專利名稱：適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組及其使用方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)人們在獲取斷續(xù)、零星、微弱的電能時，試圖將這些能量通過技術(shù)手段進行累積和保存，當(dāng)需要進行功率性能量輸出和轉(zhuǎn)換的時候，由超級電容進行輸出和供給，這樣，就能有效地做到，將儲能電池中存儲的、經(jīng)過微量累積的電能，在需要的時候便能通過超級電容這一媒介，進行滿足需求的功率和能量的傳遞。這就是無污染的新興能源的應(yīng)用系統(tǒng)，所謂的智能電網(wǎng)的應(yīng)用，已引起了世人的高度關(guān)注，大有后勁突發(fā)的勢頭。人們期待著利用大自然所賦予的自然能量進行轉(zhuǎn)換，從而獲取更加環(huán)保和高收益的電能。近年來，隨著超級電容產(chǎn)業(yè)化進程的推進，以及大容量電池的量產(chǎn)可能性在不斷提升，儲能系統(tǒng)的應(yīng)用被人們所日益關(guān)注，因此，以往通常不被看好的微弱能量的積累和存儲如今變得可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組及其使用方法，其將多個(可以是二個或更多)發(fā)電機組進行串聯(lián)，經(jīng)過串聯(lián)安裝的發(fā)電機組整體被安置在水域的河道中，以獲取連貫河流水能量的沖擊，帶動了整個發(fā)電機組的運轉(zhuǎn)發(fā)電。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組，包括發(fā)電機、安裝底座和葉輪，所述的發(fā)電機分為右側(cè)發(fā)電機單機的機組和左側(cè)發(fā)電機單機的機組，并交替安裝于安裝底座軸心的二邊，所述的葉輪由若干旋轉(zhuǎn)葉片組成，所述的旋轉(zhuǎn)葉片與變?nèi)~輪齒輪控制裝置相連，所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置與葉輪旋轉(zhuǎn)電機相連，所述的發(fā)電機通過集電控制盒中的電纜線和第一換向開關(guān)與集合控制盒相連，所述的葉輪旋轉(zhuǎn)電機通過集電控制盒中的電纜線和第二換向開關(guān)與集合控制盒相連，所述的集合控制盒與發(fā)電機主控制器系統(tǒng)相連。所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置內(nèi)為一個大齒輪與各個旋轉(zhuǎn)葉片的小齒輪相嚙合，所述的大齒輪與葉輪旋轉(zhuǎn)電機相連。所述的電纜線固定于安裝底座內(nèi)。所述的電纜線至少為4根。所述的右側(cè)發(fā)電機單機的機組和左側(cè)發(fā)電機單機的機組前后距離為1 5米。一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組的使用方法，包括下列步驟(1)對安置成套系統(tǒng)的河、海流場進行實地測量，確定其主要參數(shù)指標工作場區(qū)
3域，水流量、流速、溫度，在產(chǎn)品系列中選擇與之相配的發(fā)電機單體進行組合；(2)測量、選定相鄰兩發(fā)電機單體的前后位置距離，其確定原則是，不會因為距離太近而產(chǎn)生水流漩渦和流速放緩；盡量增加串聯(lián)的發(fā)電機單體數(shù)；(3)發(fā)電機組的電能輸出是通過電纜導(dǎo)線輸出的，在進儲能系統(tǒng)前，各個發(fā)電機單體的輸出是互相獨立的，進入儲能系統(tǒng)后首先將電能送入超級電容組，然后進行能量的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)儲能電池組的系統(tǒng)儲能；(4)系統(tǒng)對各個單體的能量實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，進行旋轉(zhuǎn)葉輪角度的優(yōu)化調(diào)節(jié)，以保證最大輸出能量值為調(diào)節(jié)目標，整個調(diào)節(jié)過程將連續(xù)運行。有益效果本發(fā)明為了在同樣的條件下獲得最大的電能，在安裝的過程中(建造的開始)，對組合發(fā)電機的位置和配置數(shù)進行測量，以獲取最大的電能。本系統(tǒng)的安置取決于河道的長度和水流的流量，可以靈活實現(xiàn)多個發(fā)電機組的串聯(lián)。本發(fā)明作為無污染，無需改變河道和水流外部特征的發(fā)電裝置，免除了人們常規(guī)概念中的攔河筑壩、提高水位、建造龐大的發(fā)電機組這樣龐大的系統(tǒng)工程，利用常規(guī)河床中的水流能量進行發(fā)電，該類水能發(fā)電裝置應(yīng)用前景人們普遍看好，而且已經(jīng)為越來越多的人所認識。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)總體構(gòu)架圖。圖2為本發(fā)明電路控制過程結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。如圖1、2所示，本發(fā)明包括發(fā)電機、安裝底座和葉輪，所述的發(fā)電機分為右側(cè)發(fā)電機單機的機組2和左側(cè)發(fā)電機單機的機組3，并交替安裝于安裝底座1軸心的二邊，所述的葉輪由若干旋轉(zhuǎn)葉片4組成，所述的旋轉(zhuǎn)葉片4與變?nèi)~輪齒輪控制裝置7相連，所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置7與葉輪旋轉(zhuǎn)電機9相連，所述的發(fā)電機8通過集電控制盒6中的電纜線5 和第一換向開關(guān)10與集合控制盒12相連，所述的葉輪旋轉(zhuǎn)電機9通過集電控制盒6中的電纜線5和第二換向開關(guān)11與集合控制盒12相連，所述的集合控制盒12與發(fā)電機主控制器系統(tǒng)13相連。所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置7內(nèi)為一個大齒輪與各個旋轉(zhuǎn)葉片4的小齒輪相嚙合，所述的大齒輪與葉輪旋轉(zhuǎn)電機9相連。所述的電纜線5固定于安裝底座1內(nèi)。所述的電纜線5至少為4根。所述的右側(cè)發(fā)電機單機的機組2和左側(cè)發(fā)電機單機的機組3前后距離為1 5米。其中安裝底座1 用以在河(海)的底邊進行固定，相鄰的發(fā)電機單機系統(tǒng)安裝在此底板上，然后總體安置于河(海)床底部。系作為固定和相連，其互相之間的電纜、通
4訊連接都固定在中間。右側(cè)發(fā)電機單機的機組2，主要功能是①將葉輪旋轉(zhuǎn)所得到的能量轉(zhuǎn)化為電能， 然后輸出到集電控制盒，②接受主控制器給給予的通訊指令而實現(xiàn)改變旋轉(zhuǎn)葉輪的角度。左側(cè)發(fā)電機單機的機組3，主要功能是①將葉輪旋轉(zhuǎn)所得到的能量轉(zhuǎn)化為電能， 然后輸出到集電控制盒，②接受主控制器給給予的通訊指令而實現(xiàn)改變旋轉(zhuǎn)葉輪的角度。值得一體的是，右側(cè)單機機組2和左側(cè)單機機組3前后距離是有限定的，為1 5 米，或更長?？勺兘嵌鹊男D(zhuǎn)葉片4，其主要功能是將外部的水流產(chǎn)生的能量經(jīng)其產(chǎn)生推力，使發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流。所要注意的是，其角度是變化的，是依照了外部的通訊指令進行調(diào)節(jié)角度，其目的是將水流產(chǎn)生的選轉(zhuǎn)力最大，發(fā)出的電力最大。各個發(fā)電機組線圈中的電流(電能)通過電纜線，經(jīng)過集合控制盒的匯總，輸出能量。除了集合各個發(fā)電機的輸出功率線外，還有二根傳輸信號的導(dǎo)線，由該通訊線實現(xiàn)與外部的聯(lián)系和接受控制指令，葉片所需的改變參數(shù)就是由其傳遞。因此，本電纜線為四芯線或更多(由發(fā)電機數(shù)量決定)。本發(fā)明中通過集合控制盒過來的各個發(fā)電機單機的電能(驅(qū)動)電纜，通過K1-1、 K1-2、…、Kn-l、Kn-2的選擇，即能選擇將此電纜轉(zhuǎn)變功能驅(qū)動或發(fā)電能量傳出。當(dāng)Kl-I 斷開、Κ1-2閉合時，此時單機控制旋轉(zhuǎn)葉輪的角度調(diào)整，以使葉輪偏轉(zhuǎn)角度為最優(yōu)。當(dāng)Kl-I 閉合、Κ1-2斷開時，此時單機輸出發(fā)電的能量，傳輸給儲能系統(tǒng)。發(fā)電裝置的通訊電纜，用以傳輸主控制器裝置的通訊指令，完成設(shè)備間的互相通訊。集電控制盒6:其主要功能是接受主控制系統(tǒng)的指令，執(zhí)行控制各個發(fā)電機單體葉輪的旋轉(zhuǎn)角度，在多芯電纜中分別將各個發(fā)電機單機的輸出電纜進行匯總。變?nèi)~輪齒輪控制裝置7 在圓盤內(nèi)是一個大齒輪帶動葉輪的各個小齒輪，用以變換葉輪的角度位置，以獲得最大的轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機單機8，用以將水力的推動能量變成旋轉(zhuǎn)能量將其轉(zhuǎn)化為電能.葉輪旋轉(zhuǎn)電機9 本電機旋轉(zhuǎn)后，其單機上的所有旋轉(zhuǎn)葉輪將同時改變角度。第一切換開關(guān)10，用以使發(fā)電的能量進行傳輸和輸出。第二切換開關(guān)11，用以使控制選轉(zhuǎn)葉輪的角度調(diào)整，調(diào)整電機的運轉(zhuǎn)過程需要電力的，因此其過程時給電的。集合控制盒12 其中有控制各個開關(guān)的分配器裝置。發(fā)電機主控制器系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)裝置13。一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組的使用方法，包括下列步驟(5)對安置成套系統(tǒng)的河、海流場進行實地測量，確定其主要參數(shù)指標工作場區(qū)域，水流量、流速、溫度，在產(chǎn)品系列中選擇與之相配的發(fā)電機單體進行組合；(6)測量、選定相鄰兩發(fā)電機單體的前后位置距離，其確定原則是，不會因為距離太近而產(chǎn)生水流漩渦和流速放緩；盡量增加串聯(lián)的發(fā)電機單體數(shù)；(7)發(fā)電機組的電能輸出是通過電纜導(dǎo)線輸出的，在進儲能系統(tǒng)前，各個發(fā)電機單體的輸出是互相獨立的，進入儲能系統(tǒng)后首先將電能送入超級電容組，然后進行能量的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)儲能電池組的系統(tǒng)儲能；
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系統(tǒng)對各個單體的能量實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，進行旋轉(zhuǎn)葉輪角度的優(yōu)化調(diào)節(jié)，以保證最大輸出能量值為調(diào)節(jié)目標，整個調(diào)節(jié)過程將連續(xù)運行。
權(quán)利要求
1.一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組，包括發(fā)電機、安裝底座和葉輪， 其特征在于所述的發(fā)電機分為右側(cè)發(fā)電機單機的機組( 和左側(cè)發(fā)電機單機的機組(3)， 并交替安裝于安裝底座(1)軸心的二邊，所述的葉輪由若干旋轉(zhuǎn)葉片(4)組成，所述的旋轉(zhuǎn)葉片⑷與變?nèi)~輪齒輪控制裝置(7)相連，所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置(7)與葉輪旋轉(zhuǎn)電機(9)相連，所述的發(fā)電機⑶通過集電控制盒(6)中的電纜線(5)和第一換向開關(guān)(10) 與集合控制盒(12)相連，所述的葉輪旋轉(zhuǎn)電機(9)通過集電控制盒(6)中的電纜線(5)和第二換向開關(guān)(11)與集合控制盒(1 相連，所述的集合控制盒(1 與發(fā)電機主控制器系統(tǒng)(13)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組，其特征在于所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置(7)內(nèi)為一個大齒輪與各個旋轉(zhuǎn)葉片的小齒輪相嚙合，所述的大齒輪與葉輪旋轉(zhuǎn)電機(9)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組，其特征在于所述的電纜線(5)固定于安裝底座(1)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組，其特征在于所述的電纜線(5)至少為4根。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組，其特征在于所述的右側(cè)發(fā)電機單機的機組( 和左側(cè)發(fā)電機單機的機組C3)前后距離為1 5 米。
6.一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組的使用方法，其特征在于包括下列步驟(1)對安置成套系統(tǒng)的河、海流場進行實地測量，確定其主要參數(shù)指標工作場區(qū)域， 水流量、流速、溫度，在產(chǎn)品系列中選擇與之相配的發(fā)電機單體進行組合；(2)測量、選定相鄰兩發(fā)電機單體的前后位置距離，其確定原則是，不會因為距離太近而產(chǎn)生水流漩渦和流速放緩；盡量增加串聯(lián)的發(fā)電機單體數(shù)；(3)發(fā)電機組的電能輸出是通過電纜導(dǎo)線輸出的，在進儲能系統(tǒng)前，各個發(fā)電機單體的輸出是互相獨立的，進入儲能系統(tǒng)后首先將電能送入超級電容組，然后進行能量的轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)儲能電池組的系統(tǒng)儲能；(4)系統(tǒng)對各個單體的能量實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控，進行旋轉(zhuǎn)葉輪角度的優(yōu)化調(diào)節(jié)，以保證最大輸出能量值為調(diào)節(jié)目標，整個調(diào)節(jié)過程將連續(xù)運行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于河道水流浮于水面的半潛入式發(fā)電機組及其使用方法，包括發(fā)電機、安裝底座和葉輪，其特征在于所述的發(fā)電機分為右側(cè)發(fā)電機單機的機組和左側(cè)發(fā)電機單機的機組，并交替安裝于安裝底座軸心的二邊，所述的葉輪由若干旋轉(zhuǎn)葉片組成，所述的旋轉(zhuǎn)葉片與變?nèi)~輪齒輪控制裝置相連，所述的變?nèi)~輪齒輪控制裝置與葉輪旋轉(zhuǎn)電機相連，所述的發(fā)電機通過集電控制盒中的電纜線和第一換向開關(guān)與集合控制盒相連，所述的葉輪旋轉(zhuǎn)電機通過集電控制盒中的電纜線和第二換向開關(guān)與集合控制盒相連，所述的集合控制盒與發(fā)電機主控制器系統(tǒng)相連。本發(fā)明利用常規(guī)河床中的水流能量進行發(fā)電，該類水能發(fā)電裝置應(yīng)用前景人們普遍看好，已經(jīng)為越來越多的人所認識。
文檔編號F03B3/00GK102434359SQ20111034661
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者帥鴻元, 陸政德 申請人:上海瑞華(集團)有限公司