[发明专利]连接至海上平台支柱的利用振荡水柱的波能提取装置

说明书

技术领域

本发明涉及可持续能源发电的领域。更特别地，本发明涉及海洋波浪能提取装置及其方法的改进。

发明背景

以下对现有技术进行探讨，以将本发明内容结合适当的技术背景，使其优点被更充分地理解。然而，贯穿本说明书的对现有技术的任何论述都不应被认为是对现有技术是广为人知的或形成本领域公知常识的一部分的明示或默示的承认。

环境问题以及意识到有限的传统易燃碳氢燃源资源已引起了对可持续无污染能源的研究，诸如波、风、潮汐、地热及太阳能。

已经提出了许多种不同类型的波力发电装置。许多装置是基于利用波浪运动所固有的垂直运动的原理来影响涡轮机的转动，以直接或间接地驱动发电机发电。此类系统的一个固有的缺点在于系统的性能强烈地依赖于系统相对进入海浪的方向的事实。已经做出了一些努力来克服与盛行海浪的方向变化有关的问题。然而，此类系统可能极其昂贵，因而并非商业可行的。为了使此类系统在商业上可行并为投资者提供投资回报，利用可再生能源必然要求降低成本支出。

将定制的独特能量提取单元配置在相对盛行海浪的特定方向必然导致设计和结构的复杂性增加，因而导致这些单元和作为一个整体的系统的成本相关联地增加。

许多已知波力发电装置的另一个缺点在于，此类装置通常包括连接至单个能量转换装置的多个导管，诸如一涡轮机，其必然需要合并了来自单独振荡水柱(OWC)的各个流体流的复杂系统。此类流体的合并又必然会提高这些波力发电装置的设计和制造成本。

已发现，与试图处理上述问题有关的额外费用常常是如此之高，以至于他们可能提供了商业上不可行的装置。此外，建立迄今为止已提出的那些装置所需要的显著的资本支出充当商业投资的障碍。特别地，资本支出的程度常常会充当投资者的障碍，因为投资回报在某种程度上受到装置的资本支出与装置的运行效率之间的关系的限制。

海洋波能提取器的效率还可能会受波浪通过装置时装置相对海底的上下浮动的负面影响。旨在抵消这些非期望波动的系泊系统通常是复杂且极其昂贵的。此外，一般来说，此类系泊系统在阻止装置的浮动方面是不够的。

本发明的目的是克服或改善现有技术的一或多个缺点，或至少提供一种有用的替代。

发明内容

本发明第一方面提供一海上平台，包括：

一支撑结构，用于将一水体中的工作站支撑在一离岸的位置，该支撑结构具有一安装部；以及

至少一个导管，安装至所述安装部，该导管设置为用于接收来自水体的一振荡水柱，其中，该振荡水柱的振荡产生一流体流，用于驱动一能量提取组件。

优选地，两个或两个以上导管安装至安装部。优选地，导管或每个导管安装至安装部的方式使得导管的入口浸没在水体内，而导管的出口在水体之上。优选地，各导管的入口位于所预期的最低波谷之下，而出口在所预期的最高波峰之上。优选地，各导管的安装使得导管的入口保持在该水体底部(例如，海底)以上一预定固定高度处。

优选地，各导管保持在海底之上的相同高度处。在其他实施例中，至少两个导管保持在海底之上的不同高度处。在一些实施例中，各导管分别保持在海底之上的不同高度处。优选地，使用中，各导管保持处在海底之上的高度大体上是固定的。

优选地，使用中，支撑结构位于水体中，使得安装部大约布置在水体的平均水平面处。

优选地，支撑结构为一刚性支柱或塔架的形式。在某些实施例中，该支撑结构包括两个或两个以上刚性支柱，两个或两个以上刚性支柱互相连接，并且彼此相互之间保持固定间距。优选地，刚性支柱布置在水体中以便具有一大体上垂直的方向。在某些优选实施例中，支撑结构包括四个刚性支柱。优选地，当从上面看时，该四个刚性支柱经布置形成一正方形或矩形构造。在某些实施例中，刚性塔架由钢和/或混凝土组成。

优选地，海上平台为固定的。优选地，刚性支柱固定地锚定至海底。在其他实施例中，支撑结构的刚性支柱经由一系泊系统固定至海底。在一些实施例中，一压载元件或系统连接至刚性支柱以稳定该支撑结构。

两个或两个以上导管优选以围绕支撑结构对称的形式布置。在某些实施例中，相同的对称形式围绕支撑结构的各支柱布置。优选地，导管围绕海上结构的支腿环绕地布置。优选地，导管为圆形构造。在其他优选实施例中，导管围绕支撑结构的一或多个支柱以不对称的形式布置。在另外的其他形式中，一种对称形式和不对称形式的组合安装至支撑结构的各个支柱。