[发明专利]浮置混合复合材料风力涡轮机平台和塔架系统

说明书

背景技术

本文描述了风力涡轮机平台的各种实施例。具体地，本文所述的实施例涉及改进的浮置风力涡轮机平台，其用于大型水体中。

用于将更能转换为电能的风力涡轮机是已知的，并且为电力公司提供可供选择的能源。在陆地上，通常编号达到数百个风力涡轮机的大型风力涡轮机群可以在一个地理区域中放置在一起。这些大型风力涡轮机群可能产生不期望的高水平的噪声，并且可能是不太美观的。由于诸如丘陵、树林和建筑物的阻挡，这些基于陆地的风力涡轮机可能不会获得最佳空气流动。

风力涡轮机群也可以是离岸的，但是靠近海岸，处于水深允许风力涡轮机固定地附接到海床的地基上的位置处。在海上，到风力涡轮机的空气流动不太可能受到各种障碍（即类似丘陵、树林和建筑物）的干扰，从而得到较高的平均风速和更多的电力。在这些近海岸位置处将风力涡轮机附接到海床所需的地基是较为昂贵的，并且仅仅能够在较浅的深度处获得，例如最多大约25米的深度。

美国国家可再生能源实验室（U.S.National Renewable Energy Laboratory）已经确定在深度为30米或更深的水上的美国海岸线的风力具有大约3,200TWh/yr的能量容量。这相当于美国大约3,500TWh/yr的总能源使用的大约90%。大多数离岸风力资源在离岸的37到93千米之间，深度超过60米。在这样深的水中，用于风力涡轮机的固定地基不太可能在经济上是合算的。这种限制引起用于风力涡轮机的浮置平台的发展。已知的浮置风力涡轮机平台由钢形成，并且基于离岸石油和天然气供工业所发展出来的技术。然而，在本领域中仍然需要用于浮置风力涡轮机应用的改进的平台。

发明内容

本发明描述了风力涡轮机平台的各种实施例。在一个实施例中，风力涡轮机平台被构造成用于漂浮在水体中，并且包括外壳，该外壳中限定有外壳腔体。外壳由强化混凝土形成。塔架被构造成用于安装风力涡轮机，并且还连接到外壳。锚固构件连接到外壳，并且连接到海床。

在另一个实施例中，被构造成用于漂浮在水体中的风力涡轮机平台包括外壳，该外壳中限定有外壳腔体。塔架被构造成用于安装风力涡轮机，并且连接到外壳，且由强化混凝土、FRP复合材料和钢中的一种形成。锚固构件连接到外壳，并且连接到海床。

在另一个实施例中，被构造成用于漂浮在水体中的风力涡轮机平台包括一体式塔架/外壳构件。塔架/外壳构件具有限定了外壳腔体的外壳部分和限定了塔架腔体的塔架部分。外壳和塔架部分由壁分隔开，塔架部分被构造成用以安装风力涡轮机。锚固构件连接到外壳，并且连接到海床。

在另一个实施例中，半浸没浮置平台包括由混凝土形成的多个大致中空的浮筒构件。结构构件将每个浮筒连接到相邻的浮筒。每个结构构件都形成为限定了腔体的大致中空管。每个结构构件的每个端部嵌在一个浮筒的壁中，使得限定了浮筒的壁的混凝土延伸到嵌入的结构构件的腔体中。

参考附图，通过以下详细说明，风力涡轮机平台的其它优点对于本领域技术人员而言将会变得明显。

附图说明

图1为根据本发明的杆状浮标式风力涡轮机平台的正视图。

图1A为图1所示的浮置风力涡轮机平台的替代实施例的一部分的放大视图，示出了竖向轴风力涡轮机。

图2为图1所示的浮置风力涡轮机平台的部分剖视放大视图，示出了塔架和外壳之间的连接接头的一个实施例。

图3A为根据本发明的连接接头的第一替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3B为根据本发明的连接接头的第二替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3C为根据本发明的连接接头的第三替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3D为根据本发明的连接接头的第四替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3E为根据本发明的连接接头的第五替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3F为根据本发明的连接接头的第六替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3G为根据本发明的连接接头的第七替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3H为根据本发明的连接接头的第八替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3I为根据本发明的连接接头的第九替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3J为根据本发明的连接接头的第十替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3K为根据本发明的连接接头的第十一替代实施例的一部分的横截面正视图。

图3L为根据本发明的连接接头的第十二替代实施例的一部分的横截面正视图。