本發明屬于發電設備,涉及一種水壩排洪發電裝置及發電方法。
背景技術:
1、泄洪時,水流向下游急速流動,并在這一過程中產生了重力勢能,這種重力勢能是水流因高度差而具有的能量,隨著水流向低處流動,重力勢能可以轉化為動能,在一些大型水電站或水庫中,已經開始嘗試利用泄洪的水流進行發電。通過建設專門的泄洪發電設施或改造現有發電設備,實現泄洪與發電的有機結合。
2、但是泄洪時,泄洪時水流速度快、流量大且不穩定,有時候無法精準最大化的驅動發電設備,導致發電設備無法發揮出最大的作用,且由于泄洪水流的不穩定性,其能量轉化效率可能相對較低,且有時候需要建立專門的用于泄洪發電的設施需要較高的投資成本,包括設備購置、安裝調試、運行維護等,前期需要投入大量的人力和物力。
技術實現思路
1、本發明的目的在于解決現有技術中的泄洪時水流速度快、流量大且不穩定,有時候無法精準最大化的驅動發電設備,導致發電設備無法發揮出最大的作用,造成水資源浪費的問題,提供一種水壩排洪發電裝置及發電方法。
2、為達到上述目的,本發明采用以下技術方案予以實現:
3、一種水壩排洪發電裝置,包括支撐架,所述支撐架上設置若干個發電機,每個發電機的驅動端均設置螺旋槳;
4、所述支撐架連接浮漂單元,所述浮漂單元連接固定單元;
5、當泄洪的水流流下時,水流沖擊螺旋槳,螺旋槳轉動驅動發電機發電。
6、進一步的,本發明中,所述浮漂單元包括沿著支撐架相對設置的兩個浮筒。
7、進一步的,本發明中,所述浮筒包括外殼,所述外殼內部填充泡沫材料。
8、進一步的,本發明中,所述外殼表面設置凹凸的紋理。
9、進一步的,本發明中,所述凹凸的紋理呈直線型、網格狀或菱形結構。
10、進一步的,本發明中,所述外殼表面設置防滑涂層。
11、進一步的,本發明中,所述固定單元包括固定錨,所述固定錨通過連接繩連接浮筒。
12、進一步的,本發明中,所述浮筒上設置固定環,所述連接繩與固定環連接。
13、進一步的,本發明中,所述支撐架包括若干個平行分布的支撐桿,所述每個支撐桿上間隔分布若干個發電機;
14、所述浮筒設置在支撐桿的兩端。
15、一種水壩排洪發電方法,包括以下步驟:
16、將支撐架放置在泄洪時的落水處;
17、開始泄洪時,水流驅動螺旋槳轉動,螺旋槳將動力傳遞至發電機;
18、發電機將機械能轉化為電能,并將電能傳輸至電網或儲能設備中。
19、與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
20、本發明公開了一種水壩排洪發電裝置,通過在水流中設置螺旋槳和發電機,能夠直接捕獲并利用這些水流的動能,將其轉化為電能,實現了水資源的二次利用,且本裝置以支撐架為基體,拆卸方便,布置靈活,根據具體的水壩地形、水流條件以及發電需求進行靈活配置和調整,且配有浮漂單元,浮漂單元可以根據水位上升或下降自動調整位置,確保螺旋槳始終保持在最佳的水流沖擊位置,固定單元提供了穩定的支撐,防止裝置在強水流沖擊下發生偏移或傾覆,可以最大化利用泄洪時水力產生的動力,且可以根據泄洪情況隨時調整裝置的布置位置,實現水資源的最大化利用,減少資源浪費,提高發電效率。
21、進一步的,本發明中,浮漂單元包括沿著支撐架相對設置的兩個浮筒,兩個浮筒相對設置,形成了一種穩定的平衡結構,使得裝置在復雜的水流環境中能夠保持相對穩定,減少因水流沖擊而產生的晃動和傾斜,從而確保發電機能夠持續、穩定地運行,且兩個浮筒的相對設置還可以對水流產生一定的導向作用,使得水流更加集中地沖擊螺旋槳,增加螺旋槳的受力面積和受力均勻性,從而提高螺旋槳的轉動效率和發電機的輸出功率。
22、進一步的,本發明中,浮筒包括外殼,所述外殼內部填充泡沫材料,外殼作為浮筒的保護層,避免內部泡沫材料受到侵蝕,泡沫材料在外殼內部均勻填充,確保了浮筒各個部位具有均勻的浮力分布,有助于保持裝置在水中的平衡狀態,進一步提升了其穩定性。
23、進一步的,本發明中,外殼表面設置凹凸的紋理,凹凸的紋理能夠改變水流在浮筒表面的流動方式,減少渦流和湍流的產生。這有助于使水流更加平穩地流過浮筒,減少因水流不穩定而對螺旋槳和發電機產生的沖擊和振動,從而提高發電效率,且凹凸的紋理還可以對水流產生一定的導向作用,使水流更加集中地沖擊螺旋槳,提升發電效率。
24、進一步的,本發明中,外殼表面設置防滑涂層,防滑涂層能減少因設備滑動或碰撞而導致的損壞風險,減少因水流沖刷、顆粒物摩擦等外部因素對外殼表面的磨損。這有助于保持外殼的光滑度和完整性,延長其使用壽命。
25、進一步的,本發明中,固定單元包括固定錨,所述固定錨通過連接繩連接浮筒,防止了浮筒在水流沖擊下的漂移和晃動,確保了浮筒能夠持續、穩定地支撐發電裝置,減少因外力作用而導致的損壞或傾覆風險,確保其在各種環境下都能正常運行此,此外,通過調整連接繩的長度和固定錨的埋設深度,可以適應不同水深條件下的使用需求。
26、進一步的,本發明中,浮筒上設置固定環,所述連接繩與固定環連接,固定環作為連接繩與浮筒之間的連接點,穩固性更高,減少了因連接不牢而導致的脫落或斷裂風險。
27、進一步的,本發明中,支撐架包括若干個平行分布的支撐桿,每個支撐桿上間隔分布若干個發電機,浮筒設置在支撐桿的兩端,發電機間隔分布在支撐桿上,使得水流能夠更充分地沖擊到發電機的葉片或渦輪上,從而提高了水流的利用率和發電效率,此外,通過調整支撐桿的長度和浮筒的浮力,可以適應不同水深條件下的使用需求。
28、一種水壩排洪發電方法,通過在水流中設置螺旋槳和發電機,能夠直接捕獲并利用這些水流的動能,將其轉化為電能,實現了水資源的二次利用,且本裝置以支撐架為基體,拆卸方便,布置靈活,根據具體的水壩地形、水流條件以及發電需求進行靈活配置和調整,且配有浮漂單元,浮漂單元可以根據水位上升或下降自動調整位置,確保螺旋槳始終保持在最佳的水流沖擊位置,固定單元提供了穩定的支撐,防止裝置在強水流沖擊下發生偏移或傾覆,本裝置可以最大化利用泄洪時水力產生的動力,且可以根據泄洪情況隨時調整裝置的布置位置,實現水資源的最大化利用,提高發電效率。
1.一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,包括支撐架(9),所述支撐架(9)上設置若干個發電機(8),每個發電機(8)的驅動端均設置螺旋槳(6);
2.根據權利要求1所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述浮漂單元包括沿著支撐架(9)相對設置的兩個浮筒(10)。
3.根據權利要求2所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述浮筒(10)包括外殼,所述外殼內部填充泡沫材料。
4.根據權利要求3所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述外殼表面設置凹凸的紋理。
5.根據權利要求4所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述凹凸的紋理呈直線型、網格狀或菱形結構。
6.根據權利要求3所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述外殼表面設置防滑涂層。
7.根據權利要求1所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述固定單元包括固定錨(5),所述固定錨(5)通過連接繩(4)連接浮筒(10)。
8.根據權利要求7所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述浮筒(10)上設置固定環,所述連接繩(4)與固定環連接。
9.根據權利要求2所述的一種水壩排洪發電裝置,其特征在于,所述支撐架(9)包括若干個平行分布的支撐桿,所述每個支撐桿上間隔分布若干個發電機(8);
10.一種水壩排洪發電方法,其特征在于,包括以下步驟: