[實(shí)用新型]張力腿平臺漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220480124.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN203035449U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立夫
• 申請（專利權(quán)）人: 王立夫
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D11/00;B63B35/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型公開了一種張力腿平臺漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，屬于海上風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域?

背景技術(shù)

海上風(fēng)電開發(fā)的水深區(qū)域一般分成淺水區(qū)域（水深0-20米）、過渡區(qū)域（水深20-50米）和深水區(qū)域（水深50-300米）。隨著海上風(fēng)電開發(fā)逐步向深水區(qū)域（水深50-300米）發(fā)展，人們設(shè)計(jì)出了幾種浮式海上風(fēng)電機(jī)，?其中包括挪威StatoilHydro公司設(shè)計(jì)的“Hywind”筒形平臺浮式三葉海上風(fēng)電機(jī),?也包括美國Marine?Innovation?and?Technology公司設(shè)計(jì)的“WindFloat”半潛式平臺浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)。因?yàn)檫@些浮式海上風(fēng)電機(jī)都天生具有高于海平面80-100米的大質(zhì)量的轉(zhuǎn)子葉片和發(fā)電機(jī)艙，造成整個(gè)漂浮系統(tǒng)的重心很高，穩(wěn)性很差。為了改善穩(wěn)性，“Hywind”筒形平臺浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)采用了一個(gè)吃水很深的平臺，并且在平臺底部加了一定數(shù)量的固體壓載，試圖使整個(gè)漂浮系統(tǒng)的重心位于浮心之下，但這造成了筒形平臺海平面以下的部分就有近120米深，這也就意味著該風(fēng)電機(jī)將不能應(yīng)用于50-120米的水深區(qū)域，因而大大限制了其使用范圍。為了改善穩(wěn)性，“WindFloat”半潛式平臺浮式三葉海上風(fēng)電機(jī)采用了一個(gè)具有很大水線面的半潛式平臺，試圖通過增大水線面慣性矩來提高整個(gè)漂浮系統(tǒng)的初穩(wěn)性和大傾角穩(wěn)性，但這勢必造成了半潛式平臺的體積太大、重量大、耗費(fèi)材料多、設(shè)計(jì)制造周期長和成本高等缺點(diǎn)。?

發(fā)明內(nèi)容

針對已有的浮式風(fēng)電機(jī)穩(wěn)性差、重量大、設(shè)計(jì)制造周期長以及成本高等缺點(diǎn)，?本實(shí)用新型提供了一種張力腿平臺漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，由葉片、發(fā)電機(jī)艙、輪轂、塔筒、和張力腿平臺組成，整個(gè)系統(tǒng)只具有兩個(gè)葉片，張力腿平臺的上半部分由甲板平臺、立柱和浮體組成，張力腿平臺的下半部分由系纜腱和錨樁組成，錨樁定位固定于海床內(nèi)。這種張力腿平臺漂浮式風(fēng)電機(jī)與原來的浮式風(fēng)電機(jī)相比具有穩(wěn)性好、重量小、設(shè)計(jì)制造周期短以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。?

?為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的采取了如下技術(shù)方案。?

將原來的三葉風(fēng)電機(jī)改為雙葉風(fēng)電機(jī)，將葉片數(shù)從3降到2只會引起系統(tǒng)的空氣動(dòng)力效率降低約3%，但雙葉風(fēng)電機(jī)重量卻可大幅降低，整個(gè)系統(tǒng)的重心也會相應(yīng)降低，這可顯著提高整個(gè)漂浮系統(tǒng)的穩(wěn)性。而且，隨著葉數(shù)的減少，用于制造風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)艙內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置所需的材料也將減少，零部件費(fèi)用和制造費(fèi)用也將減少。?

同時(shí)本實(shí)用新型中的張力腿平臺被設(shè)計(jì)成其浮力是大于重力的，也就是說系纜腱(2)內(nèi)一直是受到一個(gè)向上的拉力的，整個(gè)系統(tǒng)都處于繃緊和相對位置固定的狀態(tài)，這些外部約束大大提高了整個(gè)系統(tǒng)在海面上的穩(wěn)性。同時(shí)由于本實(shí)用新型的思想不是通過增大水線面慣性矩來提高整個(gè)漂浮系統(tǒng)的穩(wěn)性的，那么張力腿平臺就不需要有一個(gè)很大的水線面，而只要將其設(shè)計(jì)成是浮力大于重力就可以了，這便可使得所設(shè)計(jì)的張力腿平臺既體積小、重量輕、耗費(fèi)材料少、設(shè)計(jì)制造周期短和成本低，又能滿足所需的技術(shù)性能要求。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：?

附圖1為本實(shí)用新型的正視結(jié)構(gòu)圖。?

?圖中：1?錨樁、2?系纜腱、3?浮體、4立柱、5?甲板平臺、6塔筒、7葉片、8發(fā)電機(jī)艙、9輪轂。?

具體實(shí)施方式

如附圖所示，一種張力腿平臺漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)，由葉片7、發(fā)電機(jī)艙8、輪轂9、塔筒6和張力腿平臺組成。整個(gè)系統(tǒng)只具有兩個(gè)葉片，葉片轉(zhuǎn)徑為126米，發(fā)電機(jī)功率為5MW,?輪轂距海平面為90米。張力腿平臺的上半部分由甲板平臺5、立柱4和浮體3組成，它們所排開的海水的體積提供了比整個(gè)系統(tǒng)的重力還大的浮力。張力腿平臺的下半部分由系纜腱2和錨樁1組成，系纜腱2內(nèi)一直是受到一個(gè)向上的拉力的，錨樁1定位固定于海床內(nèi)，這樣整個(gè)系統(tǒng)都處于繃緊和相對位置固定的狀態(tài)，這些外部約束大大提高了整個(gè)系統(tǒng)在海面上的穩(wěn)性，減輕了整個(gè)張力腿平臺漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)系統(tǒng)由海上風(fēng)浪所激發(fā)的各種運(yùn)動(dòng)，這對工作狀態(tài)下正在旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)起到了保護(hù)作用。深水區(qū)域海面上的湍流風(fēng)穩(wěn)定且風(fēng)力強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)葉片7低速旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)艙8內(nèi)的一根低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)艙8內(nèi)另有一個(gè)齒輪箱與該低速軸相連并將其轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為高速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。所發(fā)出的電力通過海底電纜輸送到沿岸各個(gè)人煙稠密的地區(qū)。?

本實(shí)用新型中所提出的這種張力腿平臺漂浮式雙葉風(fēng)電機(jī)與原來的浮式風(fēng)電機(jī)相比具有穩(wěn)性好、重量小、設(shè)計(jì)制造周期短以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。?