[实用新型]张力腿平台漂浮式双叶风电机

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种张力腿平台漂浮式双叶风电机，属于海上风力发电技术领域 

背景技术

海上风电开发的水深区域一般分成浅水区域（水深0-20米）、过渡区域（水深20-50米）和深水区域（水深50-300米）。随着海上风电开发逐步向深水区域（水深50-300米）发展，人们设计出了几种浮式海上风电机， 其中包括挪威StatoilHydro公司设计的“Hywind”筒形平台浮式三叶海上风电机, 也包括美国Marine Innovation and Technology公司设计的“WindFloat”半潜式平台浮式三叶海上风电机。因为这些浮式海上风电机都天生具有高于海平面80-100米的大质量的转子叶片和发电机舱，造成整个漂浮系统的重心很高，稳性很差。为了改善稳性，“Hywind”筒形平台浮式三叶海上风电机采用了一个吃水很深的平台，并且在平台底部加了一定数量的固体压载，试图使整个漂浮系统的重心位于浮心之下，但这造成了筒形平台海平面以下的部分就有近120米深，这也就意味着该风电机将不能应用于50-120米的水深区域，因而大大限制了其使用范围。为了改善稳性，“WindFloat”半潜式平台浮式三叶海上风电机采用了一个具有很大水线面的半潜式平台，试图通过增大水线面惯性矩来提高整个漂浮系统的初稳性和大倾角稳性，但这势必造成了半潜式平台的体积太大、重量大、耗费材料多、设计制造周期长和成本高等缺点。 

发明内容

针对已有的浮式风电机稳性差、重量大、设计制造周期长以及成本高等缺点， 本实用新型提供了一种张力腿平台漂浮式双叶风电机，由叶片、发电机舱、轮毂、塔筒、和张力腿平台组成，整个系统只具有两个叶片，张力腿平台的上半部分由甲板平台、立柱和浮体组成，张力腿平台的下半部分由系缆腱和锚桩组成，锚桩定位固定于海床内。这种张力腿平台漂浮式风电机与原来的浮式风电机相比具有稳性好、重量小、设计制造周期短以及成本低等优点。 

 为实现本实用新型的目的采取了如下技术方案。 

将原来的三叶风电机改为双叶风电机，将叶片数从3降到2只会引起系统的空气动力效率降低约3%，但双叶风电机重量却可大幅降低，整个系统的重心也会相应降低，这可显著提高整个漂浮系统的稳性。而且，随着叶数的减少，用于制造风电机转子和发电机舱内的驱动装置所需的材料也将减少，零部件费用和制造费用也将减少。 

同时本实用新型中的张力腿平台被设计成其浮力是大于重力的，也就是说系缆腱(2)内一直是受到一个向上的拉力的，整个系统都处于绷紧和相对位置固定的状态，这些外部约束大大提高了整个系统在海面上的稳性。同时由于本实用新型的思想不是通过增大水线面惯性矩来提高整个漂浮系统的稳性的，那么张力腿平台就不需要有一个很大的水线面，而只要将其设计成是浮力大于重力就可以了，这便可使得所设计的张力腿平台既体积小、重量轻、耗费材料少、设计制造周期短和成本低，又能满足所需的技术性能要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明： 

附图1为本实用新型的正视结构图。 

 图中：1 锚桩、2 系缆腱、3 浮体、4立柱、5 甲板平台、6塔筒、7叶片、8发电机舱、9轮毂。 

具体实施方式

如附图所示，一种张力腿平台漂浮式双叶风电机，由叶片7、发电机舱8、轮毂9、塔筒6和张力腿平台组成。整个系统只具有两个叶片，叶片转径为126米，发电机功率为5MW, 轮毂距海平面为90米。张力腿平台的上半部分由甲板平台5、立柱4和浮体3组成，它们所排开的海水的体积提供了比整个系统的重力还大的浮力。张力腿平台的下半部分由系缆腱2和锚桩1组成，系缆腱2内一直是受到一个向上的拉力的，锚桩1定位固定于海床内，这样整个系统都处于绷紧和相对位置固定的状态，这些外部约束大大提高了整个系统在海面上的稳性，减轻了整个张力腿平台漂浮式双叶风电机系统由海上风浪所激发的各种运动，这对工作状态下正在旋转的风机起到了保护作用。深水区域海面上的湍流风稳定且风力强，驱动叶片7低速旋转并带动发电机舱8内的一根低速轴转动，发电机舱8内另有一个齿轮箱与该低速轴相连并将其转动转化为高速轴转动，并驱动一个发电机发出电力。所发出的电力通过海底电缆输送到沿岸各个人烟稠密的地区。 

本实用新型中所提出的这种张力腿平台漂浮式双叶风电机与原来的浮式风电机相比具有稳性好、重量小、设计制造周期短以及成本低等优点。