[實用新型]深遠海浮式風光漁綜合裝備

有效

• 申請號: 201920597716.2
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN209964974U
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 鄭向遠;鄭華冬;李軼;陳道毅
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: A01K61/60
• 分類號: A01K61/60;A01K61/65;H02S10/12;F03D3/00;F03D3/02;F03D9/00;F03D9/25;F03D13/25
• 代理公司: 44223 深圳新創友知識產權代理有限公司
• 代理人: 王震宇

一種深遠海浮式風光漁綜合裝備，在同一浮式結構物上結合了垂直軸風電機、太陽能光伏板、漁業養殖網箱。其中四個垂直軸風電機葉片系統分別通過風電機塔筒固接在方形網箱頂面的四個角上；太陽能光伏板、生活和工作平臺設置于網箱頂面；系泊系統將浮式綜合裝備與海床連接；網箱側面裝配有張緊式網衣，底面裝配有底面網衣，網箱立柱上還裝配有升降軌道，可使底面網衣上下移動。該浮式綜合裝備穩性佳，耐波性好，強度高，整體運動性能突出，使用海域廣，對海上風場及網箱上方的太陽能空間利用率高，發電量大且互為補充；可充分利用海洋空間資源，又能更好地解決海上漁業養殖用電的難題。工作人員可在該綜合裝備上生活的同時進行養殖檢修等活動。

技術領域

本實用新型涉及海上風光互補和水產養殖領域，尤其涉及一種垂直軸風電機組、太陽能光伏板和養殖網箱相結合的浮式風光漁綜合裝備。

背景技術

我國風力資源十分豐富，開發利用風能是我國當前能源結構調整、節能減排的重要途徑，也是我國未來能源可持續發展和轉變經濟社會發展的必然選擇。截至2017 年底，我國新增并網風電裝機1503萬千瓦，累計并網裝機容量達到1.64億千瓦，占全國發電裝機容量的9.2％。風電年發電量3057億千瓦時，占全部發電量的4.8％，風電已成為我國繼煤電、水電之后的第三大能源。伴隨著陸上風電可開發區域逐漸減少，而海上資源豐富，且沿海地區經濟發達，電網容量更大，風電接入條件更好，近年來風電行業逐漸由陸上向近海發展。《風力發展“十三五”規劃》指出，到2020年底，我國海上風電并網裝機容量將達到500萬千瓦(5GW)以上。“十三五”期間我國將重點推動江蘇、浙江、福建、廣東等省的海上風電建設，屆時這四省海上風電開工建設規模均達到百萬千瓦以上；同時我國也將積極推動天津、河北、上海、海南等省(市) 的海上風電建設。隨著海上風電的建設成本逐漸下降，我國沿海風電正迎來快速增長。

海上風機組類型主要包括兩種：垂直軸風機和水平軸風機。水平軸風機在陸地上和海上均得到了長足的應用和發展，技術相對成熟，發電效率較高。但其自身也存在一些問題：(1)機艙在高空，重心太高，安裝維修不易且費用高，容易失穩；(2)轉動半徑大，風場利用率低。兩臺相鄰水平軸風機的凈距一般需要達到5-8倍的旋轉半徑，即400-800m。因此，多臺水平軸風機坐落到同一網箱的設計在結構上很難實現。和水平軸風機相比，垂直軸風力發電機在全球都還處于起步階段，但具有適用性強、性能穩定、重心低等特點。垂直軸風力發電機控制、傳動、發電系統均位于風機底部，重心集中于機底，結構穩性更佳；其設備沒有水平軸風機所固有的變槳距系統和偏航系統，操作和維護成本低。此外，垂直軸風機的轉動半徑小，這使得多臺垂直軸風機共用同一浮式基礎的構想成為可能，其總功率要顯著大于單臺的大功率水平軸風機。

另一方面，我國海上漁業養殖快速發展，已和海洋捕撈并駕齊驅，但主流深水養殖多使用高密度聚乙烯網箱結構，該類型網箱雖成本低，但強度不夠，適用水深一般不超過25米，只能布設在近海淺水，且在臺風下易遭到破壞造成漁民損失慘重。2017年，世界上第一艘鋼質半潛式養殖網箱Ocean Farm在挪威投入運營，正式拉開了漁業養殖深海化、大型化的發展序幕。

海上漁業養殖與海上風機的發展目前有一個共同的趨勢，就是從淺海走向深海。養殖需要利用廣闊且水源較好的深海作為養殖基地，而風力發電需要依靠深遠海更為強勁平穩的海風進行大功率開發。海上的太陽能也十分豐富穩定，但僅在湖泊和近海岸邊得到少量利用。因此，如何設計一種裝備可以高效利用海洋上的風、光和水資源并綜合到此裝備上，是全球工程界所面臨的一個巨大挑戰。