(9)转动时，通过行星齿轮变速箱(10)提高转速，主轴承(9)带动发电机(11)的转子转动，切割磁感线进行发电。

3.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：所述的机箱(13)分为竖直设置和水平设置，横向的立杆桁架(2)与竖直设置的机厢相连，水平设置的机箱通过中心壳(20)与竖直设置的机厢相连，水平设置的机箱上设有转轴(6)。

4.根据权利要求3所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：水平设置的机箱及转轴(6)呈十字垂直设置，与转轴(6)相连接的旋转隔板(5)置于水中，当波浪入射方向与旋转隔板(5)间有角度时，相对流速有冲角，旋转隔板(5)产生正向或反向转动，转轴(6)连接水平机厢进行发电；当波浪顺旋转隔板(5)方向流动时，产生推力使旋转隔板(5)沿中心发生转动，带动竖直机厢发电；旋转隔板(5)远离中心的位置连接弧形头(7)。

5.根据权利要求3所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：转轴(6)的内部设置内齿轮，并与设有的齿轮(8)相连，用于放大旋转隔板(5)沿着转轴(6)发生转动时的转动角度。

6.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：中心壳(20)上布置测波仪(19)，用于测量波浪的强度。

7.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：浮箱(1)两端设置端帽(14)，端帽(14)上部有盖板(15)，用于连接立杆桁架(2)，浮箱(1)的中心位置设置连接板(16)，端帽(14)和连接板(16)两侧均有耳板(18)，用于连接锚链(17)。

8.根据权利要求7所述的海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置，其特征是：锚链(17)设置在浮箱(1)上。