[發明專利]一種組合式漂浮風力發電平臺

在審

• 申請號: 201510367217.0
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104986301A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 徐立;王啟富;劉丹;卞磊;吳一飛;向家濤;姜文強;徐達
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;F03D11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術領域

本發明屬于風力發電領域，具體涉及一種組合式漂浮風力發電平臺。

背景技術

由于化石能源的逐漸消耗，能源和環境污染問題日益突出。風能由于其清潔可再生、利用方便成為目前最有開發利用前景的一種可再生能源。海上風能由于其資源豐富，視覺污染和噪音污染較陸地風能小，近年來發展迅速。世界風能協會統計，至2009年底，全球海上風力發電機裝機容量已達到1956MW，占陸海總裝機容量的1.2％，2009年新增454MW，增長量30％。按水深劃分，海上風能的利用可分為淺水區域、過渡水域和深水區域對于不同的水深，風機基礎的形式也不同。現在的固定式風力發電機技術被限制在水深30m的區域，雖然這一深度有可能增加，但是對于深水區域(大于60m)，固定式風力發電機已經無法滿足經濟性要求，需要一種新的海上風力發電機，漂浮式風力發電機可能是這一區域最適合的選擇。

漂浮式海上風力發電機能較大程度的利用海上風能資源，因此成為深海風能利用的主要方向，相對于固定式風力發電機，漂浮式風力發電機多了浮式基礎和拋錨系統，其外界載荷條件比固定式風力發電機組更加復雜，其原因是除了受到固定的風浪載荷以外，更主要的是漂浮式風力發電機本身由于基礎漂浮不固定，其漂浮特性對發電機發電性能有較大影響，因此，提出一種更加穩定的深海漂浮平臺的需求更加迫切。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種組合式漂浮風力發電平臺，減輕受風浪影響振動的影響，并且整體結構設計簡單實用，適合于深水和淺水環境，尤其適合大規模布置在海上，開展海上風力發電。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種組合式漂浮風力發電平臺，其特征在于：它包括一個浮臺，風力發電機通過塔架安裝在所述浮臺的對稱中心上，浮臺由張力拉索連接在錨上，所述浮臺的對稱中心下方連接有壓艙物，壓艙物使得浮臺的漂浮深度為浮臺高度的二分之一到四分之三。

按上述方案，所述的浮臺與壓艙物之間采用剛性連接。

按上述方案，所述的浮臺的材料為鋼材或混凝土。

按上述方案，所述的壓艙物為鋼材、混凝土、碎石或海水中的一種，或這幾種材料之間的任意組合。

本發明的有益效果為：與現有技術的其他形式的漂浮式平臺相比，本發明受波浪影響小，能夠適用于深水和淺水環境，且結構簡單、經濟性好，通過了理論仿真驗證，具有較大的使用性，能夠在深海大規模應用。

附圖說明

圖1為浮臺的動力學模型圖。

圖2是本發明一實施例的結構示意圖。

圖3是本發明實施例三種漂浮平臺塔基載荷F_X對比曲線圖。

圖4是本發明實施例三種漂浮平臺塔基載荷F_Y對比曲線圖。

圖5是本發明實施例三種漂浮平臺塔基載荷F_Z對比曲線圖。

圖6是本發明實施例三種漂浮平臺塔基彎矩M_X對比曲線圖。

圖7是本發明實施例三種漂浮平臺塔基彎矩M_Y對比曲線圖。

圖8是本發明實施例三種漂浮平臺塔基彎矩M_Z對比曲線圖。

圖中：1-風力發電機，2-浮臺，3-壓艙物，4-張力拉索。

具體實施方式

下面結合具體實例和附圖對本發明做進一步說明。

本發明提供一種組合式漂浮風力發電平臺，如圖2所示，它包括一個浮臺2，風力發電機1通過塔架安裝在所述浮臺2的對稱中心上，浮臺2由張力拉索4連接在錨上，所述浮臺2的對稱中心下方連接有壓艙物3，壓艙物3使得浮臺2的漂浮深度為浮臺高度的二分之一到四分之三，優選四分之三。

所述的浮臺與壓艙物之間采用剛性連接。

浮臺的材料為鋼材或混凝土。

壓艙物為鋼材、混凝土、碎石或海水中的一種，或這幾種材料之間的任意組合。

本實施例的主要參數如表1所示。

表1NREL?5MW海上風力機主要參數

為了說明本發明具有更優秀的抗風浪能力，這里給出具體數學模型來驗證該設計的合理性。

漂浮平臺的運動學及動力學模型