漂浮式发电装置

1.本技术涉及发电技术领域，具体而言，涉及一种漂浮式发电装置。


背景技术：

2.由于矿物能源的有限性及其使用过程中对环境造成的危害，人们开始寻求清洁的可再生能源，风能作为一种环保且蕴量巨大的可再生能源，日益受到世界各国的重视。风力发电机是将风能最终输出为电能的电力设备，其发电效率与风的强度有着直接的关系，风的强度越大，则其产生的电量也就越多。目前现有的风力发电机大多固定在塔架上，由于塔架的高度及位置是固定不变的，风力发电机所处的风场则也是不变的，导致风力发电机的效率不能达到最大。


技术实现要素：

3.本技术所要解决的技术问题在于提供一种漂浮式发电装置，能够提高发电装置的发电效率。
4.为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
5.本技术提供一种漂浮式发电装置，包括：气球；
6.发电组件，用于产生电能，与所述气球相连；
7.调向器，与所述发电组件相连；
8.其中，所述气球用于将所述发电组件漂浮于空中，所述调向器用于调整所述发电组件的朝向。
9.作为一种实施方式，所述发电组件还包括机舱、设置于所述机舱前端的叶片、以及设置在所述机舱内的发电机和第一蓄电池，所述叶片用于将风能转换为所述发电机所需的机械能，所述发电机将产生的电能存储至所述第一蓄电池中；
10.所述发电组件包括太阳能帆板，所述太阳能帆板至少设置有两个，分别对称设置于所述机舱的两侧。
11.作为一种实施方式，所述漂浮式发电装置包括制氢设备、第二蓄电池、与所述第二蓄电池电连接的压力传感器、氢气输送管道和蒸汽凝结水回收装置，所述制氢设备与所述蓄电池电连接，所述压力传感器设置在所述氢气输送管道上，所述蒸汽凝结水回收装置用于回收空气中的水蒸汽，并将水蒸汽变成蒸馏水；
12.所述氢气输送管道的两端分别与所述制氢设备和所述气球相连通，所述第二蓄电池与所述第一蓄电池电连接，所述压力传感器用于检测所述氢气输送管道内的气体压力。
13.作为一种实施方式，所述气球与所述制氢设备之间通过第一钢索连接；
14.所述制氢设备与所述机舱之间设有第一轴承，所述第一轴承与所述制氢设备和所述机舱间隔设置，所述第一轴承通过第二钢索分别与所述制氢设备和所述机舱相连接，所述第一轴承可与所述发电组件同步转动；
15.所述漂浮式发电装置还包括第二轴承，所述第二轴承与所述第一轴承对称设置于
所述机舱在竖直方向上的两端，所述第二轴承与所述机舱通过第三钢索连接，且与所述机舱间隔设置，所述第二轴承可与所述发电组件同步转动。
16.作为一种实施方式，所述漂浮式发电装置包括第一绞盘，所述第一绞盘与所述第二轴承通过第四钢索连接，所述第一绞盘通过所述第四钢索控制所述发电组件的高度。
17.作为一种实施方式，所述第一绞盘的下端设有第一定位组件，所述第一定位组件与所述第一绞盘可拆卸连接，所述第一定位组件用于与地面固定连接。
18.作为一种实施方式，所述漂浮式发电装置包括控制器，所述控制器用于控制所述发电组件，所述控制器与所述第一蓄电池之间通过第一线缆相连接。
19.作为一种实施方式，所述第二轴承的底部设有大电流导电滑环，所述第一线缆穿过所述第二轴承与所述大电流导电滑环固定连接，并延伸至所述控制器，与所述控制器电连接。
20.作为一种实施方式，所述第二轴承与所述控制器之间设有第二绞盘，所述第二绞盘用于调节所述第一线缆的长度。
21.作为一种实施方式，所述漂浮式发电装置包括接收装置，所述接收组件包括蓄电池组和逆变器，所述蓄电池组分别与所述逆变器和所述控制器电连接。
22.本技术的技术方案具有以下效果：
23.1、气球使发电组件漂浮在天空上，使得发电组件可以发电，同时，通过发电组件端部设置的调向器，在天空中风向作用下可自由变换方向，使得发电组件始终正面朝向风向，从而提高漂浮式发电装置的发电效率；
24.另外，本技术采用是气球、发电组件以及调向器来进行发电，相比于大型塔架的发电设备，降低了场地的使用面积以及生产成本，适应性强。
25.2、发电组件包括太阳能帆板，在风力发电的基础上，通过太阳能帆板吸收太阳能，可以进行太阳能发电，从而进一步提高发电组件整体的发电效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为本技术实施例提供的漂浮式发电装置的结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的其中一种第一定位组件与第一绞盘的结构示意图；
29.图3为本技术实施例提供的另一种第一定位组件与第一绞盘的结构示意图。
30.图标：1-气球；2-发电组件；21-机舱；22-叶片；23-太阳能帆板；3-制氢设备；4-氢气输送管道；5-第一轴承；6-第二钢索；7-第二轴承；71-大电流导电滑环；8-第一线缆；9-第二线缆；10-第一绞盘；101-插接槽；11-第一固定座；12-定位支架；13-第二绞盘；14-配重件；15-第二定位支架；16-控制器；17-蓄电池组；18-逆变器；19-调向器。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.如图1所示，本技术实施例介绍一种漂浮式发电装置，该发电装置在使用时，可以漂浮在天空中，通过风力和/或太阳能进行发电，发电之后可传输至附近居民使用，相比于现有技术传统的塔架发电，本技术实施例的漂浮式发电装置适用性更强，可以应用在多个场景，例如荒漠地区或者山村地区等；同时，也可以减少占地面积和生产成本。
34.如图1所示，本技术实施例的漂浮式发电装置，包括气球1，该气球1充满氢气之后，可以漂浮在天空中；发电组件2，与气球1相连，当气球1漂浮在天空时，可以带动发电组件2同时漂浮在天空中，并且，发电组件2在天空时可以进行发电，从而供发电装置附近的居民使用。发电组件2的端部设有调向器19，调向器19可以根据风向的不同调整发电组件2的方向，使得发电组件2始终正对着的风向，相比于现在技术中塔架的发电系统无法根据风向调整叶轮的方向，本技术实施例的发电组件2始终正对着风向，提高了发电组件2的发电效率，保证了发电组件2的发电效率的最大化。
35.可选的，气球1为超压式气球。
36.如图1所示，作为一种实施方式，发电组件2包括风力发电模块，风力发电模块包括叶片22、发电机以及第一蓄电池；其中，发电组件2还包括机舱21，叶片22设置在机舱21前端，发电机和第一蓄电池安装在机舱21内，叶片22在空中时可以将风能转化为发电机的机械能，发电机将机械能转化为电能储存在第一蓄电池中，第一蓄电池将电能传输至蓄电池组17，蓄电池组17通过逆变器18传输给附近居民使用；
37.发电组件2还包括太阳能发电模块，太阳能发电模块包括太阳能帆板23，太阳能帆板23至少设置有两个，且对称设置在机舱21的两侧，太阳能帆板23可以将太阳能转化为电能存储在第一蓄电池中，从而可以与风力发电模块配合，进一步提高发电装置的发电效率。
38.可选的，叶片22与调向器19分别设置在机舱21的前端和尾端，通过调向器19的调向，使得前端的叶片22始终朝向风向设置，提高发电效率。
39.可选的，太阳能帆板23也可以设置更多个，用来提高发电组件2的发电效率。
40.如图1所示，作为一种实施方式，漂浮式发电装置包括制氢设备3、第二蓄电池、压力传感器、氢气输送管道4和蒸汽凝结水回收装置，第二蓄电池分别与制氢设备3和压力传感器电连接，压力传感器设置在氢气输送管道4上，用于判断氢气输送管道4内气体的压力，并进一步判断是否需要对气球1进行氢气补充。发电装置还包括氢气输送管道4，该氢气输送管道4的两端分别与制氢设备3和气球1相连接。
41.当需要对气球1进行氢气补充时，制氢设备3可使用第二蓄电池内直流电，电解蒸汽凝结水回收装置所收集到的蒸馏水，从而产生氢气，并通过氢气输送管道4输送至气球1内，进行补充。
42.可选的，制氢设备3包括盒体，第二蓄电池可以放置在盒体外部，也可以放置在盒体内部，从而减少制氢设备3所占用的体积，本技术实施例对第二蓄电池的放置位置不做具体限定。
43.可选的，当发电装置漂浮在天空时，蒸汽凝结水回收装置可以回收空气中的水蒸汽，并将水蒸汽变成蒸馏水，当需要对气球1补充氢气时，由制氢设备3电解蒸馏水，产生氢
气，通过氢气输送管道4输送至气球1内，本技术实施例对蒸汽凝结水回收装置的安装位置不做具体限定。
44.可选的，第一蓄电池与第二蓄电池之间通过第二线缆9电连接，第一蓄电池会将小部分电源传输至第二蓄电池中，供制氢设备3使用，大部分电源会传输至蓄电池组17中，由附近居民使用。
45.如图1所示，作为一种实施方式，气球1与制氢设备3之间通过第一钢索连接，以保证制氢设备3与气球1之间的稳定性，制氢设备3与机舱21之间设有第一轴承5，第一轴承5分别与制氢设备3和机舱21间隔设置，在发电装置漂浮在天空时，第一轴承5是位于制氢设备3的下端，通过设置第一轴承5，第一轴承5可以跟随发电组件2同步转动，从而使得发电组件2在随着风向转动时，不会使制氢设备3、第二蓄电池等其他部件同步转动，也不对其他部件造成影响，从而提高发电装置的适应性以及发电效率。
46.可选的，第一轴承5包括内圈和外圈，内圈通过第二钢索6与机舱21相连，外圈通过第二钢索6与制氢设备3相连，当机舱21发生转动时，其内圈会同步发生转动，而外圈则不会跟随内圈转动，从而避免机舱21在转动时对制氢设备3产生影响。
47.可选的，第一轴承5的中心开设有供第二线缆9穿过的通孔，通孔的孔径大于第二线缆9的直径，避免第一轴承5对其产生摩擦，第二线缆9的一端与第一蓄电池相连，另一端穿过第一轴承5并与第二蓄电池相连。
48.如图1所示，发电装置还包括第二轴承7，第二轴承7与第一轴承5对称设置在机舱21竖直方向的两端，第二轴承7与机舱21通过第三钢索相连接，第二轴承7与第一轴承5所起的作用相同，都是为了可以跟随发电组件2同步转动，从而避免第四钢索发生绞线的情况。
49.可选的，第二轴承7的结构与第一轴承5的结构相同，包括内圈和外圈，内圈通过第四钢索与第一绞盘10相连接，外圈则通过第三钢索与机舱21底部相连接，当机舱21由于调向器19调整方向发生转动时，其外圈与机舱21同步转动，而内圈相对于外圈则是静止状态，从而避免机舱21在转动时，第四钢索发生绕线的情况。
50.可选的，第三钢索也可以与内圈相连，而第四钢索与外圈相连。
51.如图1所示，作为一种实施方式，漂浮式发电装置包括第一绞盘10，第一绞盘10与第二轴承7之间通过第四钢索连接，第四钢索缠绕在第一绞盘10上，通过第一绞盘10可以控制第四钢索的长度，从而进一步控制发电组件2的高度。
52.作为一种实施方式，第一绞盘10的下端设有第一定位组件，第一定位组件与第一绞盘10可拆卸连接，第一定位组件用于与地面固定连接，通过设置第一定位组件与第一绞盘10可拆卸连接，方便更换不同的第一定位组件，当遇到不同的地质环境时，通过更换不同第一定位组件，从而满足第一定位组件与地面的固定需求，扩展了发电装置的适用环境。
53.如图1和2所示，可选的，第一定位组件包括第一固定座11和与第一固定座11连接的定位支架12，第一固定座11与第一绞盘10可拆卸连接，定位支架12通过螺栓与地面固定连接，该实施方式可以应用在地面比较坚硬的地方。
54.如图2所示，可选的，第一绞盘10的下端设有插接槽101，第一固定座11可插入至插接槽101内，从而实现了第一定位组件与第一绞盘10的可拆卸连接，当然，第一固定座11也可以与第一绞盘10的下端通过螺栓连接，同样可以实现可拆卸连接。
55.可选的，插接槽101内还安装滑轨，第一固定座11可通过滑轨放置于插接槽101内
或者从插接槽101内滑出。
56.如图3所示，作为另一种实施方式，第一定位组件包括第一固定座11和与第一固定座11连接的配重件14，第一固定座11与第一绞盘10可拆卸连接，配重件14置于地面，该实施方式可以使用于松软的地面，直接将配重件14置于地面上，或者在地面上挖坑，将配重件14埋入坑中。
57.如图1所示，作为一种实施方式，漂浮式发电装置包括控制器16，控制器16可用来控制发电组件2，并使发电组件2所产生的电源输送至蓄电池组17中，控制器16与第一蓄电池之间通过第一线缆8连接。
58.可选的，控制器16可以控制发电组件2是采用风力发电还是太阳能发电或者是风力发电和太阳能发电同时进行，并且，当需要给气球1补充氢气时，控制器16会控制第一蓄电池将少部分电源传输至第二蓄电池中，供制氢设备3使用；而控制其他大部分第一蓄电池内的电能传输至蓄电池组17中。
59.如图1所示，作为一种实施方式，第二轴承7的底部设有大电流导电滑环71，第一线缆8的一端与第一蓄电池相连，另一端穿过第二轴承7，且第一线缆8的局部与大电流导电滑环71固定连接，最终另一端延伸至控制器16，与控制器16电连接。通过设置大电流导电滑环71，大电流导电滑环71可以与第一线缆8的局部固定连接，当第二轴承7在转动时，大电流导电滑环71与控制器16之间的第一线缆8不会跟随一起转动，降低第二轴承7在转动时对第一线缆8产生的摩擦，保证电流的传导不受影响。
60.可选的，第二轴承7设置有孔径大于第一线缆8直径的通孔。
61.可选的，第一线缆8可以放置在地面上。
62.如图1所示，作为一种实施方式，第二轴承7与控制器16之间设有第二绞盘13，第二绞盘13用于调节第一线缆8的长度，从而避免第一线缆8出现绕线的情况。
63.可选的，第一线缆8的局部缠绕于第二绞盘13上，第二绞盘13需根据发电组件2的高度，控制第一线缆8的长度。
64.可选的，第二绞盘13的下端设有第二定位组件，第二定位组件与第二绞盘13可拆卸连接，第二定位组件用于与地面固定连接。通过设置第二定位组件与第二绞盘13可拆卸连接，方便更换不同的第二定位组件，当遇到不同的地质环境时，通过更换不同第二定位组件，从而满足第二定位组件与地面的固定需求，扩展了发电装置的适用环境。
65.可选的，第二定位组件包括第二固定座和与第二固定座连接的第二定位支架15，第二固定座与第二绞盘13可拆卸连接，第二定位支架15通过螺栓与地面固定连接，该实施方式可以应用在地面比较坚硬的地方，第二固定座可以与第一固定座11的结构一致。
66.可选的，第二绞盘13的下端设置有第二插接槽，第二固定座可插入至第二插接槽内，从而实现了第二定位组件与第二绞盘13的可拆卸连接，当然，第二固定座也可以与第二绞盘13的下端通过螺栓连接，同样可以实现可拆卸连接，第二插接槽的结构可以与插接槽101的结构一致。
67.可选的，第二插接槽内还安装滑轨，第二固定座可通过滑轨放置于第二插接槽内或者从第二插接槽内滑出。
68.作为另一种实施方式，第二定位组件包括第二固定座和与第二固定座连接的第二配重件，第二固定座与第二绞盘13可拆卸连接，第二配重件置于地面，该实施方式可以使用
于松软的地面，直接将配重件置于地面上，或者在地面上挖坑，将第二配重件埋入坑中，第二配重件可以与配重件14的结构一致。
69.如图1所示，作为一种实施方式，漂浮式发电装置包括接收装置，接收组件包括蓄电池组17和逆变器18，蓄电池组17分别与逆变器18和控制器16电连接。通过设置蓄电池组17，可以将第一蓄电池产生的电源输送至蓄电池组17中，由逆变器18传输至附近居民使用。
70.可选的，蓄电池组17通过两根第三电缆分别与控制器16和逆变器18相连接。
71.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
72.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
73.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种漂浮式发电装置，其特征在于，包括：气球；发电组件，用于产生电能，与所述气球相连；调向器，与所述发电组件相连；其中，所述气球用于将所述发电组件漂浮于空中，所述调向器用于调整所述发电组件的朝向。2.根据权利要求1所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述发电组件包括机舱、设置于所述机舱前端的叶片、以及设置在所述机舱内的发电机和第一蓄电池，所述叶片用于将风能转换为所述发电机所需的机械能，所述发电机将产生的电能存储至所述第一蓄电池中；所述发电组件包括太阳能帆板，所述太阳能帆板至少设置有两个，分别对称设置于所述机舱的两侧。3.根据权利要求2所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述漂浮式发电装置包括制氢设备、第二蓄电池、与所述第二蓄电池电连接的压力传感器、氢气输送管道和蒸汽凝结水回收装置，所述制氢设备与所述蓄电池电连接，所述压力传感器设置在所述氢气输送管道上，所述蒸汽凝结水回收装置用于回收空气中的水蒸汽，并将水蒸汽变成蒸馏水；所述氢气输送管道的两端分别与所述制氢设备和所述气球相连通，所述第二蓄电池与所述第一蓄电池电连接，所述压力传感器用于检测所述氢气输送管道内的气体压力。4.根据权利要求3所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述气球与所述制氢设备之间通过第一钢索连接；所述制氢设备与所述机舱之间设有第一轴承，所述第一轴承与所述制氢设备和所述机舱间隔设置，所述第一轴承通过第二钢索分别与所述制氢设备和所述机舱相连接，所述第一轴承可与所述发电组件同步转动；所述漂浮式发电装置还包括第二轴承，所述第二轴承与所述第一轴承对称设置于所述机舱在竖直方向上的两端，所述第二轴承与所述机舱通过第三钢索连接，且与所述机舱间隔设置，所述第二轴承可与所述发电组件同步转动。5.根据权利要求4所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述漂浮式发电装置包括第一绞盘，所述第一绞盘与所述第二轴承通过第四钢索连接，所述第一绞盘通过所述第四钢索控制所述发电组件的高度。6.根据权利要求5所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述第一绞盘的下端设有第一定位组件，所述第一定位组件与所述第一绞盘可拆卸连接，所述第一定位组件用于与地面固定连接。7.根据权利要求4至6任一项所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述漂浮式发电装置包括控制器，所述控制器用于控制所述发电组件，所述控制器与所述第一蓄电池之间通过第一线缆相连接。8.根据权利要求7所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述第二轴承的底部设有大电流导电滑环，所述第一线缆穿过所述第二轴承与所述大电流导电滑环固定连接，并延伸至所述控制器，与所述控制器电连接。9.根据权利要求7所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述第二轴承与所述控制器之
间设有第二绞盘，所述第二绞盘用于调节所述第一线缆的长度。10.根据权利要求7所述的漂浮式发电装置，其特征在于，所述漂浮式发电装置包括接收装置，所述接收组件包括蓄电池组和逆变器，所述蓄电池组分别与所述逆变器和所述控制器电连接。

技术总结
本申请涉及发电技术领域，提供一种漂浮式发电装置，包括：气球；发电组件，用于产生电能，与气球相连；调向器，与发电组件相连；其中，气球用于将发电组件漂浮于空中，调向器用于调整发电组件的朝向。通过本申请的技术方案，能够提高发电装置的发电效率。提高发电装置的发电效率。提高发电装置的发电效率。


技术研发人员：祝磊
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：2023.03.09
技术公布日：2023/5/23