[實用新型]張力腿平臺漂浮式雙葉風電機

有效

• 申請號: 201220480124.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN203035449U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 王立夫
• 申請（專利權）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

技術領域

本實用新型公開了一種張力腿平臺漂浮式雙葉風電機，屬于海上風力發電技術領域?

背景技術

海上風電開發的水深區域一般分成淺水區域（水深0-20米）、過渡區域（水深20-50米）和深水區域（水深50-300米）。隨著海上風電開發逐步向深水區域（水深50-300米）發展，人們設計出了幾種浮式海上風電機，?其中包括挪威StatoilHydro公司設計的“Hywind”筒形平臺浮式三葉海上風電機,?也包括美國Marine?Innovation?and?Technology公司設計的“WindFloat”半潛式平臺浮式三葉海上風電機。因為這些浮式海上風電機都天生具有高于海平面80-100米的大質量的轉子葉片和發電機艙，造成整個漂浮系統的重心很高，穩性很差。為了改善穩性，“Hywind”筒形平臺浮式三葉海上風電機采用了一個吃水很深的平臺，并且在平臺底部加了一定數量的固體壓載，試圖使整個漂浮系統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，這也就意味著該風電機將不能應用于50-120米的水深區域，因而大大限制了其使用范圍。為了改善穩性，“WindFloat”半潛式平臺浮式三葉海上風電機采用了一個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漂浮系統的初穩性和大傾角穩性，但這勢必造成了半潛式平臺的體積太大、重量大、耗費材料多、設計制造周期長和成本高等缺點。?

發明內容

針對已有的浮式風電機穩性差、重量大、設計制造周期長以及成本高等缺點，?本實用新型提供了一種張力腿平臺漂浮式雙葉風電機，由葉片、發電機艙、輪轂、塔筒、和張力腿平臺組成，整個系統只具有兩個葉片，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。這種張力腿平臺漂浮式風電機與原來的浮式風電機相比具有穩性好、重量小、設計制造周期短以及成本低等優點。?

?為實現本實用新型的目的采取了如下技術方案。?

將原來的三葉風電機改為雙葉風電機，將葉片數從3降到2只會引起系統的空氣動力效率降低約3%，但雙葉風電機重量卻可大幅降低，整個系統的重心也會相應降低，這可顯著提高整個漂浮系統的穩性。而且，隨著葉數的減少，用于制造風電機轉子和發電機艙內的驅動裝置所需的材料也將減少，零部件費用和制造費用也將減少。?

同時本實用新型中的張力腿平臺被設計成其浮力是大于重力的，也就是說系纜腱(2)內一直是受到一個向上的拉力的，整個系統都處于繃緊和相對位置固定的狀態，這些外部約束大大提高了整個系統在海面上的穩性。同時由于本實用新型的思想不是通過增大水線面慣性矩來提高整個漂浮系統的穩性的，那么張力腿平臺就不需要有一個很大的水線面，而只要將其設計成是浮力大于重力就可以了，這便可使得所設計的張力腿平臺既體積小、重量輕、耗費材料少、設計制造周期短和成本低，又能滿足所需的技術性能要求。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明：?

附圖1為本實用新型的正視結構圖。?

?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發電機艙、9輪轂。?

具體實施方式

如附圖所示，一種張力腿平臺漂浮式雙葉風電機，由葉片7、發電機艙8、輪轂9、塔筒6和張力腿平臺組成。整個系統只具有兩個葉片，葉片轉徑為126米，發電機功率為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系統的重力還大的浮力。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內一直是受到一個向上的拉力的，錨樁1定位固定于海床內，這樣整個系統都處于繃緊和相對位置固定的狀態，這些外部約束大大提高了整個系統在海面上的穩性，減輕了整個張力腿平臺漂浮式雙葉風電機系統由海上風浪所激發的各種運動，這對工作狀態下正在旋轉的風機起到了保護作用。深水區域海面上的湍流風穩定且風力強，驅動葉片7低速旋轉并帶動發電機艙8內的一根低速軸轉動，發電機艙8內另有一個齒輪箱與該低速軸相連并將其轉動轉化為高速軸轉動，并驅動一個發電機發出電力。所發出的電力通過海底電纜輸送到沿岸各個人煙稠密的地區。?

本實用新型中所提出的這種張力腿平臺漂浮式雙葉風電機與原來的浮式風電機相比具有穩性好、重量小、設計制造周期短以及成本低等優點。?