[發(fā)明專利]用于海上風(fēng)電場的替代的機械和電氣概念

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180072456.3
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN103717890A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·范格倫伯格;P·特韋施
• 申請（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號: F03D11/04
• 分類號: F03D11/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及例如包含在海上風(fēng)力發(fā)電廠或海上風(fēng)電場中的海上風(fēng)力渦輪機機組。特別地，本發(fā)明涉及包含借助于纜繩布置互連的多個風(fēng)力渦輪機的海上風(fēng)力渦輪機機組。

背景技術(shù)

公共電網(wǎng)或公用網(wǎng)絡(luò)中的電力是通過將機械能轉(zhuǎn)換成電能的各種能源來供應(yīng)的。隨著日益增加的化石燃料成本以及從使用化石燃料的能量生成所造成的可能的環(huán)境破壞，支持公共電網(wǎng)的電力中的越來越多的部分是在使用可再生能源的電廠產(chǎn)生的。風(fēng)電廠是此類電廠的一個示例。在風(fēng)電廠或風(fēng)電場中，通常共計為數(shù)十或數(shù)百或更多的大量的風(fēng)力渦輪機可連接到電網(wǎng)，以便產(chǎn)生電力并將電力供應(yīng)給通常位于相對于風(fēng)力渦輪機很遠的用戶。通過電網(wǎng)中的輸電線路或配電線路，將風(fēng)力渦輪機中所產(chǎn)生的電力發(fā)送給用戶。

例如由于與安裝在陸上地址、即位于陸地上或比較接近于海岸線的水中的風(fēng)電場相比，關(guān)于周圍環(huán)境海上風(fēng)電場可以具有較少的視覺影響，因此海上風(fēng)電廠、即位于距離海岸線的一段距離處的海上的風(fēng)電場是增長的市場。而且，通過將風(fēng)電場安置在海上，可減少或消除由風(fēng)力渦輪機產(chǎn)生的通常很大的噪音所造成的對居民的干擾。此外，將風(fēng)力渦輪機安置在陸地上不總是期望的，因為一般期望風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片位于空氣層流中，對于陸上風(fēng)電場來說，這種要求并不是總是可以滿足的，例如由于存在諸如山、森林、建筑物以及其它結(jié)構(gòu)等的各種障礙。

因此，將風(fēng)力渦輪機機組安置在海上距離海岸線的一段距離處已經(jīng)越來越多地變成一種共識，在該處的水深允許將風(fēng)力渦輪機固定地附著于在海底或海床處所提供的基礎(chǔ)。在海上地址處，氣流不受諸如以上提及的各種障礙的存在的干擾。此外，如以上提及的，從美觀的角度來看，將風(fēng)力渦輪機機組安置在海上可能期望的。

用于容納和/或支撐海上風(fēng)力渦輪機的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可包含單樁基礎(chǔ)，其可用于將海上風(fēng)電場中的風(fēng)力渦輪機的塔固定地布置在相對淺水區(qū)的海底地址，即在海床上。在可行地使用單樁基礎(chǔ)的此類淺水區(qū)的海底地址處的水深通常在10米至40米之間。

對于許多海岸來說，水深隨著距離海岸線的距離增加而快速增加。在大多數(shù)大約50-80米的水深處，諸如以上提及的那些固定基礎(chǔ)結(jié)可導(dǎo)致非常高的成本。此外，在此類大多數(shù)水深處安裝單樁基礎(chǔ)可能與可能很難處理的技術(shù)問題相關(guān)聯(lián)。

為此，已經(jīng)提出了用于在海上安置風(fēng)力渦輪機的可漂浮結(jié)構(gòu)。此類可漂浮結(jié)構(gòu)中的一種類型包含水下浮力室，其支撐具有被布置在浮力室上的風(fēng)力渦輪機的塔的風(fēng)力渦輪機。水下浮力室的一部分可以使用所提供的合適的壓艙物進行填充，以便使重力中心充分地位于所述結(jié)構(gòu)的水下部分的浮力中心的下面，進而獲得用于風(fēng)力渦輪機的穩(wěn)定的基礎(chǔ)。一般來說，必須選擇壓艙物，使得壓艙物的重量很高的以便充分抵消作用在風(fēng)力渦輪機上的風(fēng)力和波浪力。此類可漂浮結(jié)構(gòu)通常單獨地被系泊在海床上。然而，特別是由于高重量的壓艙物的需求，此類可漂浮結(jié)構(gòu)一般來說與高成本相關(guān)聯(lián)，尤其是相對于安裝。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上論述，本發(fā)明關(guān)注的是提供能夠降低除了其他以外與安裝有關(guān)的成本的海上風(fēng)力渦輪機機組。

為解決這一問題和其它問題，提供了根據(jù)獨立權(quán)利要求的海上風(fēng)力渦輪機機組。優(yōu)選實施例由從屬權(quán)利要求來限定。

一般來說，在包含多個風(fēng)力渦輪機的海上風(fēng)力渦輪機機組的運行期間，能夠限制每個風(fēng)力渦輪機的塔相對于垂直方向的傾斜角以便使傾斜角在傾斜角的預(yù)定范圍內(nèi)會是有用的。每個風(fēng)力渦輪機的塔相對于垂直方向的“目標”傾斜角，即每個風(fēng)力渦輪機的塔相對于垂直方向的優(yōu)選傾斜角基本上可以是0°。然而，在風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子是順風(fēng)型，即其中轉(zhuǎn)子被布置在相應(yīng)的風(fēng)力渦輪機的塔的背風(fēng)側(cè)的情況下，目標傾斜角可以是幾度，例如2-5°，或至多10°。在那種情況下，風(fēng)力渦輪機的機艙可被布置在相對于相應(yīng)塔的一個角度處，使得相應(yīng)轉(zhuǎn)子被布置為基本垂直于風(fēng)的方向。然而，在海上風(fēng)力渦輪機機組的運行中，作用在每個風(fēng)力渦輪機的風(fēng)力將部分地轉(zhuǎn)變成風(fēng)力渦輪發(fā)電機的葉片和相關(guān)聯(lián)的機械部件的旋轉(zhuǎn)能量，并且部分地轉(zhuǎn)變成使風(fēng)力渦輪機的塔在風(fēng)力施加的方向中片刻趨向于傾斜，從而，風(fēng)力渦輪機的塔的縱向軸線可相對于垂直方向趨向于呈現(xiàn)傾斜角度的容忍范圍外的一個角度。