風力、波力互補的供電裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種風力、波力互補的供電裝置；包括有風力動能模塊、波力動能模塊與市電供應模塊，所述風力動能模塊架設于海洋上，利用風力產生動能以轉動發(fā)電機進行發(fā)電，所述波力動能模塊與所述風力動能模塊共同架設于海洋上，利用海水波動起伏產生動能，所述波力動能模塊的輸出端連動傳動軸帶動發(fā)電機進行發(fā)電；通過所述風力動能模塊與所述波力動能模塊各自發(fā)電、互補以提供所述傳動軸持續(xù)穩(wěn)定地轉動所述發(fā)電機進行發(fā)電，所述市電供應模塊驅動有伺服馬達并入所述傳動軸，當所述傳動軸轉速降低時，啟動所述伺服馬達補償、增加所述傳動軸的轉速，使所述發(fā)電機產生足夠的電能。
【專利說明】風力、波力互補的供電裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種結合風力發(fā)電以及波力發(fā)電以提高發(fā)電效能，并通過市電補償機制回復低于額定收購功率的能量產出、增加備載緩沖時間，以穩(wěn)定持續(xù)產生電能的自然能源發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于地球的石化能源儲量有限，總有用盡的一天，而且石化能源多掌握在少數國家手中，不利于其它國家的發(fā)展，再加上石化能源對于環(huán)境的污染相當嚴重，故如何開發(fā)環(huán)保的自然能源，乃成為全世界都相當重視的課題。
[0003]目前常見的自然能源替代方案首推太陽能發(fā)電，太陽能是公認最為潔凈且持久的能源，無奈其使用效能很低，且受限于天候與地理位置，無法持續(xù)性的供給能源。
[0004]另一常見的自然能源為風力發(fā)電，人類利用風能的歷史相當悠久，技術也較為成熟，而且設置較為簡易，維護成本亦較為低廉。因此，無論效能與否，多數國家都有鼓勵建設風力發(fā)電的輔助方案。然而，風力發(fā)電亦有其缺點，因為自然界的風力是人難以掌握的不穩(wěn)定現象，當風力過低時將無法產生驅動風力發(fā)電的能量，導致能量輸出中斷；而當風力過強時，為避免機械損壞，亦必須關閉風力發(fā)電系統(tǒng)，故無法產生電力。
[0005]最重要的問題，無論風力發(fā)電系統(tǒng)是由個人、企業(yè)所設置，在實際考量之下，其最終的應用方式，必須加入國家已建置完成的供電網絡，亦即風力發(fā)電業(yè)者只管產生電力，然后將產生的電力賣給電力公司，并不管產生電力的使用狀態(tài)。而電力公司在收購電力時，必須考量成本，若風力發(fā)電系統(tǒng)產生的電能不符需求，則電力公司不可能進行收購，而只能任其浪費。因此，如前述問題，風力原本就是不穩(wěn)定的自然現象，許多時候雖然看到風力發(fā)電系統(tǒng)有在運轉，但實際上產生的電能無法使用形成浪費。且風力發(fā)電系統(tǒng)一旦運轉，無論收入與否，必然會產生機械磨耗，導致維修的可能性，長期下來，又是一筆無謂的開銷。
[0006]另外，海洋占有地球表面七成的面積，且經常保持波動起伏，故利用海水波力進行發(fā)電的技術，也成為業(yè)界重視的對象。相對于其它自然能量，波力發(fā)電的效能相當強大，且對于地形、氣候的干擾較小，能夠經常持久性的產生動能。然而，波力發(fā)電系統(tǒng)必須設置在海水中，故必須考慮海水的腐蝕，維修的手段，甚至于是海洋生物附著而干擾運轉的問題。因此，波力發(fā)電雖是良好的能量來源，但是現有的技術無法令其長期穩(wěn)定的工作，故鮮少有人使用。
[0007]有鑒于上述各種現有裝置所衍生的缺點，本案創(chuàng)作人乃亟思加以改良創(chuàng)新，經多年悉心研究，終于研發(fā)完成本件智能型的自然能量發(fā)電系統(tǒng)。
[0008]在離岸再生能源、波力與風力的能量周期相關性系數達0.8且波力比風力更容易預測。
[0009]波力和風力發(fā)電的組合優(yōu)勢、其電力生產的組合模式比單一技術的模式帶來更多的利益:提供更持續(xù)而平穩(wěn)的電力產出，降低零生產時間周期，較少的電力產出變數與產出高峰。[0010]在海洋政策、海洋利益攸關方、空間約束和環(huán)境影響評估等問題上起分享共同的協同作用。
[0011]可共用成本結構、電纜敷設，基礎設施和海上設施、安裝和維護活動的費用。
[0012]另外市電補償機制可增加備載緩沖時間，大幅減少備載容量、設備、燃料需求與二氧化碳的排放，可設定成為電力基載生產的選項之一。

【發(fā)明內容】

[0013]本實用新型的主要目的在于提供一種風力、波力共構互補以持續(xù)發(fā)電，并且并入市電補償機制彌補發(fā)電不穩(wěn)的供電裝置，是結合風力發(fā)電、波力發(fā)電以提高電能產量，減少閑置時間，并能在電能產量低于實用的情況下并入市電補償機制，減少電力無謂的耗損、增加備載啟動緩沖時間，故能長期穩(wěn)定的進行供電，成為最佳的自然能源替代方案。
[0014]本實用新型的另一目的在于提供一種風力、波力互補以持續(xù)發(fā)電，并且并入市電補償機制發(fā)電不穩(wěn)的供電裝置，其結合現有設備，架設容易，成本較現有技術更為低廉，容易維修，且能產生實用的能量輸出，有助于解決現有能源急迫的問題。
[0015]為了達到上述目的，本實用新型提供一種風力、波力互補的供電裝置，
[0016]風力動能模塊，架設于海洋上，利用風力產生動能進行發(fā)電；
[0017]波力動能模塊，與所述風力動能模塊共同架設于海洋上，利用海水波動起伏產生動能，所述波力動能模塊的輸出端并入所述傳動軸，通過所述風力動能模塊與所述波力動能模塊各自發(fā)電、互補以提供所述傳動軸持續(xù)穩(wěn)定地轉動所述發(fā)電機進行發(fā)電；以及
[0018]市電供應模塊，其驅動有伺服馬達并入所述傳動軸，當所述傳動軸轉速降低時，啟動所述伺服馬達增加所述傳動軸的轉速，使所述發(fā)電機產生足夠的電能。
[0019]其中，所述風力動能模塊具有葉片接收風力進行發(fā)電。
[0020]其中，所述波力動能模塊具有浮筒，所述浮筒連接有變速齒輪箱，所述變速齒輪箱連接所述傳動軸，通過海水波動起伏帶動所述浮筒上下運動，并因所述變速齒輪箱限制而帶動所述傳動軸朝同一方向持續(xù)轉動，再經由所述傳動軸轉動所述發(fā)電機。
[0021]其中，所述市電供應模塊與所述傳動軸之間設置有轉速感測模塊，當所述轉速感測模塊感測所述傳動軸轉速低于設定值時，經由所述伺服馬達增加所述傳動軸的轉速。
[0022]其中，所述傳動軸與所述發(fā)電機之間設置有過載脫離模塊，當所述傳動軸轉速過快時，所述過載脫離模塊切斷所述傳動軸與所述發(fā)電機之間的連接。
[0023]本實用新型可充份利用風力、波力最強大時進行有效發(fā)電，得到最大的發(fā)電效益，并可提高使用壽命，減少維護成本，確保安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型的風力動能模塊與波力動能模塊的設置架構圖；以及
[0025]圖2為本實用新型的完整架構示意圖；
[0026]附圖標記說明:I風力動能模塊；11葉片；2波力動能模塊；21浮筒；22變速齒輪箱；3市電供應模塊；31伺服馬達；32轉速感測模塊；4海水；5發(fā)電機；6傳動軸；61過載脫離模塊-J市電網絡?！揪唧w實施方式】
[0027]請參閱圖1、圖2所示，為本實用新型所提供之一種風力、波力互補以持續(xù)發(fā)電，并且并入市電補償機制發(fā)電不穩(wěn)的供電裝置，其包括有風力動能模塊1、波力動能模塊2與市電供應模塊3。
[0028]所述風力動能模塊I為目前普遍的風力發(fā)電系統(tǒng)，由于風力能源為不穩(wěn)定的現象，為求所述發(fā)電機5持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，本實用新型另于所述風力動能模塊I附近架設所述波力動能模塊2，所述波力動能模塊2的種類很多，基本上必須包括有浮筒21，所述浮筒21沉入海水4中，受到海水4波動起浮而上下運動，所述浮筒21連接有變速齒輪箱22，使所述浮筒21的上下運動轉換為單一方向的運動，然后所述變速齒輪箱22并入連接所述傳動軸6，通過海水4波動起伏帶動所述浮筒21上下運動，并因所述變速齒輪箱22限制而帶動所述傳動軸6朝同一方向持續(xù)轉動，再經由所述傳動軸6轉動所述發(fā)電機5進行發(fā)電。
[0029]通過所述風力動能模塊I與所述波力動能模塊2互補，當風/波力來源充足穩(wěn)定時，可充份應用所述風/波力進行發(fā)電；而當風/波力來源不足時，可利用所述風力動能模塊I與所述波力動能模塊2互補進行發(fā)電、維持最低生產要求。如此，無論是何種能量來源不穩(wěn)，或是所述風力動能模塊I與所述波力動能模塊2其中一機組需要停機維護時，都有充足的能量持續(xù)傳動所述發(fā)電機5進行發(fā)電。由于各地區(qū)的風力、潮汐都有記錄可供查詢或研判，因此，可預先規(guī)劃發(fā)電機制5，以充份利用風力、波力最強大時進行有效發(fā)電，得到最大的發(fā)電效益。
[0030]另外，若發(fā)生風力、波力皆不足的狀態(tài)時，所述傳動軸6雖能低速驅動所述發(fā)電機5進行少量發(fā)電，但此時的發(fā)電效益恐未達電力公司的購買需求，導致這些電能未能使用而造成浪費，反而造成發(fā)電業(yè)者的制造成本。因此，本實用新型另有所述市電供應模塊3的設置，所述市電供應模塊3與所述傳動軸6之間設置有轉速感測模塊32，并驅動有伺服馬達31并入所述傳動軸6，當所述轉速感測模塊32感測所述傳動軸6轉速低于設定值時，通過市電驅動所述伺服馬達31增加所述傳動軸6的轉速，然后能驅動所述發(fā)電機5產生足夠的發(fā)電功率，順利進入所述市電網絡7中使用，減少浪費。
[0031]雖然所述市電供應模塊3本身會損耗市電能源，但此損耗補償風力、波力而產生發(fā)電后，經由生產輸出電能減去補償電能，仍能為發(fā)電業(yè)者取得純凈的收益。在此機制下可增加啟動備載緩沖時間、維持輸配系統(tǒng)穩(wěn)定性且整體發(fā)電裝置在穩(wěn)定的速率驅動下，也可減少裝置的故障或損耗，提高使用壽命，減少維護成本。
[0032]另外，所述傳動軸6與所述發(fā)電機5之間設置有過載脫離模塊61，例如離合器，當所述傳動軸6轉速過快時，所述過載脫離模塊61切斷所述傳動軸6與所述發(fā)電機5之間的連接，確保安全。
[0033]上列詳細說明是針對本實用新型的一可行實施例之具體說明，惟所述實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所為的等效實施或變更，均應包含于本案的專利范圍中。
【權利要求】
1.一種風力、波力互補的供電裝置，其特征在于: 風力動能模塊，架設于海洋上，利用風力產生動能進行發(fā)電； 波力動能模塊，與所述風力動能模塊共同架設于海洋上，利用海水波動起伏產生動能，所述波力動能模塊的輸出端并入傳動軸，通過所述風力動能模塊與所述波力動能模塊各自發(fā)電、互補以提供所述傳動軸持續(xù)穩(wěn)定地轉動所述發(fā)電機進行發(fā)電；以及 市電供應模塊，其驅動有伺服馬達并入所述傳動軸，當所述傳動軸轉速降低時，啟動所述伺服馬達增加所述傳動軸的轉速，使所述發(fā)電機產生足夠的電能。
2.如權利要求1所述風力、波力互補的供電裝置，其特征在于，所述風力動能模塊具有葉片接收風力進行發(fā)電。
3.如權利要求1所述風力、波力互補的供電裝置，其特征在于，所述波力動能模塊具有浮筒，所述浮筒連接有變速齒輪箱，所述變速齒輪箱連接所述傳動軸，通過海水波動起伏帶動所述浮筒上下運動，并因所述變速齒輪箱限制而帶動所述傳動軸朝同一方向持續(xù)轉動，再經由所述傳動軸轉動所述發(fā)電機。
4.如權利要求1所述風力、波力互補的供電裝置，其特征在于，所述市電供應模塊與所述傳動軸之間設置有轉速感測模塊，當所述轉速感測模塊感測所述傳動軸轉速低于設定值時，經由所述伺服馬達增加所述傳動軸的轉速。
5.如權利要求1所述風力、波力互補的供電裝置，其特征在于，所述傳動軸與所述發(fā)電機之間設置有過載脫離模塊，當所述傳動軸轉速過快時，所述過載脫離模塊切斷所述傳動軸與所述發(fā)電機之間的連接。
【文檔編號】F03D9/00GK203548063SQ201320453842
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權日:2013年7月26日
【發(fā)明者】翁文凱, 翁源佑 申請人:翁文凱, 翁源佑