一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站的制作方法

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1.本发明涉及新能源领域的一种海洋能源综合利用发电系统，尤其涉及一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站。

背景技术：

2.随着陆地比较丰富的清洁能源利用渐趋饱和，开发深海能源已成为趋势，高品质海鱼资源因环境的破坏以及资源的稀缺，养殖企业或渔民开发了近海渔场，都集中于固定式或自升式渔业网箱且功能单一(仅限养殖功能)，传统固定式网箱虽然稳定且使用寿命长，但都集中在近海使用，而自升移动式网箱依托于桩腿及动力机构实现潜伏，虽然满足深海使用条件，但易导致水下潜航器或船舶误撞，并且能源获取方式较为单一，存在失能的风险。
3.基于此，提出一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，以半潜式改进工艺对渔业网箱平台进行锚固，并依托于网箱对海流、波浪能以及水面强辐照等能源进行多能互补发电，满足渔业网箱的正常运转又能实现深海能源高效内生循环。

技术实现要素：

4.鉴于目前深海渔业网箱存在的上述不足，本发明提供一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，能够满足深海渔业养殖情况，充分利用波浪能、太阳能、海流能以及空气压缩储能、重力储能技术实现离岸能源多能互补。
5.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
6.一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，包括锚固系统、渔业网箱、光伏发电系统、海浪能压缩空气发电系统和海流风机发电储能系统，所述渔业网箱设置有网箱平台和第一浮体，所述锚固系统通过第一浮体衔接链与所述第一浮体连接，所述光伏发电系统通过第二浮体衔接链与所述第一浮体连接，并固定在网箱平台上表面，所述海浪能压缩空气发电系统和所述海流风机发电储能系统安装在所述渔业网箱的两侧。
7.依照本发明的一个方面，所述锚固系统包括桩基、锚固链、聚酯链、第一浮体衔接链以及连接件，所述桩基固定于河床，所述锚固链连接所述桩基，通过连接件将所述锚固链、聚酯链、第一浮体衔接链依次连接。
8.依照本发明的一个方面，所述光伏发电系统由柔性光伏组件、逆变器、预应力索具、第二浮体衔接链和锚固组成，所述第二浮体衔接链与所述第一浮体连接。
9.依照本发明的一个方面，所述柔性光伏组件铺设于网箱平台上表面。
10.依照本发明的一个方面，所述预应力索具包括第一主索、第二主索、第三主索和垂直副索，所述第一主索、第二主索、第三主索和所述垂直副索组成三角锥集钳式结构以及垂直三角支撑结构。
11.依照本发明的一个方面，所述海浪能压缩空气发电系统包括第二浮体、若干个密封装置、输送管道、储罐以及高压空气发电机，所述密封装置设置有充、抽气压力筒罐，所述
第二浮体与所述第一浮体连接。
12.依照本发明的一个方面，所述密封装置固定在所述第二浮体，所述密封装置之间通过连杆连接，所述密封装置通过所述输送管道与所述储罐连接，所述储罐与所述高压空气发电机连接，所述高压空气发电机设置在所述第一浮体上。
13.依照本发明的一个方面，所述海流风机储能发电系统包括垂直轴海流风机、滑轮传动系统、配重体以及浮体锚固系统，所述浮体锚固系统分别与所述第一浮体和所述第一浮体衔接链连接。
14.依照本发明的一个方面，所述垂直轴海流风机设置有海流同轴发电机，所述垂直轴海流风机通过所述滑轮传动系统与所述配重体连接。
15.本发明实施的优点：通过上述技术方案，能满足深海渔业养殖，也能够充分利用波浪能、太阳能、海流能以及空气压缩储能、重力储能技术实现离岸能源多能互补，满足渔业网箱正常运转，同时实现离岸深海绿能高效内生循环。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
17.图1为本发明所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站的结构示意图；
18.图2为本发明所述的海浪能压缩空气发电系统的结构示意图；
19.图3为本发明所述的海流风机发电储能系统的结构示意图；
20.图4为本发明所述的光伏发电系统中预应力索具的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.如图1至图4所示，一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，包括锚固系统1、渔业网箱2、光伏发电系统3、海浪能压缩空气发电系统4和海流风机发电储能系统5，渔业网箱2上设置有网箱平台21和第一浮体22，渔业网箱2在海面下，为半潜式渔业网箱，用于满足渔业养殖，网箱平台21和第一浮体22浮在海面上。
23.在实际应用中，锚固系统1包括桩基12、锚固链13、聚酯链14、第一浮体衔接链15以及连接件16，其中，桩基12固定于河床11，锚固链13固定连接桩基12，通过连接件16将所述锚固链13、聚酯链14、第一浮体衔接链15依次连接。
24.锚固系统1通过第一浮体衔接链15与渔业网箱2上的第一浮体22连接。
25.在实际应用中，光伏发电系统3由柔性光伏组件31、逆变器32、预应力索具、第二浮体衔接链33和锚固34组成，第二浮体衔接链33与渔业网箱2上的第一浮体22连接，并固定与
网箱平台21上，使光伏发电系统3的柔性光伏组件31能够铺设在网箱平台21的上表面，充分利用太阳能。
26.其中，预应力索具包括第一主索301、第二主索302、第三主索303和垂直副索304，由第一主索301、第二主索302、第三主索303和垂直副索304组成三角锥集钳式结构305以及垂直三角支撑结构306，用于抵御波浪涡振。
27.在实际应用中，海浪能压缩空气发电系统4由第二浮体41、若干密封装置42、充、输送管道44、储罐45以及高压空气发电机46构成，密封装置42内设置有充、抽气压力筒罐，本实施例在渔业网箱2的两侧各设置了两个密封装置42，共四个，在其他实施例中可根据实际情况设置密封装置42的数量，其中第二浮体41与第一浮体22连接，第一浮体22的两侧各设置有第二浮体41固定连接，用来放置海浪能压缩空气发电系统4。
28.密封装置42固定在第二浮体41上，各边的密封装置(42)之间通过连杆连接，密封装置42通过输送管道44与储罐(45)连接，储罐45与高压空气发电机(46)连接，高压空气发电机(46)设置在第一浮体(22)上。
29.在实际应用中，海流风机储能发电系统5包括垂直轴海流风机51、滑轮传动系统53、配重体54以及浮体锚固系统55，其中垂直轴海流风机51的内部设置有海流同轴发电机52，垂直海流风机51通过滑轮传动系统53与配重体54连接，当海流风机储能发电系统5在有电能需求时，海流同轴发电机52进行实时在线发电，在电能过剩的情况下，由滑轮传动系统53带动配重体54进行储能，并且配重体54的重力储能也参与离岸多能互补能源站的功率平衡。
30.浮体锚固系统55分别与第一浮体22和第一浮体衔接链(15)连接。
31.在实际应用中，半潜式渔业网箱要锚固在河床11上，本实施例有一种河床上预制桩基的安装方法，其步骤为：
32.第一步在桩基12基体进行底孔作业并进行孔深测量；
33.第二步以吸尘器和毛刷进行清孔作业；
34.第三步以卡尺进行孔深检查；
35.第四步进行扩孔作业并重复第二步操作；
36.第五步进行扩孔检验；
37.第六步进行锚栓安装，其工序为首先将锚栓插入孔洞并通过卡尺进行预留外延锚栓精准测量，其次一次安装卡盘-垫片-螺帽，再次对螺帽松紧程度进行测量；
38.第七步用锚固链13链接并用拖拉船将桩基12沉底至定位河床11；
39.第八步通过连接件16将锚固链13锚栓、聚酯链14、浮体衔接链15依次连接。
40.在实际应用中，海浪能压缩空气发电系统4和海流风机发电储能系统5置于渔业网箱2的两侧，在渔业网箱2的两侧同时也各设置了一个锚固系统1加强固定，光伏发电系统3、海浪能压缩空气发电系统4和海流风机发电储能系统5所搜集的能量存储于储罐45中。
41.本发明采用的能源控制策略为水文历史数据库ai时空域分析洋流、波浪能气象特征，可利用鱼算法实现光伏短期预测，以实时和历史数据自主学习迭代优化，满足离岸多能互补能源站在多目标调度中的多维度历史数据挖掘、经济调度和用能决策。
42.本发明实施的优点：渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站在满足也渔业养殖情况下，充分利用了海上强辐射光能、波浪能以及海流能并配合高压空气储能和重力体储能，实
现了多能互补能源站用能和发电的双向平衡。特别是渔业网箱半潜式工艺运用，实现了海底无害通行。本发明既满足渔业网箱正常运转，又实现了离岸深海绿能高效内生循环。
43.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，包括锚固系统(1)、渔业网箱(2)，所述渔业网箱(2)设置有网箱平台(21)和第一浮体(22)，所述锚固系统(1)通过第一浮体衔接链(15)与所述第一浮体(22)连接，其特征在于，还包括光伏发电系统(3)、海浪能压缩空气发电系统(4)和海流风机发电储能系统(5)，所述光伏发电系统(3)通过第二浮体衔接链(33)与所述第一浮体(22)连接，并固定在所述网箱平台(21)上表面，所述海浪能压缩空气发电系统(4)和所述海流风机发电储能系统(5)安装在所述渔业网箱(2)的两侧。2.根据权利要求1所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述锚固系统(1)包括桩基(12)、锚固链(13)、聚酯链(14)、第一浮体衔接链(15)以及连接件(16)，所述桩基(12)固定于河床(11)，所述锚固链(13)连接所述桩基(12)，通过连接件(16)将所述锚固链(13)、聚酯链(14)、第一浮体衔接链(15)依次连接。3.根据权利要求1所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述光伏发电系统(3)由柔性光伏组件(31)、逆变器(32)、预应力索具、第二浮体衔接链(33)和锚固(34)组成，所述第二浮体衔接链(33)与所述第一浮体(22)连接。4.根据权利要求3所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述柔性光伏组件(31)铺设在所述网箱平台(21)上表面。5.根据权利要求4所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述预应力索具包括第一主索(301)、第二主索(302)、第三主索(303)和垂直副索(304)，所述第一主索(301)、第二主索(302)、第三主索(303)和所述垂直副索(304)组成三角锥集钳式结构(305)以及垂直三角支撑结构(306)。6.根据权利要求1所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述海浪能压缩空气发电系统(4)包括第二浮体(41)、若干个密封装置(42)、输送管道(44)、储罐(45)以及高压空气发电机(46)，所述密封装置(42)设置有充、抽气压力筒罐(43)，所述第二浮体(41)与所述第一浮体(22)连接。7.根据权利要求6所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述密封装置(42)固定在所述第二浮体(41)上，所述密封装置(42)之间通过连杆连接，所述密封装置(42)通过所述输送管道(44)与所述储罐(45)连接，所述储罐(45)与所述高压空气发电机(46)连接，所述高压空气发电机(46)设置在所述第一浮体(22)上。8.根据权利要求1所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述海流风机储能发电系统(5)包括垂直轴海流风机(51)、滑轮传动系统(53)、配重体(54)以及浮体锚固系统(55)，所述浮体锚固系统(55)分别与所述第一浮体(22)和所述第一浮体衔接链(15)连接。9.根据权利要求8所述的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，其特征在于，所述垂直轴海流风机(51)设置有海流同轴发电机(52)，所述垂直轴海流风机(51)通过所述滑轮传动系统(53)与所述配重体(54)连接。

技术总结

本发明公开了一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，包括锚固系统、渔业网箱、光伏发电系统、海浪能压缩空气发电系统和海流风机发电储能系统，所述渔业网箱包括网箱平台和第一浮体，所述锚固系统通过第一浮体衔接链与所述第一浮体连接，所述光伏发电系统通过第二浮体衔接链与所述第一浮体连接，并固定于所述网箱平台上表面，所述海浪能压缩空气发电系统和所述海流风机发电储能系统设置于所述渔业网箱的两侧。本发明提供的一种基于渔业网箱半潜式离岸多能互补能源站，既满足渔业网箱正常运转，又实现了离岸深海绿能高效内生循环。又实现了离岸深海绿能高效内生循环。又实现了离岸深海绿能高效内生循环。