本發(fā)明屬于海上發(fā)電，涉及一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及發(fā)電方法。

背景技術(shù)：

1、隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場需求的變化，海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備將不斷向更高效、更智能、更可靠的方向發(fā)展。例如，通過采用新材料、新技術(shù)和新工藝等手段提高設(shè)備性能和降低運(yùn)維成本；同時(shí)加強(qiáng)智能化、數(shù)字化技術(shù)在設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維等方面的應(yīng)用以提高整體效率和安全性，在全球應(yīng)對氣候變化的背景下，綠色低碳將成為海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備發(fā)展的重要方向。通過采用低碳環(huán)保的材料和工藝、優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)維方式等手段減少碳排放和環(huán)境污染；同時(shí)加強(qiáng)與其他可再生能源的協(xié)同發(fā)展以實(shí)現(xiàn)綠色低碳的能源轉(zhuǎn)型。

2、海上發(fā)電設(shè)備的建設(shè)相比陸地風(fēng)電項(xiàng)目更為復(fù)雜且建設(shè)工程量大，由于海洋環(huán)境的特殊性，如強(qiáng)風(fēng)、大浪、海水腐蝕等，對設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)維都提出了更高要求。同時(shí)，海上發(fā)電設(shè)備大多數(shù)是固定的，被安裝在特定的海域并固定不動(dòng)，這種固定式的發(fā)電方式雖然有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和維護(hù)，但卻限制了其對海上作業(yè)船只的供電能力。因?yàn)楹Ｉ献鳂I(yè)船只通常需要在不同的海域進(jìn)行作業(yè)，而固定式的發(fā)電設(shè)備無法隨船移動(dòng)并提供電力支持，這在一定程度上降低了海上船只的作業(yè)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中海上發(fā)電設(shè)備的建設(shè)相比陸地風(fēng)電項(xiàng)目更為復(fù)雜且建設(shè)工程量大，設(shè)備建設(shè)的難度性高，同時(shí)海上發(fā)電設(shè)備大多數(shù)是固定的，無法隨船移動(dòng)并提供電力支持，這在一定程度上降低了海上船只的作業(yè)效率的問題，提供一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及發(fā)電方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，包括連接繩，所述連接繩一端連接浮力球，另一端連接固定錨，所述浮力球漂浮在空中；

4、所述連接繩上設(shè)置發(fā)電單元，所述發(fā)電單元的驅(qū)動(dòng)端連接葉片；

5、當(dāng)葉片在風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)電單元發(fā)電。

6、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述連接繩上設(shè)置固定架，所述發(fā)電單元設(shè)置在固定架上。

7、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述固定架包括連接桿，所述連接桿固定在連接繩上，所述連接桿的下端連接橫桿，橫桿遠(yuǎn)離連接桿的一端連接豎桿，所述豎桿遠(yuǎn)離橫桿的一端與連接桿相連；

8、所述發(fā)電單元固定在橫桿上。

9、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述發(fā)電單元通過螺栓固定在橫桿上。

10、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述橫桿通過焊接連接豎桿和連接桿。

11、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述葉片連接葉輪軸，所述葉輪軸連接齒輪箱，所述齒輪箱連接發(fā)電發(fā)電機(jī)軸，所述發(fā)電機(jī)軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電單元。

12、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述齒輪箱的輸出端和發(fā)電機(jī)軸之間設(shè)置聯(lián)軸器。

13、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述齒輪箱的輸入端和葉輪軸的連接處設(shè)置軸承套。

14、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，所述連接繩為鋼絲繩或碳纖維復(fù)合材料繩。

15、一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電方法，包括以下步驟：

16、給浮力球充氣，使浮力球漂浮在空中，配合下方的固定錨的牽引，發(fā)電單元通過連接繩懸浮在空中；

17、風(fēng)力吹動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片帶動(dòng)發(fā)電單元的驅(qū)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電單元發(fā)電。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明公開了一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，與傳統(tǒng)的固定式海上風(fēng)電場相比，本裝置通過浮力球、連接繩和固定錨的配合，將發(fā)電單元懸浮于空中，利用海風(fēng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電，可以根據(jù)海上風(fēng)浪情況，調(diào)節(jié)連接繩的長度，進(jìn)而調(diào)整葉片的高度，最大化地捕捉風(fēng)能資源，本裝置為非固定性的，通過固定錨就可以改變整個(gè)裝置的布置位置，可以根據(jù)海上風(fēng)向的變化或作業(yè)船只的用電需求進(jìn)行快速調(diào)整位置，裝置布置更靈活，且本裝置相當(dāng)于傳統(tǒng)的海上發(fā)電設(shè)備，結(jié)構(gòu)更為簡潔，減少了制造、安裝和維護(hù)的復(fù)雜性。

20、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，連接繩上設(shè)置固定架，所述發(fā)電單元設(shè)置在固定架上，固定架為發(fā)電單元提供了一個(gè)穩(wěn)固的安裝平臺，減少了因風(fēng)力波動(dòng)或海浪影響而導(dǎo)致的設(shè)備晃動(dòng)，從而增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

21、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，橫桿、豎桿和連接桿的配合，能夠有效地分散和抵抗來自不同方向的風(fēng)力和海浪產(chǎn)生的振動(dòng)，減少因晃動(dòng)而導(dǎo)致的損壞風(fēng)險(xiǎn)。

22、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，發(fā)電單元通過螺栓固定在橫桿上，采用螺栓固定方式，可以確保發(fā)電單元與橫桿之間的連接緊密且牢固。

23、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，橫桿通過焊接連接豎桿和連接桿，可以確保它們之間的連接非常牢固，能夠承受海上復(fù)雜環(huán)境帶來的各種力和振動(dòng)，不易發(fā)生松動(dòng)或變形，從而增強(qiáng)整個(gè)固定架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

24、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，齒輪箱的設(shè)計(jì)能夠有效減少旋轉(zhuǎn)過程中的振動(dòng)和噪音，可以提高整個(gè)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和延長設(shè)備壽命。

25、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，齒輪箱的輸出端和發(fā)電機(jī)軸之間設(shè)置聯(lián)軸器，聯(lián)軸器在齒輪箱和發(fā)電機(jī)軸之間起到了緩沖和減震的作用，保護(hù)發(fā)電機(jī)軸和齒輪箱不受損壞，增強(qiáng)連接的穩(wěn)定性和安全性。

26、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，齒輪箱的輸入端和葉輪軸的連接處設(shè)置軸承套，軸承套為葉輪軸和齒輪箱之間的連接提供了堅(jiān)固的支撐和固定，確保葉輪軸在旋轉(zhuǎn)過程中能夠保持穩(wěn)定的軸心位置，減少因振動(dòng)或外力作用而產(chǎn)生的偏移或晃動(dòng)。

27、進(jìn)一步的，本發(fā)明中，連接繩為鋼絲繩或碳纖維復(fù)合材料繩，無論是鋼絲繩還是碳纖維復(fù)合材料繩，都能為氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的連接。

28、本發(fā)明還公開了一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電方法，與傳統(tǒng)的固定式海上風(fēng)電場相比，本裝置通過浮力球、連接繩和固定錨的配合，將發(fā)電單元懸浮于空中，利用海風(fēng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電，可以根據(jù)海上風(fēng)浪情況，調(diào)節(jié)連接繩的長度，進(jìn)而調(diào)整葉片的高度，最大化地捕捉風(fēng)能資源，本裝置為非固定性的，通過固定錨就可以改變整個(gè)裝置的布置位置，可以根據(jù)海上風(fēng)向的變化或作業(yè)船只的用電需求進(jìn)行快速調(diào)整位置，裝置布置更靈活，提高了船只的作業(yè)效率。且本裝置相當(dāng)于傳統(tǒng)的海上發(fā)電設(shè)備，結(jié)構(gòu)更為簡潔，減少了制造、安裝和維護(hù)的復(fù)雜性。

技術(shù)特征：

1.一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，包括連接繩(2)，所述連接繩(2)一端連接浮力球(1)，另一端連接固定錨(9)，所述浮力球(1)漂浮在空中，所述固定錨(9)位于海水中；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述連接繩(2)上設(shè)置固定架(7)，所述發(fā)電單元設(shè)置在固定架(7)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述固定架(7)包括連接桿，所述連接桿固定在連接繩(2)上，所述連接桿的下端連接橫桿，所述橫桿遠(yuǎn)離連接桿的一端連接豎桿，所述豎桿遠(yuǎn)離橫桿的一端與連接桿相連；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)電單元通過螺栓固定在橫桿上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述橫桿通過焊接連接豎桿和連接桿。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述葉片(11)連接葉輪軸(10)，所述葉輪軸(10)連接齒輪箱(3)，所述齒輪箱(3)連接發(fā)電發(fā)電機(jī)軸(12)，所述發(fā)電機(jī)軸(12)用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電單元發(fā)電。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述齒輪箱(3)的輸出端和發(fā)電機(jī)軸(12)之間設(shè)置聯(lián)軸器(5)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述齒輪箱(3)的輸入端和葉輪軸(10)的連接處設(shè)置軸承套(4)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，其特征在于，所述連接繩(2)為鋼絲繩或碳纖維復(fù)合材料繩。

10.一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氣球懸掛式海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備及發(fā)電方法，與傳統(tǒng)的固定式海上風(fēng)電場相比，本裝置通過浮力球、連接繩和固定錨的配合，將發(fā)電單元懸浮于空中，利用海風(fēng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電，可以根據(jù)海上風(fēng)浪情況，調(diào)節(jié)連接繩的長度，進(jìn)而調(diào)整葉片的高度，最大化地捕捉風(fēng)能資源，本裝置為非固定性的，通過固定錨就可以改變整個(gè)裝置的布置位置，可以根據(jù)海上風(fēng)向的變化或作業(yè)船只的用電需求進(jìn)行快速調(diào)整位置，裝置布置更靈活，提高了船只的作業(yè)效率。且本裝置相當(dāng)于傳統(tǒng)的海上發(fā)電設(shè)備，結(jié)構(gòu)更為簡潔，減少了制造、安裝和維護(hù)的復(fù)雜性。

技術(shù)研發(fā)人員：白睿博,孟勇,趙永堅(jiān),王偉鋒,趙杰,何濤,楊眾喬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安熱工研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9