專利名稱：一種發電系統的制作方法
技術領域：
本申請涉及潮汐發電技術領域，尤其涉及一種利用潮汐能的發電系統。
背景技術：
潮汐電站(tidal power station)是將海洋潮汐的能量轉換成電能的電站，是唯一實際應用的海洋能電站。在海灣或有潮汐的河口筑起水壩，形成水庫，漲潮時水庫蓄水， 落潮時海洋水位降低，水庫放水，以驅動水輪發電機組發電。潮汐電站一般有3種類型，即單庫單向型(一個水庫，落潮時放水發電)、單庫雙向型(一個水庫，漲潮和落潮時都能發電)和雙庫單向型(利用兩個始終保持不同水位的水庫發電)。參見圖IA和圖1B，分別為現有技術中潮汐發電站在高潮時段開閘蓄水的工作示意圖，以及在低潮時段閉閘發電的工作示意圖。現有的潮汐電站由截流大壩、水閘和電站三部分組成，圖IA中為高潮時段，則打開水閘納水，對庫區進行蓄水，當庫區水位達到最高時關閉水閘；圖IB中為低潮位時段，水閘保持關閉狀態，庫區內與庫區外達到一定水位差時， 打開電站機組進行發電。發明人在對現有技術的研究和實踐過程中發現，現有潮汐發電系統需要在海灣內建設大壩，因此投資巨大；由于受到庫容的限制，因此電站的裝機總量有限，世界最大的潮汐電站裝機總量僅為MRkW，而我國最大的潮汐電站裝機總量僅為3900kW;建壩對海灣進行截流，會對海灣和庫區內造成較大淤積，影響電站使用壽命以及增加維護成本；并且，海灣截流會對魚類洄游、海灣水交換造成影響，破壞海灣的生態環境。由于以上缺陷的存在， 導致目前潮汐能電站的發展遭遇了瓶頸，浪費了蘊藏豐富的潮汐能資源。
實用新型內容本申請實施例的目的是提供一種發電系統，利用海灣底部和海灣外的潮波差異導致的動態水位差進行發電，以解決現有技術中潮汐發電系統需要建設大壩，導致投資巨大且難以充分利用潮汐資源的問題。為解決上述技術問題，本申請實施例提供如下技術方案一種發電系統，應用于潮汐發電，包括流道、發電裝置和潮位計，其中，所述流道，用于連接海灣底部和海灣外的水體；所述潮位計，設置在所述流道兩端，用于實時監測海灣底部和海灣外的動態水位差，并判斷所述監測到的動態水位差是否大于能夠驅動所述發電裝置的最小動態水位差；所述發電裝置，設置在所述流道內，用于當所述潮位計判斷所述監測到的動態水位差大于所述最小動態水位差時，利用所述監測到的動態水位差驅動所述發電裝置進行發
H1^ O所述潮位計，具體用于監測到海灣底部的潮位高于海灣外的潮位，確定所述海灣底部的潮位和海灣外的潮位之間存在正水位差。所所述潮位計，具體用于監測到海灣外的潮位高于海灣底部的潮位，確定所述海灣外的潮位和海灣底部的潮位之間存在負水位差。所述發電裝置包括雙向潮汐發電燈泡貫流式水輪發電機組。所述發電裝置具體用于通過所述動態水位差驅動所述雙向潮汐發電燈泡貫流式水輪發電機組進行雙向發電。可見，本申請實施例采用海灣底部與海灣外的潮波差異導致的動態水位差進行發電，實例中設置連海灣底部內和海灣外水體的流道，并在流道內設置發電裝置，流道兩端設置潮位計，當監測到海灣底部內和海灣外的水體之間存在動態水位差，且該動態水位差大于能夠驅動發電裝置的最小動態水位差時，利用監測到的動態水位差驅動發電裝置進行發電。本申請實施例采用海灣底部與海灣外的潮波差異導致的動態水位差進行發電，無需海灣底部內建設截流大壩和水庫，因此發電投資更小，也不會對海灣和庫區內造成淤積，使得電站使用壽命更長，維護成本更低；由海灣底部內外的所有水體均可作為發電水體，因此發電量不受庫容限制，裝機容量可以更大，并且采海灣底部內外持續的動態水位差發電，因此發電時間更長；另外，由于無需對海灣進行截流，因此對海灣生態和環境影響更小。
為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖IA為現有技術中潮汐發電站在高潮時段開閘蓄水的工作示意圖；圖IB為現有技術中潮汐發電站在低潮時段閉閘發電的工作示意圖；圖2為本申請發電系統的實施例結構圖；圖3A至圖3D為本申請利用海灣內外的動態水位差進行潮汐能發電的工作示意圖。
具體實施方式
本申請實施例提供一種利用潮汐能的發電系統。其中，設置連接海灣底部和海灣外水體的流道，流道兩端設置潮位計，實時監測海灣底部和海灣外的潮波差異導致的動態水位差，并在流道內設置發電裝置，通過監測到的動態水位差驅動發電裝置進行發電。本申請由于無需在海灣底部建設截流大壩，無需建設納潮水庫，因此發電成本更小，使用壽命更長，維護成本更低；并且不受庫容限制，裝機容量可以更大。為了使本技術領域的人員更好地理解本申請實施例中的技術方案，并使本申請實施例的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖對本申請實施例中技術方案作進一步詳細的說明。本申請實施例充分利用潮汐能量，潮波具有長周期波的特性，因此潮波到達海灣時將發生潮波變形，此時海灣底部和海灣外潮波性質和潮時均不一致，導致海灣底部和海灣外存在動態水位差，包括正水位差和負水位差。基于此，本申請實施例可以在海灣底部開挖流道，連通灣內與灣外的水體，并在流道內安裝發電裝置，以及用于監測動態水位差的潮位計，就可以利用灣內和灣外的動態水位差進行雙向發電。[0024]參見圖2，該系統包括潮位計210、流道220和發電裝置230。其中，所述潮位計210，設置在所述流道220兩端，用于實時監測海灣底部和海灣外的動態水位差，并判斷所述監測到的動態水位差是否大于能夠驅動所述發電裝置230的最小動態水位差；所述流道220，用于連接海灣底部和海灣外的水體；所述發電裝置230，設置在所述流道220內，用于當所述潮位計210判斷所述監測到的動態水位差大于所述最小動態水位差時，利用所述監測到的動態水位差驅動所述發電裝置230進行發電。動態水位差是由海灣內外的潮波差異引起的，潮波是長周期波的特性，因此潮波到達海灣將發生潮波變形和延時，使得海灣底部和海灣外潮波性質和潮時均不一致，導致的海灣底部和海灣外存在動態水位差。其中，所述潮位計，具體用于監測到海灣底部的潮位高于海灣外的潮位，確定所述海灣底部的潮位和海灣外的潮位之間存在正水位差；所所述潮位計，具體用于監測到海灣外的潮位高于海灣底部的潮位，確定所述海灣外的潮位和海灣底部的潮位之間存在負水位差。具體的，所述發電裝置230可以包括雙向潮汐發電燈泡貫流式水輪發電機組，具體用于通過所述動態水位差驅動所述雙向潮汐發電燈泡貫流式水輪發電機組進行雙向發電。發電裝置230優選的，位于流道中部，可同時安裝多組發電裝置230同時發電。參見圖3A至圖3D，為本申請系統實施例利用海灣底部和海灣外部的動態水位差進行潮汐能發電的工作示意圖圖3A中，外海潮波向海岸和海灣底部傳播，當潮波進入海灣到達海灣底部時，潮波將發生變形和延時，使得海灣底部和海灣外存在動態水位差，電站內雙向潮汐發電燈泡貫流式水輪發電機組可進行發電；圖;3B中，漲潮階段，漲潮潮波在海灣內延時，因此海灣底部的潮位上升要晚于海灣外，使得海灣外潮位高于海灣底部，存在負水位差，采用潮位計實時判斷兩側的負水位差，當所述負水位差大于發電裝置的可發電最小動態水位差時，開啟發電裝置逆向發電；圖3C中，采用潮位計實時判斷兩側的水位差，當所述水位差小于發電裝置的可發電最小動態水位差時，關閉發電裝置；圖3D中，落潮階段，落潮潮波在海灣內延時，因此海灣底部的潮位下降要晚于海灣外，使得海灣底部潮位高于海灣外，存在正水位差，采用潮位計實時判斷兩側的正水位差，當所述正水位差大于發電裝置的可發電最小動態水位差時，開啟發電裝置正向發電。本申請實施例根據潮汐的漲落特點，重復循環上述圖:3B至圖3D的過程，由此實現利用海灣底部外的動態水位差進行潮汐能發電。通過以上的實施方式的描述可知，本申請實施例采用海灣底部與海灣外的潮波差異導致的動態水位差進行發電，實例中設置連海灣底部內和海灣外水體的流道，并在流道內設置發電裝置，流道兩端設置潮位計，當監測到海灣底部內和海灣外的水體之間存在動態水位差，且該動態水位差大于能夠驅動發電裝置的最小動態水位差時，利用監測到的動態水位差驅動發電裝置進行發電。本申請實施例采用海灣底部與海灣外的潮波差異導致的動態水位差進行發電，無需海灣底部內建設截流大壩和水庫，因此發電投資更小，也不會對海灣和庫區內造成淤積，使得電站使用壽命更長，維護成本更低；由海灣底部內外的所有水體均可作為發電水體，因此發電量不受庫容限制，裝機容量可以更大，并且采海灣底部內外持續的動態水位差發電，因此發電時間更長；另外，由于無需對海灣進行截流，因此對海灣生態和環境影響更小。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。
權利要求1.一種發電系統，應用于潮汐發電，其特征在于，包括流道、發電裝置和潮位計，其中，所述流道，用于連接海灣底部和海灣外的水體； 所述潮位計，設置在所述流道兩端； 所述發電裝置，設置在所述流道內。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述發電裝置包括雙向潮汐發電燈泡貫流式水輪發電機組。
專利摘要本實用新型公開了一種發電系統，應用于潮汐發電，包括流道、發電裝置和潮位計，其中，所述流道，用于連接海灣底部和海灣外的水體；所述潮位計，設置在所述流道兩端，用于實時監測海灣底部和海灣外的動態水位差，并判斷監測到的動態水位差是否大于能夠驅動發電裝置的最小動態水位差；所述發電裝置，設置在所述流道內，用于當潮位計判斷監測到的動態水位差大于最小動態水位差時，利用監測到的動態水位差驅動發電裝置進行發電。本申請采用海灣內外的動態水位差進行潮汐能發電，無需在海灣內建設截流大壩和水庫，因此發電投資更小，也不會對海灣和庫區內造成淤積；由于海灣內外的所有水體均可作為發電水體，因此發電量不受庫容限制，發電時間更長。
文檔編號E02B9/08GK202047402SQ20102018919
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月10日 優先權日2010年5月10日
發明者羊天柱, 許雪峰 申請人:國家海洋局第二海洋研究所