[发明专利]一种浮台式海上风光组合发电基础结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种浮台式海上风光组合发电基础结构，利用海上风能与太阳能的互补发电特性，提高了海上单独风力发电或光伏发电的能源输出功率稳定性，减少了输出功率的波动，同时提高了海上浮式基础结构的运行稳定性与安全性。

背景技术

随着目前能源危机与环境空气污染问题日益突出，风能和太阳能等可再生能源以其资源丰富、环境污染小等优点将在未来能源格局中发挥重要的作用。风能作为一种清洁能源近年来发展迅速，随着陆上风电开发潜力日趋枯竭，海上风力发电近年来获得了极大的重视与推广，也日益成为一种具有战略意义的新能源形式。然而，目前近海海域风力发电机通常所采用的桩基础或重力式基础对海域深度变化较为敏感，并不适合应用在水深较大的海域，因此在深海只能考虑采用浮式基础来实现风能资源的开发。然而，风能具有随机性、间歇性、能量波动大等特点，单独的风力发电的输出功率波动大，在并网运行时会对电网造成冲击。同时对于深远海海域而言，海上风机工作环境恶劣，所受荷载包括风，波浪和流的联合作用，这无疑会给海上浮式风机结构安全设计与运行稳定性带来巨大挑战。

发明内容

为解决上述工程上的难点与问题，本发明提出一种浮台式海上风光组合发电基础结构，该方案能够将浮式基础从“高窄式”向“宽浅式”过渡，使得海上风力发电基础具有更强的抗风浪能力和更优的浮性，从而保证其在深远海海域运行稳定性和安全性。同时，本方案也能充分利用太阳能与风能的互补特性，采用风光互补发电方式，以提高机组输出功率的稳定性，通过双能互补协调与电能存储方式减小对电网的冲击。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种浮台式海上风光组合发电基础结构，包括风力发电机、钢制塔筒、基础过渡段、光伏板、蓄电池、法兰环、圆柱状基础、支撑钢环、吸力锚、排水泵、固定缆绳，其中风力发电机安置在钢制塔筒上，钢制塔筒下部设有基础过渡段；圆柱状基础内设有封闭式空腔，空腔内设有钢制分仓板进行支撑；圆柱状基础上外围设有两圈支撑钢环，在两支撑钢环上部安装光伏板；两支撑钢环、光伏板与圆柱状基础上顶板形成一个封闭空间，蓄电池布置在这封闭空间内。所述的排水泵布置在内支撑钢环与钢制塔筒之间以及蓄电池所在封闭空间内。所述的圆柱状基础平台上的四点对称布置有固定缆绳，其通过吸力锚与海底基床固定约束。

进一步的，基础过渡段下部与圆柱状基础间采用法兰环连接。

进一步的，圆柱状基础主体采用钢材或混凝土制成。

进一步的，外侧钢环位于圆柱状基础上部最外沿，内侧钢环高于外侧钢环，使光伏板呈一定角度倾斜。

进一步的，光伏板采用分块布置方式，每块可360度旋转。

进一步的，流入内支撑钢环与钢制塔筒之间、蓄电池所在封闭空间以及基础封闭空腔内的水流可通过排水泵排出。

本发明有益效果是：

本方案提出的一种浮台式海上风光组合发电基础结构呈圆柱状，通过基础封闭空间和两钢环所围成的体积提供浮式基础结构整体足够的浮力，从而降低其随波浪的惯性效应，确保基础的稳定性。基础上光伏板的布置则可以充分利用太阳能与风能的互补特性，采用风光互补发电方式，降低输出功率的波动。白天光照强时，主要以光伏板太阳能发电为主，风力发电用做补偿或能量存储；晚上光照很弱，但由于地表温差变化大，风能有所加强，则主要以风力发电为主，再通过蓄电池存储的能量进行补偿。光伏板呈环状布置在塔筒四周，充分利用了基础平台上的空间。光伏板可360度旋转，在降雨等不利天气，光伏板可翻转以延长其使用寿命。光伏板向外呈一定角度倾斜布置，一方面按年最佳倾角布置的光伏板比水平光伏板可接收更多的辐射能，另一方面倾角可以有效地减少流入基础平台内侧的水量而维持基础的稳定性。若仍有一些水流入基础上内侧支撑钢环以内或蓄电池所在封闭空间内，则可通过排水泵排出而维持基础稳定。基础内部空腔所进入的水流也可通过布置在基础内部的排水泵排出。本方案提出的一种浮台式海上风光组合发电基础结构可以先在陆上完成整机的安装调试，然后整体托运到指定海域安装，这样大大提高了施工效率。以上有益效果陈述说明本方案具有良好的工程实用前景。

附图说明

图1为一种浮台式海上风光组合发电基础结构侧视图；

图2为一种浮台式海上风光组合发电基础结构俯视图；

图3为圆柱状基础内分仓板布置图。