[发明专利]水力发电设施

说明书

技术领域

本发明涉及水力发电设施。

背景技术

众所周知，容易获取的矿物燃料的资源在下降。另外，矿物燃料的使用对环境的影响已经变得日益明显。其结果是，尽可能地有效且有效率的使用可行的替代能源已经成为当务之急。例如，使用涡轮以捕获水流(例如，潮汐)、河流及海流的动力形成了可行的替代能源。被用以捕获这种水流能量的涡轮设备通常包括通过使用动力传动系统被连接到转子组件上的轴驱动发电机。所述转子组件包括多个转子叶片，所述多个转子叶片由水流驱动，以便转动所述动力传动系统的输入轴。诸如波浪驱动装置之类的替代性的水力发电设施也被考虑在内。

为了在经济上可行，多个发电装置应当被部署在适当区域中。例如，潮汐涡轮站可具有数十到数百的涡轮。优选地，涡轮以阵列的方式被布置，所述阵列具有多行的多个涡轮。涡轮阵列可以被部署在潮汐流动区域、河流、海流或任何其它适合的水流区域中。尽管涡轮优选地以阵列的方式被布置，但是地理学、海洋测深学和其它因素可能意味着涡轮站具有另外的装置。

为了使发电装置的这种阵列能够从所述阵列输出所产生的电力并且能够接收控制信号，有必要设置许多用于所述阵列的基础设施设备。在一个简单的布置中，每个发电装置可以被直接连接到位于海滨上的基础设施。然而，这种方案导致许多线缆通常被铺设很长距离。海上风电场使用位于海水表面之上的干燥空间中的开关、变压器和控制设备。对于该海上风电场，将基础设施设备设置在该表面的上方不会呈现任何附加的难题或问题，因为风力涡轮本身自然地位于水面的上方。

然而，水流涡轮位于水下并且通常位于太深的水中以至于不能制造表面破裂结构。另外，因为阵列的剩余部分将在水面的下方，所以不可能允许提供表面破裂基础设施单元。甚至在部署了浮标式波浪装置的地方，理想的是使表面阻断设备的数量达到最小。

这样诸如开关、变频器、隔离器、断路器、信号增强器、变压器以及测量和控制设备之类的水下基础设施设备的安装、维护和检修，特别是在深海环境下，是非常昂贵并且耗费时间的过程。基础设施设备通常需要终身的检查、维护和维修。因此，需要简化水下基础设施设备的构造和部署，从而降低建设成本并且使基础设施设备的检查、维修和维护能够以比较有成本效益的且有效率的方式进行。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于水力发电设施的基础设施装置，所述水力发电设施包括可操作以从水域中得到电力并且经由输出电缆将该电力输出的发电装置，所述基础设施装置包括底座和基础设施模块：所述底座用于放置在水域的水底上，所述底座具有被连接用于将电力从所述基础设施装置输送出来的电力输送连接、用于从发电装置接收电力的电力输入连接以及用于容纳基础设施模块的接合系统；所述基础设施模块以可释放的方式与所述底座的所述接合系统接合，并且包括用于将所述底座的所述电力输入连接与所述底座的所述电力输送连接进行连接的连接装置，其中，所述底座的所述电力输入连接包括用于与发电装置的输出电缆的对应的连接器部分相连的连接器部分。

在一个示例中，所述底座的所述电力输入连接对连接器形状进行限定，使得发电装置的输出电缆的连接器模块能够被降低到所述连接器形状上以用于将所述输出电缆连接到所述电力输入连接。

在一个示例中，所述连接部分是湿式耦合连接器。

一个示例进一步包括用于将所述基础设施模块保持在所述接合系统上的合适位置中的夹紧装置。

在一个示例中，所述基础设施模块和底座具有至少一个配合的湿式耦合连接器对。

在一个示例中，所述基础设施模块是漂浮的。在这样的示例中，所述基础设施模块可以适合于使用绞盘装置被部署在所述底座上。

在一个示例中，所述设施输出连接适合于使用拼接、干式耦合或湿式耦合连接器与设施输出电缆相连。

在一个示例中，所述底座是重力底座单元。在另一个示例中，所述底座被固定在所述水域的所述水底处。

在一个示例中，所述基础设施模块包括一个或多个开关、变频器、隔离器、电路断路器、信号增强器、变压器和/或测量和控制设备。

在一个示例中，所述底座进一步包括一个或多个开关、变频器、隔离器、电路断路器、信号增强器、变压器和/或测量和控制设备。

在一个示例中，所述发电装置的所述输出电缆包括用于将电力输出电缆从所述发电装置连接到跨接电缆处的海底脐带终端单元，所述跨接电缆被用于连接到所述底座的所述电力输入连接器处。