海上浮式發電機的制作方法
【專利摘要】一種海上浮式發電機包括：海水蓄水池，被配置為儲存海水，所述海水蓄水池在浮在海面上的同時根據儲存的海水的量而上升或下降；進水管，被配置為引導海水流經進口部分，以流到所述海水蓄水池；水輪發電機，設置在所述進水管上；以及水位調節器，被配置為將儲存在所述海水蓄水池中的海水排放到外面，其中，當由于所述海水蓄水池的水位下降到低于所述海水蓄水池外部的水位而產生了水位差時，在海水通過所述進水管進入所述海水蓄水池時，通過使用所述水輪發電機產生電力。
【專利說明】海上浮式發電機
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2015年4月24日在韓國知識產權局提出的韓國專利申請N0.10-2015-0058262的優先權，該申請的公開內容通過引用全部并入本文中。
技術領域
[0003]—個或多個示例性實施例涉及一種海上(offshore)浮式發電機，更具體地，涉及一種包括浮在海面上的海水蓄水池并允許通過使用海水蓄水池中的水位與海水水位之間的水位差進行有效發電的海上浮式發電機。
【背景技術】
[0004]近來，諸如風能、太陽能和潮汐能的能源已經作為新的可再生能源被注意到。這些能源可以用于發電而無懼枯竭。然而，由于以下特性而可能導致能源的使用受限。
[0005]雖然風力在海上比在陸地上更強，但是難以預測風力何時產生以及風力多強。此夕卜，風力的季節性變化非常大，其持續時間也不連續。
[0006]太陽能僅在日間提供，并且太陽能的強度也受季節和天氣的影響很大。
[0007]關于潮汐能，雖然在海上能源中在一定程度上對潮汐能的強度和產生時間的長期預測是可行的，但是潮汐能的強度隨時間的變化很大，并且潮汐能達到峰值的時間通過每天被延遲50分鐘而每天發生變化。
[0008]如上所述，雖然風能、太陽能和潮汐能作為可再生能源從根本上區別于化石燃料，但是這些能源的強度和產生時間不規律并且它們的持續時間不連續。因此，使用這些能源發電的強度和時間必然不規律，并且發電的持續時間也不連續。雖然使用上述可再生能源進行發電并將電力存儲在蓄電池中以在需要的時間進行使用的方法在理論上是可行的，但是蓄電池的尺寸必須極大并且蓄電池需要定期更換。換言之，由于蓄電池安裝和維護的成本過高，進行發電以在期望時間進行使用具有限制。
[0009]因此，需要一種用于通過使用可再生能源在期望時間產生良好品質電力的新型發電機。
[0010][現有技術文獻]
[0011][專利文獻]
[0012]KR 2012-0086849
【發明內容】
[0013]—個或多個示例性實施例包括一種海上浮式發電機，更具體地，涉及一種包括浮在海面上的海水蓄水池并允許通過使用海水蓄水池中的水位與海水水位之間的水位差進行有效發電的海上浮式發電機。
[0014]其他方面將在以下描述中部分地進行闡述，并且根據說明書，部分將是明確的，或可以通過所呈現的實施例的實踐而獲知。
[0015]根據一個或多個示例性實施例，一種海上浮式發電機包括:海水蓄水池，被配置為儲存海水，所述海水蓄水池在浮在海面上的同時根據儲存的海水的量而上升或下降；進水管，被配置為引導海水經過進口部分流至所述海水蓄水池;水輪發電機，設置在所述進水管上；以及水位調節器，被配置為將儲存在所述海水蓄水池中的海水排放到外面，其中，當由于所述海水蓄水池的水位下降為低于所述海水蓄水池外部的水位而產生了水位差時，在海水通過所述進水管進入所述海水蓄水池時，通過使用所述水輪發電機產生電力。
[0016]所述海上浮式發電機還可以包括位于所述進水管中的第一閥門和第二閥門，其中，第一閥門設置在所述進口部分和所述水輪發電機之間，第二閥門設置在所述水輪發電機和所述海水蓄水池之間。
[0017]所述海上浮式發電機還可以包括從所述進水管分支出的排放管，其中，通過所述排放管排放儲存在所述海水蓄水池中的海水。
[0018]所述水輪發電機可以在海水進入時用作發電機，并且用作將海水從所述海水蓄水池排放到外部的栗，從而用作水位調節器。
[0019]可以在所述海水蓄水池之上設置風力發電單元或太陽能發電單元。
[0020]可以在所述海水蓄水池之下設置潮汐發電單元。
[0021]可以在第一閥門和所述水輪發電機之間設置過濾器，以濾除異物。
[0022]所述海水蓄水池的外壁可以由混凝土形成。
[0023]所述海水蓄水池可以經由系泊纜連接到大洋底，并且可以根據所述海水蓄水池下沉到海面之下的深度來調節系泊纜的長度。
[0024]流經所述進口部分的海水可以儲存在流速平滑箱中，之后，流入所述海水蓄水池。
[0025]所述進口部分可以包括狹縫，所述狹縫沿所述進口部分的圓周方向彼此間隔開，以使海水流經所述狹縫。
[0026]海水流經所述狹縫的面積可以大于所述進水管的截面。
[0027]所述進水管可以包括第一進水管和第二進水管，第一進水管將所述進口部分和所述流速平滑箱連接，第二進水管將所述流速平滑箱和所述海水蓄水池連接，其中，在第一進水管上設置濾除異物的過濾器、位于所述進口部分和所述過濾器之間的第一閥門以及位于所述過濾器和所述流速平滑箱之間的第三閥門，在第二進水管上設置位于所述流速平滑箱和所述水輪發電機之間的第四閥門以及位于所述水輪發電機和所述海水蓄水池之間的第二閥門。
[0028]可以在所述海水蓄水池的邊緣處對稱地設置平衡箱，以保持所述海水蓄水池的平衡。
[0029]可以在所述海水蓄水池的側面上設置護舷木，所述護舷木減輕由于與船舶或漂流結構的碰撞而導致的對所述海水蓄水池的影響。
[0030]所述海水蓄水池的底面的拐角可以是弧形的。
[0031]可以在所述海水蓄水池內部設置加固墻，以在結構上加固所述海水蓄水池。
[0032]所述海上浮式發電機還可以包括浮力穩定室，其中，所述浮力穩定室的內部由鋼鐵材料形成，所述浮力穩定室的外部由混凝土形成，并且所述浮力穩定室充有空氣。
[0033]所述狹縫的寬度可以從外到內減小。
【附圖說明】
[0034]通過以下結合附圖對實施例的描述，這些和/或其他方面將變得明確并且更容易理解，在附圖中:
[0035]圖1是根據本發明構思的示例性實施例的海上浮式發電機的示意圖；
[0036]圖2是根據本發明構思的示例性實施例的海上浮式發電機的截面圖；
[0037]圖3是包括在圖2所示的海上浮式發電機中的進口部分的摘錄視圖；
[0038]圖4是沿線A-A切割的圖3的進口部分的截面圖；
[0039]圖5至圖7示出了系泊纜(mooringrope)的安裝示例；
[0040]圖8和圖9示出了海水的流動如何受水面波形的影響的海上浮式發電機；
[0041 ] 圖10是根據示例性實施例的包括流速平滑箱(flow velocity smoothing tank)的海上浮式發電機的示意圖；
[0042]圖11是圖10的海上浮式發電機的示意性平面圖；
[0043]圖12和圖13是示出了包括平衡水箱(equilibrium water tank)的海上浮式發電機的不意圖；
[0044]圖14和圖15是示出了包括護舷木(fenderbeam)的海上浮式發電機的示意圖；
[0045]圖16示出了當海水蓄水池被拖動時發生的流動分離；
[0046]圖17示出了當流動分離減小時的海上浮式發電機；
[0047 ]圖18是海水蓄水池內部的加固墻的示意圖；
[0048]圖19是浮力穩定室的不意圖；
[0049]圖20示出了根據另一示例性實施例的進口部分的截面圖和前視圖；以及
[0050]圖21示出了根據另一示例性實施例的進口部分的截面圖和前視圖。
【具體實施方式】
[0051]現在詳細參照實施例，在附圖中示出了實施例的示例，其中，貫穿附圖類似的附圖標記是指類似的元件。在這點上，呈現的實施例可以具有不同形式，并且不應當被解釋為受限于本文所闡明的描述。因此，以下僅通過參考附圖描述示例性實施例以說明本說明書的一些方面。在要素列表后面的例如..中的至少一個”等表述修飾整個要素列表但不修飾列表中的單獨要素。
[0052]將參照附圖更全面地描述本發明構思的優點和特征以及實現這些優點和特征的方法，在附圖中示出了本發明構思的示例性實施例。然而，本發明構思可以通過多種不同形式來實施，并且不應當被解釋為受限于本文中所闡述的實施例；相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發明構思的觀念充分傳達給本領域的普通技術人員。貫穿說明書，類似的附圖標記表示類似的元件。
[0053]同時，本文中所使用的術語僅僅是為了描述具體實施例的目的，而不是意在限制示例性實施例。如本文中使用的，單數形式“一個(a或者an)”和“所述(the)”意圖還包括復數形式，除非上下文明確地另外指示。還將理解的是，在本文中使用的措詞“包括”和/或“包含”表明存在所述的組件，但是不排除存在或添加一個或多個其它組件。
[0054]除非另外定義，否則本文中使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與示例性實施例所屬領域的普通技術人員通常理解的含義相同的含義。
[0055]圖1是根據本發明構思的示例性實施例的海上浮式發電機的示意圖。圖2是根據本發明構思的示例性實施例的海上浮式發電機的截面圖。圖3是包括在圖2所示的海上浮式發電機中的進口部分的摘錄視圖。圖4是沿線A-A切割的圖3的進口部分的截面圖。圖5至圖7示出了系泊纜(mooring rope)的安裝示例。圖8和圖9示出了海水的流動如何受水面波形的影響的海上浮式發電機。圖10是根據示例性實施例的包括流速平滑箱(flow velocitysmoothing tank)的海上浮式發電機的示意圖。圖11是圖10的海上浮式發電機的示意性平面圖。圖12和圖13是示出了包括平衡水箱(equilibrium water tank)的海上浮式發電機的示意圖。圖14和圖15是示出了包括護舷木(fender beam)的海上浮式發電機的示意圖。圖16示出了當海水蓄水池被拖動時發生的流動分離。圖17示出了當流動分離減小時的海上浮式發電機。圖18是海水蓄水池內部的加固墻的不意圖。圖19是浮力穩定室的不意圖。圖20不出了根據另一示例性實施例的進口部分的截面圖和前視圖。圖21示出了根據另一示例性實施例的進口部分的截面圖和前視圖。
[0056]如圖1中所示，根據本發明構思的示例性實施例的海上浮式發電機包括海水蓄水池10、進水管20、水輪發電機30和水位調節器。
[0057]海水蓄水池10儲存海水并浮在海面上。海水蓄水池10根據儲存在其中的海水的量從海面上升或下降。提供海水蓄水池10以通過使用海面與海水蓄水池10中的水位之間的水位差產生電力。
[0058]根據本示例性實施例，海水蓄水池10的外壁由混凝土形成。更加優選地，為了防止由于張力導致的混凝土裂縫，海水蓄水池10的外壁可以通過安裝插入混凝土墻體中的筋(Tendon)而由預應力混凝土(PC)形成，其中，預應力混凝土(PC)通過在外壁的混凝土部分保持恒定壓縮力來防止裂縫。
[0059]根據本發明構思的示例性實施例，當海水蓄水池10停駐在海面上時，通過使用大海與海水蓄水池10之間的水位差來執行水力發電。因此，要確保水位差。隨著每底面積的重量增加，浮力結構沉的更深，從而形成更大的水位差。當海水蓄水池10由鋼鐵材料形成時，海水蓄水池10每單位面積的重量太小，水位差也會很小。因此，當海水蓄水池10是混凝土結構時，可以容易地提供水位差。
[0060]另外，通過使用混凝土結構制造海水蓄水池10在維護方面具有優勢。由于海水流進和流出海水蓄水池10，因此需要防止海水蓄水池10受腐蝕。如果海水蓄水池10由鋼鐵材料形成，則海水蓄水池10的外壁和內部必須定期涂覆保護涂層以防止腐蝕，并且如果結構尺寸大，則事實上不可能將該結構拖拉到陸地上。因此，根據本發明構思的示例性實施例的由混凝土形成的海水蓄水池10不需要保護涂層，從而增加了其使用時間段且易于維護。
[0061]此外，通過使用混凝土結構形成海水蓄水池10，將該結構的長自然周期振蕩設置為使得海水蓄水池10穩定地浮在海面上。詳細地，在海面上流動的浮力結構不僅必須忍受波力(wave power)，而且防止由于波引起的共振。如果浮力結構發生了共振，則浮力結構的垂直移動的幅度突然增大，使得在系泊纜110上作用的張力也突然增大，從而導致系泊纜110與浮力結構之間的混凝土部分損壞或者導致系泊纜110與大洋底120分離。當浮力結構的質量增加時，浮力結構的共振周期增大，因此，由混凝土形成的海水蓄水池10可以比由鋼鐵材料形成的海水蓄水池具有更長的自然周期振蕩。
[0062]另外，如圖2中所示，容納進水管20和水輪發電機30等的機房包括于海水蓄水池10中，并且可以通過入口通道進入機房。例如，運送人或貨物的運送設備200安裝在入口通道中。另外，如圖8至圖10中所示，通氣孔11安裝在海水蓄水池10中，通過通氣孔11，大氣壓可以作用于海水蓄水池10的水位。
[0063 ] 進水管20弓I導海水流經進口部分140，流入海水蓄水池1。
[0064]進口部分140是海水從外部流經的部分，并根據本示例性實施例布置在海水蓄水池10的側下端。根據本示例性實施例，進口部分140如圖3中所示從海水蓄水池10突起。另夕卜，沿圓周彼此間隔開的狹縫141形成在進口部分140中。
[0065]如圖4中所示，狹縫141可以具有從外側朝內側減小的寬度。海水流經狹縫141的面積大于進水管20的截面。也就是，狹縫141的最外寬度的總面積大于進水管20的截面。可選地，進口部分140還可以不從海水蓄水池10的外壁突起，例如如圖1、圖8和圖9所示。詳細地，圖20A是根據另一示例性實施例的進口部分140的截面圖，圖20B是圖20A的進口 140的前視圖。如圖20A中所示，進口部分140可以不從海水蓄水池10的外壁突起，而可以被形成為使得多個狹縫141如圖20B所示形成，從而海水可以從中流過。
[0066]另外，進口部分140可以以不同于圖3所示的方式的方式從海水蓄水池10的外壁突起。詳細地，圖21A是根據另一示例性實施例的進口部分140的截面圖，圖21B是圖21A的進口140的前視圖。如圖21A中所示，進口部分140可以從海水蓄水池10的外壁沿徑向突起和延伸，并且可以在其中形成多個狹縫141，如圖21B中所示，從而海水可以從中流過。
[0067]設置水輪發電機30以基于水位差產生水力，并且水輪發電機30設置在進水管20上。水輪發電機30的結構在本領域中公知，因此省略其詳細描述。
[0068]設置水位調節器以將儲存在海水蓄水池10中的海水排放到外面。根據本示例性實施例，通過使用水輪發電機30執行水位調節器的功能。根據本示例性實施例的水輪發電機30在海水進入時用作發電機，并且用作栗以將海水從海水蓄水池10排放到外面。因此，水輪發電機30是所謂的可逆水輪發電機，執行發電機和栗二者的功能。可選地，還可以使用附加栗執行水位調節功能。
[0069]根據如上所述的結構，通過使用水位調節器將海水排放到大海，并且海水蓄水池10中的水位變得低于海水蓄水池10外部的水位，從而在產生水位差的同時，海水流入海水蓄水池10中，并且通過使用水輪發電機30產生電力。
[0070]第一閥門40和第二閥門50設置在進水管20上。第一閥門40布置在進口部分140和水輪發電機30之間，并且第二閥門50布置在水輪發電機30和海水蓄水池10之間。濾除異物的過濾器(screen) 100設置在第一閥門40和水輪發電機30之間。
[0071]排放儲存在海水蓄水池10中的海水的排放管60是從進水管20分出的分支。如圖1和圖2中所示，排放管60的端部延伸過海水蓄水池10的上部，并且海水通過排放管60被排放。
[0072]如圖2中所示，為了產生大海與海水蓄水池10之間的水位差，在第一閥門40關閉并且第二閥門50打開時，通過使用利用稍后將描述的風能發電單元、太陽能發電單元和潮汐能發電單元中的至少一個發電單元所產生的電力或者通過使用從陸地獲得的電力將海水蓄水池1的海水栗出。
[0073]根據本示例性實施例，水輪發電機30用作栗，通過排放管60將栗出的海水排放到大海。在海水在被排放時，海水蓄水池1的水位逐漸降低，海水蓄水池1整體上逐漸上升。
[0074]如圖2中所示，海水蓄水池10的最低限度是內部限制低水位，并且由于海水蓄水池10已經上升，從海水蓄水池10看到的大海的水位變成該內部限制低水位處的外部水位。當海水蓄水池1的水位到達內部限制低水位附近時，停止栗水。
[0075]在如上形成用于發電的就緒狀態之后，打開第一閥門40和第二閥門50，使得海水通過進口部分140自然地流入海水蓄水池10，并且這里通過使用水輪發電機30產生電力。包括水輪發電機30的發電單元連接到設置在海水蓄水池10上的主變壓器190，主變壓器190通過海底電纜180連接到岸上的變電站，從而將產生的電力傳輸到變電站。海底電纜180包括通信線、電力傳輸線以及用于驅動發電站中的內部元件并從陸地獲得的電力的線。
[0076]海水蓄水池10經由系泊纜110連接到大洋底120。圖5至圖7示出了以各種方式連接到海水蓄水池10的系泊纜110。圖5示出了將海水蓄水池10的上部連接到大洋底120的系泊纜110的示例。圖6示出了系泊纜110的端部牢牢固定于大洋底120的示例。圖7示出了系泊纜110緊密地布置于海水蓄水池10的外壁以向下延伸的示例。可以以各種方式安裝系泊纜IlOo
[0077]根據本示例性實施例，可以根據海水蓄水池10下沉到海水水位之下的量來調節系泊纜110的長度。應當確保系泊纜110具有足夠的長度，以使海水蓄水池10可以獨自地上升和下降。
[0078]如果系泊纜110太長，則海水蓄水池10可能由于潮流或者由于與船舶或漂流結構碰撞以及埋入水下的海底電纜180的牽制穩定性而浮動(水平運動或旋轉運動)。因此，應適當地調節系泊纜110的長度。
[0079]系泊纜110的長度可以被構造為通過例如使用自動水位測量設備測量海水蓄水池10中的水位并通過使用絞機系統(winch system)而被自動調節，其中，自動水位測量設備用于測量海水蓄水池10下沉的深度。自動水位測量設備可以使用各種方法，諸如將浮標安裝在水面上的方法，通過向水面輻射超聲波來測量水面的高度的方法，或者測量沉到水下的導體的電阻的方法。
[0080]參照圖2，根據本發明構思的本示例性實施例的海上浮式發電機包括風力發電單元70、太陽能發電單元80和潮汝發電單元90。
[0081]風力發電單元70或太陽能發電單元80可以設置在海水蓄水池10之上，潮汐發電單元90可以設置在海水蓄水池10之下。可以選擇性地安裝風力發電單元70、太陽能發電單元80和潮汐發電單元90，或者可以安裝它們全部。風力發電單元70、太陽能發電單元80和潮汐發電單元90在本領域是公知的，因此省略其描述。
[0082]風力發電單元70、太陽能發電單元80和潮汐發電單元90將產生的電力傳輸到陸地，使得電力可以被使用，此外，電力還可以被用作用于驅動發電廠的內部元件的電力以將海水蓄水池1的海水栗到大海，從而設置用于水力發電的就緒狀態。
[0083]另外，根據本示例性實施例，海上浮式發電機包括流速平滑箱130、平衡水箱160、護舷木170、弧形部分15、浮力穩定室220和加固墻16。
[0084]設置流速平滑箱130以防止當海水通過進口部分140進入時由于海水回流導致的水力發電的中斷，其中，所述海水回流是由波壓的變化引起的。
[0085]詳細地，圖8示出了在水面的波形向上彎曲的波峰處的海上浮式發電機。如圖8中所示，在波峰處，波壓施加到海水蓄水池10，使得進入進水管20的海水的流速可以突然增大。
[0086]相反，圖9示出了在水面的波形向下彎曲的波脊處的海上浮式發電機。如圖9中所示，在波脊處，波壓被施加遠離海水蓄水池10，使得通過進水管20的海水的流速減小。
[0087]如果波脊非常大使得水面進一步從海水蓄水池10的水位大大降低，則海水可以從海水蓄水池10回流，并且水力發電會停止。因此，設置流速平滑箱130以使流入海水蓄水池10的海水的流速的變化最小化，而不管波脊如何。
[0088]當安裝了流速平滑箱130時，流速的波動范圍的減小比(reduct1nrat1)受流速平滑箱130的水面的面積和進水管20的截面的影響。當流速平滑箱130的水面的面積是進水管20的截面的大約5倍至大約10倍時，與不包括流速平滑箱130時相比，流速的波動范圍減小到大約1/10至大約1/5。圖10示意性示出了海水流經進口部分140并穿過流速平滑箱130進入進水管20。通氣孔12安裝在流速平滑箱130中，使得大氣壓作用于流速平滑箱130的水位。
[0089]根據本示例性實施例，當安裝了流速平滑箱130時，進水管20包括第一進水管21和第二進水管22，如圖11中所示。
[0090]第一進水管21將進口部分140和流速平滑箱130彼此連接。第二進水管22將流速平滑箱130和海水蓄水池1彼此連接。
[0091]此外，過濾器100、第一閥門40和第三閥門150設置在第一進水管21上。設置過濾器100以濾除包含在海水中的異物。第一閥門40設置在進口部分140與過濾器100之間。第三閥門150設置在過濾器100與流速平滑箱130之間。
[0092]第四閥門210、排放管60、水輪發電機30和第二閥門50設置在第二進水管22上。第四閥門210設置在流速平滑箱130與水輪發電機30之間。第二閥門50設置在水輪發電機30與海水蓄水池10之間。以上已經詳細描述了排放管60和水輪發電機30，因此，省略其詳細描述。
[0093]當包括了流速平滑箱130時，隨著海水被排放或進入，第一閥門至第四閥門40、50、150和210如下進行操作。
[0094]當將海水蓄水池10的海水栗到大海時，第四閥門210關閉，且第二閥門50打開。在這種狀態下，通過使用水輪發電機30將海水通過排放管60栗出到大海。當海水蓄水池10的海水足以栗到大海使得設置了允許水力發電的就緒狀態時，只有第一閥門40關閉，而其他閥門打開。
[0095]在通過使海水進入來進行水力發電時，第一閥門至第四閥門40、50、150和210全部打開。當檢查過濾器100時，第一閥門40和第三閥門150關閉，當檢查或修復水輪發電機30時，第二閥門50和第四閥門210關閉。
[0096]包括平衡水箱160以保持海水蓄水池1的水平性。如圖12和圖13中所示，平衡水箱160對稱地設置在海水蓄水池10的每個邊緣處。根據本示例性實施例，平衡水箱160設置在海水蓄水池10的每個拐角處。在平衡水箱160中形成通氣孔13和14，使得大氣壓可以作用于平衡水箱160的水位。
[0097]平衡水箱160補充通過使用系泊纜110保持海水蓄水池10的平衡的功能。浮式結構的距其中心相對遠的邊緣部分的重量的變化大大影響浮式結構的傾斜度。因此，將平衡水箱160對稱地安裝在海水蓄水池1的邊緣，使得海水蓄水池1可以對其傾斜度的調節靈敏地作出反應。
[0098]設置護舷木170以減輕對船舶或其他漂流結構的碰撞。如圖14和圖15中所示，根據本示例性實施例，沿海水蓄水池10的側圍設置護舷木170。系泊纜110在護舷木170之間向下延伸。
[0099]另外，根據本示例性實施例的海水蓄水池10在其底面的每個邊緣包括弧形部分15，以去除流動分離。根據本發明構思的海上浮式發電機可以被拖拉到長距離海上或外國。
[0100]在這種情況下，應減小影響拖力和拖速的阻力(drag)。阻力增大是因為如圖16中所示由于在海水蓄水池10的底面的拐角處形成的流動分離而導致形成了負壓力。因此，如圖17中所示，由于海水蓄水池10的底面的拐角是弧形的，可以去除流動分離，從而最小化拖拉期間的阻力。
[0101]設置加固墻16以提高海水蓄水池10的結構穩定性。當海上浮式發電機具有非常大的寬度、長度和重量時使用海水蓄水池10，由此，在海水蓄水池10中安裝多個加固墻16以提供海水蓄水池10的結構穩定性。當參考圖18時以格點形式按均勻間隔布置加固墻16，但是這是示例性的，可以通過各種方式修改加固墻16的布置，只要易于提供海水蓄水池10的結構加強和其中海水的循環。
[0102]設置浮力穩定室220以防止海水蓄水池10下沉。浮力穩定室220的內部由鋼鐵材料形成，浮力穩定室220的外部由混凝土形成，并且浮力穩定室220充有空氣。
[0103]如圖19中所示，根據本示例性實施例，浮力穩定室220設置在海水蓄水池10之上。可以通過使用混合混凝土施工方法制造浮力穩定室220，在所述混合混凝土施工方法中，放置鋼板以保持水密性，然后在鋼板的外周上沉積混凝土。浮力穩定室220充有空氣。
[0104]然而，浮力穩定室220的位置不限于以上情形。例如，浮力穩定室220可以容納在海水蓄水池10內部并且布置在海水蓄水池10中填充的海水的水位以上，或者可以布置在海水蓄水池10的側壁上。
[0105]如上所述，根據本發明構思的海上浮式發電機，通過使用海水蓄水池10與大海之間的水位差來產生電力。因此，可以準確地預測產生電力的時間、要產生的電力的量以及發電的持續時間，從而產生優質電力。
[0106]由于海水蓄水池10浮在海面上，在海上產生新的空間。因此，作為替代，在難以在陸地上安裝發電機的情況下，可以使用根據本發明構思的海上浮式發電機。此外，可以在易于制造發電機的位置制造海上浮式發電機，然后，拖拉海上浮式發電機，由此可以將海上浮式發電機運輸長距尚，例如，運輸到外國。
[0107]另外，與固定在大洋底120上的結構相比，海水蓄水池10不擾亂潮流或海水的循環，因此，海水蓄水池10是環境友好的，并且不導致大洋底的沉積或侵蝕，由此不導致地理改變。固定結構在水的更深深度處消耗更多的材料和設備，而海水蓄水池10是浮式的，因此不管水深變化如何而被安裝，從而在建造成本方面是符合成本效益的。
[0108]可以在陸地上或者在柱水(column water)區域中制造海水蓄水池10，然后通過浮動來運輸海水蓄水池10，并將其停泊在特定地點上。因此，與固定型結構相比，海水蓄水池10的制造受海洋天氣(諸如臺風或颶風)影響較小，由此建造得更快。另外，海水蓄水池10可被拖動長距離，因此海水蓄水池10是高度移動的并且還容易地應用于潮汐的退潮與流動之間的差較大的海域。
[0109]另外，根據本發明構思的海上浮式發電機通過一起使用諸如風能、太陽能和潮汐能的可再生能源來產生電力，因此，可以將變化很大的可再生能源轉換成均勻輸出的電力。
[0110]也就是說，可以將通過驅動風力發電單元70、太陽能發電單元80和潮汐發電單元90所產生的電力傳輸到陸地使用，或者可以將所述電力用作用于驅動發電廠的內部元件的電力，以將所述電力用作將海水蓄水池10的海水栗到大海的電力，從而建立電力就緒狀態，并且當電力需求突然增大時或者如果需要電力，則可以通過水力發電產生電力。
[0111]當海水蓄水池10的水位隨著海水進入海水蓄水池10而升高時，海水蓄水池10自動下降，因此，在發電期間水位的差的變化很小，從而可以在期望時間密集地產生具有均勻輸出的優質電力。
[0112]根據本發明構思的海上浮式發電機，通過使用海水蓄水池中的水位與海水水位之間的水位差來產生電力，從而在期望時間提供優質電力，并且可以準確地預測何時產生電力、產生多少電力以及產生多長時間的電力。
[0113]另外，風力發電單元或太陽能發電單元設置在海水蓄水池之上，潮汐發電單元可以設置在海水蓄水池之下，從而將使用發電單元產生的電力傳輸到陸地，或者將所述電力用作用于驅動發電廠的內部元件以調節水位的電力，從而密集地產生優質電力并將電力供應到陸地。
[0114]應當理解的是，應當僅在描述的意義下而不是針對限制的目的來考慮本文中描述的示例性實施例。每個示例性實施例中特征或方面的描述應當典型地被看作是可用于其他示例性實施例中的其他類似特征或方面。
[0115]盡管已參照附圖描述了一個或多個示例性實施例，但是本領域普通技術人員將理解:在不脫離由所附權利要求限定的本發明構思的精神和范圍的情況下，可以在其中進行形式和細節上的各種修改。
【主權項】
1.一種海上浮式發電機，包括: 海水蓄水池，被配置為儲存海水，所述海水蓄水池在浮在海面上的同時根據儲存的海水的量而上升或下降； 進水管，被配置為引導海水經過進口部分流至所述海水蓄水池； 水輪發電機，設置在所述進水管上；以及 水位調節器，被配置為將儲存在所述海水蓄水池中的海水排放到外面， 其中，當由于所述海水蓄水池的水位下降為低于所述海水蓄水池外部的水位而產生了水位差時，在海水通過所述進水管進入所述海水蓄水池時，通過使用所述水輪發電機產生電力。2.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，還包括:位于所述進水管中的第一閥門和第二閥門， 其中，第一閥門設置在所述進口部分和所述水輪發電機之間，并且第二閥門設置在所述水輪發電機和所述海水蓄水池之間。3.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，還包括:從所述進水管分支出的排放管， 其中，通過所述排放管排放儲存在所述海水蓄水池中的海水。4.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，所述水輪發電機在海水進入時用作發電機，并且用作將海水從所述海水蓄水池排放到外部的栗，從而用作水位調節器。5.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，在所述海水蓄水池之上設置風力發電單元或太陽能發電單元。6.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，在所述海水蓄水池之下設置潮汐發電單元。7.根據權利要求2所述的海上浮式發電機，其中，在第一閥門和所述水輪發電機之間設置過濾器以濾除異物。8.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，所述海水蓄水池的外壁由混凝土形成。9.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，所述海水蓄水池經由系泊纜連接到大洋底，并且根據所述海水蓄水池下沉到海面之下的深度來調節系泊纜的長度。10.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，流經所述進口部分的海水儲存在流速平滑箱中，之后流入所述海水蓄水池。11.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，所述進口部分包括狹縫，所述狹縫沿所述進口部分的圓周方向彼此間隔開，以使海水流經所述狹縫。12.根據權利要求11所述的海上浮式發電機，其中，海水流經所述狹縫的面積大于所述進水管的截面。13.根據權利要求10所述的海上浮式發電機，其中，所述進水管包括第一進水管和第二進水管，第一進水管將所述進口部分和所述流速平滑箱連接，第二進水管將所述流速平滑箱和所述海水蓄水池連接， 其中，濾除異物的過濾器、位于所述進口部分和所述過濾器之間的第一閥門以及位于所述過濾器和所述流速平滑箱之間的第三閥門設置在第一進水管上，以及 位于所述流速平滑箱和所述水輪發電機之間的第四閥門以及位于所述水輪發電機和所述海水蓄水池之間的第二閥門設置在第二進水管上。14.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，在所述海水蓄水池的邊緣處對稱地設置平衡箱，以保持所述海水蓄水池的平衡。15.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，在所述海水蓄水池的側面上設置護舷木，所述護舷木減輕由于與船舶或漂流結構的碰撞而導致的對所述海水蓄水池的影響。16.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，所述海水蓄水池的底面的拐角是弧形的。17.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，其中，在所述海水蓄水池內部設置加固墻，以在結構上加固所述海水蓄水池。18.根據權利要求1所述的海上浮式發電機，還包括浮力穩定室，其中，所述浮力穩定室的內部由鋼鐵材料形成，所述浮力穩定室的外部由混凝土形成，并且所述浮力穩定室充有空氣。19.根據權利要求11所述的海上浮式發電機，其中，所述狹縫的寬度從外到內減小。
【文檔編號】F03D9/25GK106065843SQ201610239580
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月18日 公開號201610239580.9, CN 106065843 A, CN 106065843A, CN 201610239580, CN-A-106065843, CN106065843 A, CN106065843A, CN201610239580, CN201610239580.9
【發明人】樸久遠, 金鐘寬, 崔守永
【申請人】韓國電力技術株式會社