[發(fā)明專利]海上風電場

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080013223.1
• 申請日: 2010-02-19
• 公開（公告）號: CN102362068A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設計）人: G·J·德布爾
• 申請（專利權）人: 湘電達爾文有限責任公司
• 主分類號: F03D1/00
• 分類號: F03D1/00;F03D11/04;B63B1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王愛華

技術領域

本發(fā)明涉及一種包括兩個或更多風輪機的海上風電場。在本文中， 措辭海上的意思是在水上的任意位置，例如在海、洋或湖上，靠近海 濱或在遠海。

背景技術

海上位置特別有利于風電場，因為能夠獲得比海濱更高的風能產(chǎn) 量，且?guī)缀鯖]有空間限制。為了建造海上風電場，可以使用漂浮基座， 例如美國公司Marine?Innovation?&?Technology的系統(tǒng)。

在海上風電場中，在風輪機之間的最小距離需要防止由風輪機引 起的湍流干擾撞上相鄰風輪機的風流。圖1示意示出了具有115米轉 子直徑的5MW風輪機的計算尾流效果。在上游風輪機和它的下風側 的其它風輪機之間的距離應當足以使得風輪機在上游風輪機的尾流區(qū) 域的外部，以避免能量轉換效率的降低和不希望的負載，該不希望的 負載可能加速風輪機部件的損壞。圖1示出了在不可變風向情況下的 尾流區(qū)域。不過，通常風向是變化的。這導致延伸的尾流區(qū)域和局部 的尾流，從而需要進一步間開相鄰風輪機。

風輪機通常設置有偏轉系統(tǒng)，從而使得它們能夠隨著風轉向，并 對于各風向都保持逆風或順風方向，以便使得能量效率最大。尾流區(qū) 域隨著風輪機的偏轉而轉動。因此，在風輪機之間的距離應當沿所有 方向都足夠大。

WO02/073032公開了一種具有三角形浮體的海上浮動風力發(fā)電 氣設備，該三角形浮體有單點系泊系統(tǒng)和在它的各拐角處的風輪機。 浮體形成等邊三角形。風輪機具有平行定向。沿風的方向，一個風輪 機離另外兩個一定距離。在風輪機之間的距離應當足夠大，以便使得 下風側的風輪機在前部風輪機的尾流區(qū)域之外。因此，必須使用較大 的浮動結構。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提高給定尺寸的海上風電場的能量產(chǎn)量。還一目 的是提供一種高產(chǎn)量的風電場，它具有簡單結構的風輪機。

本發(fā)明的目的通過一種風電場來實現(xiàn)，該風電場包括至少一個漂 浮結構，該漂浮結構具有設置有風輪機的兩個拐角以及包括系泊部分 的第三拐角，其中，第三拐角并不承載其中一個風輪機。這樣，由風 輪機引起的湍流不會干擾撞上相鄰風輪機的風流。與當?shù)谌安匡L輪 機存在于漂浮結構上并在兩個風輪機前面一定距離處時可能的情況相 比，這兩個風輪機能夠豎立成靠攏得多。例如，在兩個風輪機之間的 距離能夠小于轉子葉片區(qū)域的直徑的兩倍，例如轉子葉片區(qū)域的直徑 的大約1.5倍。因為漂浮結構能夠制作成更緊湊，因此，每單位表面 面積能夠使用更多的風輪機，并能夠實現(xiàn)具有較高渦輪密度的緊湊風 電場。在系泊部分和風輪機之間的距離增強了通過隨風向改變方位 (weathervaning)而自動與風向的對齊。

各風輪機包括轉子，該轉子具有確定了旋轉平面的一個或多個轉 子葉片。當風輪機的旋轉平面處于相同平面中時，由湍流引起的干擾 最小。當一個或多個風輪機包括偏轉機構以便在特定角度范圍內偏轉 時，風輪機能夠定位成這樣，當風輪機處于中心偏轉位置時，旋轉平 面在相同平面內。

當轉子葉片確定了旋轉平面時，葉片不需要具有平行的直縱向軸 線。需要時，葉片可以總體或局部彎曲、扭轉和/或相對于轂成錐形。 不過，在總體印象中，葉片將確定旋轉平面。

風輪機例如能夠具有相對于漂浮結構的固定方位。在這種情況下， 它們不需要具有偏轉機構。當沒有偏轉機構時，風輪機包括更少的運 動部件，并需要更少的維護和修理。漂浮結構能夠旋轉，以便將風輪 機定位在逆風或順風位置。也可選擇，一個或多個風輪機能夠具有偏 轉機構，該偏轉機構允許有限的偏轉運動，例如在大約20度的范圍內 偏轉，例如大約10度，以便當在風向和洋流之間并不對齊的情況下風 輪機偏離風向時能夠進行校正。

該結構例如能夠包括用于系泊線的系泊部分，該系泊線將漂浮結 構錨固在海底。該系泊部分能夠形成旋轉點。轉塔系泊系統(tǒng)特別合適。 轉塔系泊系統(tǒng)是線與轉塔連接的系泊系統(tǒng)，該轉塔通過軸承而允許漂 浮結構環(huán)繞錨腿旋轉。單點式系泊系統(tǒng)使得漂浮結構能夠隨風向改變 方向至合適位置。

可選擇的，該結構可以設置有一個或多個驅動單元(例如在一個 或多個角上的推進器)，用于更精確地定位漂浮結構。這例如對于補償 水流使得漂浮的風輪機運動遠離相對于風的最佳位置是理想的。