[發明專利]浮式風力渦輪機平臺和組裝方法

有效

• 申請號: 201380030463.6
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN104619984B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: H·J·達格;A·M·維斯里;A·古佩
• 申請（專利權）人: 緬因大學系統理事會
• 主分類號: F03D13/25
• 分類號: F03D13/25;E02D27/52;B63B35/00
• 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: 林振波

相關申請的交叉引用

本申請是在2011年11月4日提交的待決PCT申請No.PCT/US2011/059335的部分延續申請，該PCT申請No.PCT/US2011/059335要求在2010年11月4日提交的美國臨時申請No.61/410,127的優先權。本申請還要求于2012年4月13日提交的美國臨時申請No.61/624,050和在2012年5月31日提交的美國臨時申請No.61/653,816的優先權。以上列出的所有申請的公開內容均通過引用并入本文中。

技術領域

本文中描述了風力渦輪機平臺的多個實施例。特別地，本文中描述的實施例涉及用在大片水域中的改進的浮式風力渦輪機平臺。

背景技術

已知用于將風能轉換成電能的風力渦輪機并且所述風力渦輪機向電力公司提供了替代的能量來源。在陸地上，大型風力渦輪機機組可以一起安置在一個地理區域中，所述大型風力渦輪機機組通常具有數百個風力渦輪機。這些大型風力渦輪機機組會產生不期望的高強噪音，并且在審美上來看也差強人意。因為受到諸如山丘、叢林和建筑物的阻礙，所以這些基于陸地的風力渦輪機可能不能獲得最優的氣流。

風力渦輪機機組還可以位于海上但是靠近海岸的位置處，在所述位置處，水深允許風力渦輪機固定地附接至海床上的基座。在海洋上，因為更高的平均風速和更大的能量，所以各種阻礙物(即，如山丘、叢林和建筑物)的存在不易于干擾流向風力渦輪機的氣流。在這些近海岸位置處將風力渦輪機附接到海床所需的基座相對昂貴，并且僅僅能夠在相對較淺的深度處(諸如，達大約25米的深度)實現所述基座。

美國國家可再生能源實驗室確定離開美國海岸線在深度為30米或更深的水面上吹拂過的風具有大約3,200TWh/yr的能量容量。這相當于總的美國使用能量(約3,500TW)的大約90％。大部分吹向海面的風資源處于離岸37千米至93千米之間的區域處，在所述區域處，水深超過60米。在這樣的水深條件下，用于風力渦輪機的固定基座在經濟上不可行。這種限制已經導致了用于風力渦輪機的浮式平臺的發展。已知的浮式風力渦輪機平臺由鋼制成并且基于由海洋油氣工業所發展的技術。然而，在本領域中仍然需要用于浮式風力渦輪機應用的改進平臺。

發明內容

本申請描述了浮式風力渦輪機平臺的多個實施例。

根據本發明，提供了一種半潛式風力渦輪機平臺，所述半潛式風力渦輪機平臺能夠漂浮在水域上并且能夠將風力渦輪機支撐在豎直中央立柱上，所述風力渦輪機平臺包括豎直中央立柱和三根或者更多根豎直外立柱，所述豎直外立柱與中央立柱徑向間隔開。外立柱中的每一根均利用以下裝置中的一種或者更多種連接到中央立柱：(a)底梁，所述底梁在外立柱的下部分和中央立柱的下部分之間基本水平地延伸；和(b)頂梁，所述頂梁在外立柱的上部分和中央立柱的上部分之間基本水平地延伸。中央立柱和外立柱由混凝土制成并且具有足夠的浮力浮起來以幫助支撐風力渦輪機塔架。外立柱沒有通過結構性實質周邊聯結件互相連接。

根據本發明，還提供了一種半潛式風力渦輪機平臺，所述半潛式風力渦輪機平臺能夠漂浮在水域上并且支撐風力渦輪機。風力渦輪機平臺包括豎直中央立柱和三根或者更多根豎直外立柱，所述豎直外立柱與中央立柱徑向間隔開。外立柱中的每一根均利用以下裝置中連接到中央立柱：(a)底梁，所述底梁在外立柱的下部分和中央立柱的下部分之間基本水平地延伸；和(b)頂梁，所述頂梁在外立柱的上部分和中央立柱的上部分之間基本水平地延伸；和(c)支柱，所述支柱在外立柱的下部分和中央立柱的上部分之間延伸。中央立柱和外立柱由混凝土制成并且具有足夠的浮力浮起來以支撐風力渦輪機塔架。外立柱沒有通過結構性實質周邊聯結件互相連接。

根據本發明，還提供了一種組裝浮式風力渦輪機平臺的方法。所述方法包括將至少三個平臺翼形件組裝到水域上的兩個或者更多個漂浮裝置上，所述平臺翼形件具有底梁和至少外立柱的基部部分或者中央立柱的基部部分，并且每個漂浮裝置均支撐一個或更多個平臺翼形件。駁船被一起布置在底部楔塊周圍。平臺翼形件中的每一個均附接到底部楔塊，以形成用于風力渦輪機平臺的基座的下部分，并且外立柱與底部楔塊徑向地間隔開，并且外立柱圍繞底部楔塊沿著圓周等距間隔開。從平臺翼形件下方移除漂浮裝置，從而使得基座漂浮在水域中以形成浮式風力渦輪機平臺，由此允許在水中進一步構造平臺。