[发明专利]一种搭载海上涡轮发电机的半潜式船体

说明书

本发明描述了一种搭载海上涡轮发电机的半潜式船体，用于优化海上的风力发电系统，每个风力涡轮机包括一个半潜式船体，该船体具有可移动的压载重量，以增加系统的稳定性，每个风力涡轮机具有分布在塔架上的转子阵列，以分配重量和负载，并在风切变高的情况下提高发电性能。尽可能多的与每个转子相关的设备位于塔架底部，以降低稳心高度。

技术领域

本发明公开了一种搭载海上涡轮发电机的半潜式船体，具体而言涉及风力转换系统技术的改进，还包括用于支持和维护海上风力涡轮机以及将氢和氢衍生燃料运输到陆地的机械海上系统。

背景技术

风力涡轮机在海上项目的应用在现今已经得到了一定程度的推广。使用风力涡轮机在海上发电同时也遇到了了陆上没有遇到的一些技术挑战。包括为涡轮机提供适航的基础或平台，建造风力涡轮机塔架，将风力涡轮机搭建在塔架上，以及将产生的能量传输至海岸。在现有技术的海上风力涡轮机中，用桩将坚实的基础浇筑到海底，并且使用大型的海上起重机将塔架架设在该基础上，该海上起重机也用于将机舱和转子搭建在塔架上。以这种方式安装的海上涡轮机必须放置在相对较浅的水中，以便基础平台不会过高和造价昂贵，并且只能在天气条件适合时方可操作海上起重机时安装。现有技术海上风电场通常收集来自每个风力涡轮机的输出，并将电压升高到高电压以通过电缆传输到海岸。该输电系统的成本可能会极高。

发明内容

本发明提供了海洋或其他水体中的潜水船体。这些大型水体上方的风力资源往往比陆地上的风力资源更大、更稳定，因此，寻找将风力涡轮机搭建在这些水体位置并有效利用或传输所产生的能量的实用方法是具有可行性的。船体可支持风力涡轮机或风力涡轮机阵列，以及可选地支持设备，以从风力发电在海上生产氢基燃料。本公开中的半潜船是由钢筋混凝土、钢、玻璃纤维或其他合适材料制成的浮动稳定结构。船体采用类似于潜艇技术的技术，提供可变压载质量和位置，以抵抗倾覆力矩，并通过适当的浮力和压载修正来抑制波浪和潮汐作用引起的升沉。船体类型为半潜式，即使在恶劣天气条件下也能提供非常稳定的海上平台。无论位于浅水、深水或远海，船体的尺寸和设计都可能不同。

船体还必须能够容纳各种尺寸的风力涡轮机或风力涡轮机阵列，并用于极端天气、潮汐、水流和波浪影响的条件中。该技术类似于石油和天然气行业中使用的长期稳定海洋平台，因为这些平台也使用半潜式概念方法，但区别的是本发明具有不同的架构，与本发明共同的用于本海上石油和天然气平台的一种方法是提供小水线面积。在石油和天然气平台中，使用包含压载物的支撑塔来支撑水上结构。

深水中的本发明船体系在一个锚上。因此，风帆始终位于由系绳长度确定的圆（称为手表圆）内，并以锚正上方的点为中心。系绳连接船的迎风侧，使得在运行风期间，当船位于圆周背风侧的点时，在船的上风侧拉动的系绳保持船朝向风。这样，深水船不需要机械偏航系统。在风力变化的情况下，船尚未处于圆的背风侧，或者如果有显著的气流影响船的位置，则船相对两侧的转子（船支撑一系列涡轮机的情况下）可以运行，以产生不同的气动力，从而产生净偏航力矩。以这种方式，可以控制船的偏航角，而不需要如在现有技术风力涡轮机中使用的偏航电机和轴承。

本发明的实施例还包括用于对来自多个风力涡轮机转子的电力输出进行求和的方法，无论是电的还是机械的。通过如本文所公开的对来自单个转子的功率求和，可以减少位于涡轮机轮毂处的重量并将重量重新定位到塔的底部，从而降低塔的结构要求和船体的压载要求。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的风帆的透视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。