[發(fā)明專利]發(fā)電機(jī)組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110035138.1
• 申請(qǐng)日: 2004-10-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102161376A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山本成幸;W·E·小科爾博恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海風(fēng)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B63B35/44
• 分類號(hào): B63B35/44;F03D9/00;F03D1/00;F03D1/06;F03D7/02;F03D11/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 譚祐祥

本發(fā)明是申請(qǐng)日為2004年10月22日、申請(qǐng)?zhí)枮?00480031294.9的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)“發(fā)電機(jī)組”(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枺篜CT/US2004/035260)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)組及與其一起使用之設(shè)備。更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及(a)一種浮式發(fā)電機(jī)組；(b)一種在水上安置浮式部件的方法，本方法是特別(不過(guò)不具有排他性)為安裝本發(fā)明中浮式發(fā)電機(jī)組的某些構(gòu)件而設(shè)計(jì)的；(c)一種多風(fēng)力機(jī)機(jī)組。

關(guān)于常規(guī)發(fā)電站對(duì)環(huán)境的影響，包括其二氧化碳排放，在近年來(lái)已不斷增加，人們已極其關(guān)注所謂“環(huán)保型“或有利于環(huán)境的發(fā)電站，這種發(fā)電站使用可再生能源并且不會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳及其它污染物的排放。潛在的環(huán)保型發(fā)電站包括利用太陽(yáng)光產(chǎn)生能量的光電發(fā)電站及利用潮汐，洋流和波浪作用獲取能量的發(fā)電站。

一種已被證明商業(yè)可行的環(huán)保型發(fā)電站是風(fēng)力機(jī)或風(fēng)車。所謂多風(fēng)機(jī)“風(fēng)力田”已在世界一些地方建造并對(duì)電力生產(chǎn)作出了重大的貢獻(xiàn)。在2002年，歐盟所有風(fēng)力田的總裝機(jī)容量約為23000兆瓦，美國(guó)約為5000兆瓦。

遺憾的是，盡管風(fēng)力田在不排放污染物方面具有環(huán)境上的優(yōu)勢(shì)，但它會(huì)造成景觀問(wèn)題。為經(jīng)濟(jì)可行，風(fēng)力田期望被設(shè)置在平均風(fēng)速高的地方。在陸地上，這樣的場(chǎng)址通常處于山脊或平原，而且在常規(guī)風(fēng)力田的座址，直徑30米或更大的葉輪安裝在約30米高的塔架上，在數(shù)里外都可以看得到。此外，這些山脊或平原通常處于以其優(yōu)美的自然風(fēng)光而聞名的地區(qū)，許多人會(huì)由于這些惹眼的人工物體的存在而感到不快。

因此，人們近來(lái)已將注意力轉(zhuǎn)移到離岸風(fēng)力田上。第一座此種離岸風(fēng)力田已在近海的淺水(典型為15米或更淺)處建造，其所用裝置與陸基風(fēng)力田基本相同，其支撐風(fēng)輪的塔架固定在海床上，并根據(jù)需要延長(zhǎng)以使風(fēng)輪保持在水面上需求的高度。但是，這種淺水風(fēng)力田還是引起了與陸基風(fēng)力田同樣的爭(zhēng)議。例如，最近一項(xiàng)預(yù)計(jì)在麻薩諸塞州近海岸Nantucket?sound建造一座超過(guò)100組的大型風(fēng)力田的計(jì)劃遭到了反對(duì)，原因在于風(fēng)力田會(huì)被公共海濱及游覽艇上的人看到，以及其塔架和風(fēng)輪可能產(chǎn)生振動(dòng)影響商業(yè)魚(yú)蝦誘捕。據(jù)說(shuō)風(fēng)輪可能殺死或傷害大量的鳥(niǎo)類。

將離岸風(fēng)力田移到離海岸更遠(yuǎn)的地方，公眾關(guān)于風(fēng)力田的爭(zhēng)議將可能會(huì)減少，不過(guò)海底高壓電纜需要輸送在岸上產(chǎn)生的電，因它的成本風(fēng)力田場(chǎng)址離岸最遠(yuǎn)距離會(huì)受到限制；這種電纜會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)高的成本。再者，風(fēng)力田合適的離岸場(chǎng)址，盡管相對(duì)接近海岸，還是會(huì)受到水深的限制。如風(fēng)力田需要在深水中運(yùn)轉(zhuǎn)，如100-200米，從工程和經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，隨著水深的增加，要維持海床安裝塔架來(lái)支承單個(gè)大的風(fēng)輪會(huì)變得愈不可行。很明顯在某種程度上，有必要將風(fēng)力田安裝在一個(gè)或更多的浮動(dòng)或拉伸支柱工作臺(tái)上。盡管如此，要評(píng)估深水風(fēng)力田的高昂成本，一般要求這種發(fā)電廠具有高電力輸出，而且常規(guī)的裝有大型風(fēng)輪的單塔架/單風(fēng)輪風(fēng)力機(jī)不一定適合于安裝在浮動(dòng)或拉伸支柱工作臺(tái)上。一方面，本發(fā)明尋求提供一種新型的風(fēng)力機(jī)機(jī)組。本發(fā)明中的風(fēng)力機(jī)機(jī)組可能會(huì)在離岸風(fēng)力田或其他情況(如一些陸基風(fēng)力田)下有用。

本發(fā)明還涉及對(duì)離岸發(fā)電機(jī)組的改進(jìn)，尤其是風(fēng)力田，它能將這些機(jī)組安裝于深水而不必在海床或水下固體表面安置剛性構(gòu)架。最后，本發(fā)明涉及一種在水上安置浮式部件的方法，該方法是特別為安裝本發(fā)明中離岸發(fā)電機(jī)組而設(shè)計(jì)的。

一方面，本發(fā)明提供了一種浮式發(fā)電機(jī)組，它包括的器件有至少三個(gè)浮于水體上的浮式部件和至少三個(gè)固定于水下固體表面的錨，每個(gè)浮式部件都裝有發(fā)電裝置，每個(gè)錨由纜繩連接至至少兩個(gè)浮式部件，每個(gè)浮式部件由纜繩連接至至少兩個(gè)其它構(gòu)件，浮式部件大致布置在至少一個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)上。

本發(fā)明的這方面在下文中稱之為“錨固浮式機(jī)組”。在這種錨固浮式機(jī)組中，每個(gè)發(fā)電裝置可以包括一個(gè)風(fēng)力機(jī)和一個(gè)從波浪及洋流中獲取能量的裝置的至少之一。三個(gè)錨大致安置于一個(gè)等邊三角形的頂點(diǎn)上，浮式部件安置于該等邊三角形的內(nèi)部或沿其側(cè)邊安置。在錨固浮式機(jī)組的一種型式中，為了應(yīng)用于可能由于惡劣氣候及(或)強(qiáng)流產(chǎn)生問(wèn)題的情況，每個(gè)浮式部件由纜繩連接到機(jī)組的至少三個(gè)其它構(gòu)件上。錨固浮式機(jī)組可以包括至少六個(gè)浮式部件，它們大致安置于一個(gè)正六邊形的頂點(diǎn)上，一般在正六邊形的中心安置第七浮式部件。

在錨固浮式機(jī)組的一種優(yōu)選型式中，浮式部件的至少之一包括：

一個(gè)由水面上延伸至水面下的塔架；

一個(gè)包括有多個(gè)葉片的風(fēng)力機(jī)，它旋轉(zhuǎn)安裝于塔架的上端或鄰近上端的位置，以使其在旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片不接觸水面；

一個(gè)安裝于塔架上鄰近水面的浮力部段，它為機(jī)組提供浮力；