[发明专利]一种具有减摇功能的海上风机发电设备

说明书

本发明属于海洋可再生能源利用设备相关技术领域，其公开了一种具有减摇功能的海上风机发电设备，发电设备包括半潜式平台、耗能减摇机构及自适应弹簧储能机构，耗能减摇机构通过牵引绳索连接于自适应弹簧储能机构，自适应弹簧储能机构设置在海底；耗能减摇机构设置在半潜式平台内；半潜式平台包括相连接的主柱及多个偏移柱，多个偏移柱绕主柱均匀排布，多个耗能减摇机构分别设置在多个偏移柱内；自适应弹簧储能机构通过弹性恢复力来驱动耗能减摇机构进行抽水，以使多个偏移柱内发生变化的水位恢复，由此通过消耗海上风机发电设备受到的波浪能来减小海上风机发电设备的振荡幅度。本发明有降低了整机运动幅度，提高了稳定性。

技术领域

本发明属于海洋可再生能源利用设备相关技术领域，更具体地，涉及一种具有减摇功能的海上风机发电设备。

背景技术

由于传统能源在过去几十年中日益枯竭，可再生能源，尤其是风能，比以往任何时候都受到关注，风能因其在减少温室气体排放方面的重要作用而得到广泛认可，因此风能的开发在过去几十年中经历了快速增长。风力发电是目前最具可规模化发展的可再生能源利用技术。随着风力发电在全球范围内持续快速增长，陆上风能的利用逐渐饱和，由于海上风力资源比陆上风能具有许多特别的优势，海上风电已经成为国际风电发展的新方向，备受各国关注。

在现阶段的海上发电机领域，浮式海上风力发电机平台基础大多采用翼梁型基础，而这样带来的问题是为了保持整体稳定性，降低整个结构的重心和稳心，翼梁尺寸需要较大，成本也较高。对于半潜式平台的研究还处于积极探索阶段，现有的半潜式平台结构虽然采取了很多复杂的处理措施，但效果仍旧难以令人满意。相应地，本领域存在着发展整体稳定性较好的具有减摇功能的海上风机发电设备的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有减摇功能的海上风机发电设备，其在半潜式平台风力发电机的基础上，通过设置多个耗能减摇机构与自适应弹簧储能机构，无需外界能量输入，即可在不影响整个设备的稳定性的同时，有效地降低了海上风机发电设备的整机运动幅度，有利于改善整个海上风机发电设备的运动稳定性，更有利于海上风机发电设备的运行与维护。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有减摇功能的海上风机发电设备，所述海上风机发电设备包括半潜式平台、耗能减摇机构及自适应弹簧储能机构，所述耗能减摇机构通过牵引绳索连接于所述自适应弹簧储能机构；工作时，所述自适应弹簧储能机构设置在海底；所述耗能减摇机构设置在所述半潜式平台内；

所述半潜式平台包括相连接的主柱及多个偏移柱，多个所述偏移柱绕所述主柱均匀排布，多个所述耗能减摇机构分别设置在多个所述偏移柱远离所述自适应弹簧储能机构的一端内；多个所述偏移柱相连通，且所述偏移柱内填充有压载水且未填充满；

所述海上风机发电设备受到波浪能作用而发生运动时，所述自适应弹簧储能机构通过发生弹性变形而储存能量；储能结束后，所述自适应弹簧储能机构通过弹性恢复力来驱动所述耗能减摇机构进行抽水，以使多个所述偏移柱内发生变化的水位恢复，由此通过消耗所述海上风机发电设备受到的波浪能来减小所述海上风机发电设备的振荡幅度。

进一步地，所述自适应弹簧储能机构包括盘旋状的弹簧及弹簧轴承；工作时，所述弹簧轴承设置在海底；所述弹簧的一端固定在所述弹簧轴承上，另一端连接于所述牵引绳索远离所述偏移柱的一端。

进一步地，所述耗能减摇机构包括滑轮轴承、传动轴承及抽水活塞阀，所述滑轮轴承及所述传动轴承间隔设置在所述偏移柱远离所述自适应弹簧储能机构的一端内，所述牵引绳索的一端穿过所述滑轮轴承及所述传动轴承后连接于所述抽水活塞阀；所述自适应弹簧储能机构通过所述牵引绳索驱动所述抽水活塞阀运动。

进一步地，所述半潜式平台还包括多个第一等截面浮筒、多个第二等截面浮筒及多个斜撑，多个所述偏移柱之间通过多个所述第一等截面浮筒及多个所述第二等截面浮筒相连通；多个所述偏移柱与所述主柱之间通过所述斜撑及所述第二等截面浮筒相连接。