海流風力三體發(fā)電船及其發(fā)電方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水能發(fā)電和風力發(fā)電的技術領域，尤其涉及海流風力三體發(fā)電船及其發(fā)電方法。
【背景技術】
[0002]電能是人類社會發(fā)展過程以及人們生產生活中不可或缺的能源，電能在生產、傳送、使用中比其他能源更易于調控，因此，它是最理想的二次能源。隨著社會工業(yè)的不斷發(fā)展，各個國家和地區(qū)對電能的需求量也越來越大，如果發(fā)電方式單一，發(fā)電技術不完善，再加上可再生能源資源的消耗，通常會造成電能供不應求，不能滿足人們日常的生產生活需求。
[0003]發(fā)電在電力工業(yè)中處于中心地位，決定著電力工業(yè)的規(guī)模，也影響到電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電等各個環(huán)節(jié)的發(fā)展，甚至影響到整個國家社會工業(yè)的發(fā)展。目前，主要的發(fā)電形式有火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電，其他能源發(fā)電形式雖然有多種，比如風力發(fā)電、地熱發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等，但規(guī)模都不大。
[0004]各國的主要發(fā)電形式因各國能源資源的構成不同而異，我國目前主要發(fā)電形式比較單一，主要以火力發(fā)電為主，火力發(fā)電一般是指利用石油、煤炭和天然氣等燃料燃燒時產生的熱能來加熱水，使水變成高溫、高壓水蒸氣，然后再由水蒸氣推動發(fā)電機來發(fā)電的方式的總稱，由于火力發(fā)電會消耗大量的化石燃料，會造成可再生資源越來越緊缺，嚴重危害能源安全，并且火力發(fā)電會產生大量粉塵和有毒有害氣體，嚴重污染人類的生存環(huán)境和影響人們的身體健康，因此，需要進一步調整我國火力發(fā)電行業(yè)的結構，推動其他發(fā)電形式的發(fā)展。
[0005]水能是一種取之不盡、用之不竭、可再生的清潔能源，利用水能發(fā)電具有能源可再生、發(fā)電成本低、無污染的優(yōu)點，我國的水力資源雖然豐富，但受經濟、技術等因素所限，水力發(fā)電占總發(fā)電的比重很小，水力發(fā)電的成本仍然較高，因此，針對我國水力資源比較豐富而開發(fā)程度較低的現(xiàn)狀，我國需要降低水力發(fā)電成本，提高水能轉化成電能的效率，優(yōu)先大力發(fā)展水力發(fā)電。
[0006]目前，水力發(fā)電通常采用興建水電站的方式來進行發(fā)電，一次性投資大、成本較高，建設周期長，資金周轉慢；另一方面，建設水電站后，也可能出現(xiàn)泥沙淤積，淹沒良田、森林和古跡等文化設施，庫區(qū)附近可能造成疾病傳染，建設大壩還可能影響魚類的生活和繁衍，庫區(qū)周圍地下水位大大提高會對其邊緣的果樹、作物生長產生不良影響；大型水電站建設還可能影響流域的氣候，導致干旱或洪水，特別是大型水庫還有誘發(fā)地震的可能。
[0007]為解決興建水電站帶來的問題，水能發(fā)電被應用到發(fā)電船上。例如中國專利文件CN201424115在2010年3月17日公開了一種聯(lián)體水力發(fā)電船，包括固定件連接的兩艘以上并行排列的船體，船體上安裝有水葉輪座以及水葉輪，水葉輪座通過傳動系統(tǒng)連接有傳動軸，傳動軸連接變速箱后連接發(fā)電機，船體上固定有卷纜輪，卷纜輪旋繞有定位纜。本實用新型可設置在單流向的江面或雙流向的江河水面，船頭和船尾靠固定纜加錨固定船體，使船體呈順流方向固定，當水流動時推動水葉輪轉動，經過傳動系統(tǒng)到達變速箱，使轉速提高并達到指標時產生電源。
[0008]現(xiàn)有技術中的發(fā)電船不能充分利用水能，發(fā)電效率較低，發(fā)電成本高，而且沒有將水能發(fā)電和風力發(fā)電都結合在發(fā)電船上，發(fā)電船的發(fā)電形式比較單一。
[0009]風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。風能是沒有公害的能源之一，取之不盡、用之不竭，對于缺水、缺燃料和交通不便的沿海島嶼、草原牧區(qū)、山區(qū)和高原地帶，因地制宜地利用風力發(fā)電，非常適合，大有可為，采用風力發(fā)電具有可再生、環(huán)境效益好的優(yōu)點。我國風力發(fā)電雖然快速發(fā)展，但是風力發(fā)電成本仍然較高，風能轉化為電能的效率低，因此還要進一步開發(fā)我國的風能資源，進一步提高風力發(fā)電水平和技術。風力發(fā)電主要包括兩種:一種是水平軸風力發(fā)電，其風輪軸與風向平行；另一種是垂直軸風力發(fā)電機，其風輪軸垂直于地面或者氣流方向。目前應用最廣泛的是水平軸風力發(fā)電，但是水平軸風力發(fā)電機制作成本高，結構復雜，維護困難，相對于水平軸風力發(fā)電機，垂直軸風力發(fā)電機結構簡單、成本較低、維護容易，而且風能利用率相對較高。
[0010]現(xiàn)有的垂直軸風力發(fā)電通常包括風輪軸和風輪葉，在風力的作用下，風輪葉上圍繞風輪軸轉動，但風輪葉的形狀固定，通常與空氣和風力的接觸面積也固定，這樣會造成風輪葉遇到的空氣阻力較大，發(fā)電效率低，風能利用率低，發(fā)電成本高，而且沒有將風力發(fā)電和水能發(fā)電都結合在發(fā)電船上，發(fā)電船的發(fā)電形式比較單一。

【發(fā)明內容】

[0011]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一下技術方案:
[0012]海流風力三體發(fā)電船，包括海流發(fā)電裝置和風力發(fā)電裝置；
[0013]該海流發(fā)電裝置包括三個船體，相鄰船體之間并排連接在一起形成所述三體發(fā)電船，在相鄰船體之間設有水輪，水輪均安裝在水平設置的水輪軸上，該水輪包括若干個水輪框架，每個水輪框架與水輪軸連接并沿該水輪軸的周向均勻布置，在每個水輪框架的端部設有開口與水流方向相對的勺狀水輪葉；
[0014]該風力發(fā)電裝置包括風輪，該風輪安裝在與風向垂直的風輪軸上，該風輪包括若干個風輪框架，每個風輪框架與風輪軸連接并沿該風輪軸的周向均勻布置，在每個風輪框架的端部依次排列設有若干個可以自動關閉或者自動打開的通風門；
[0015]該水輪軸和風輪軸均與變速箱連接，該變速箱與發(fā)電機連接并帶動該發(fā)電機發(fā)電。
[0016]進一步地，相鄰兩個風輪框架通過連接架連接在一起，該連接架的一端固定在相鄰的一個風輪框架上靠近所述風輪軸的三分之一處，該連接架的另一端固定在相鄰的另一個風輪框架的端部。
[0017]進一步地，在所述連接架和風輪框架之間設置固定架，該固定架的一端固定在風輪框架上并設置在靠近所述風輪軸的通風門旁，該固定架的另一端固定在連接架上。
[0018]進一步地，在所述固定架上設置擋板，同時在固定架與所述風輪框架、連接架之間形成的三角形區(qū)域的頂部和底部設置擋板，三個擋板之間形成聚風區(qū)并與風向相對。
[0019]進一步地，所述每個風輪框架上設有至少一根固定繩，該固定繩的一端與所述風輪軸連接并設置在所述風輪框架的上方，該固定繩的另一端與所述風輪框架的頂部連接。
[0020]進一步地，所述風輪框架的端部向外延伸設有弧狀伸出臂。
[0021]進一步地，所述伸出臂設置在沿逆風向旋轉并與風輪框架的夾角為30?45°的位置處。
[0022]進一步地，在所述風輪軸的頂部設置照明燈。
[0023]海流風力三體發(fā)電船的發(fā)電方法，包括海流發(fā)電和風力發(fā)電；
[0024]所述海流發(fā)電是在海流的沖擊下帶動水輪旋轉，水輪通過水輪軸將動力輸出給所述變速箱，該變速箱再將動力輸送給發(fā)電機并帶動該發(fā)電機發(fā)電；
[0025]所述風力發(fā)電是在風力的作用下帶動風輪旋轉，風輪通過風輪軸將動力輸出給所述變速箱，該變速箱再將動力輸送給發(fā)電機并帶動該發(fā)電機發(fā)電。
[0026]進一步地，所述風力發(fā)電包括以下步驟:
[0027](I)在風力的作用下帶動風輪旋轉，當風輪框架轉動到與風向垂直時，風輪框架上的通風門打開并與該風輪框架垂直；
[0028](2)風輪繼續(xù)