[发明专利]一种组合式漂浮风力发电平台

说明书

技术领域

本发明属于风力发电领域，具体涉及一种组合式漂浮风力发电平台。

背景技术

由于化石能源的逐渐消耗，能源和环境污染问题日益突出。风能由于其清洁可再生、利用方便成为目前最有开发利用前景的一种可再生能源。海上风能由于其资源丰富，视觉污染和噪音污染较陆地风能小，近年来发展迅速。世界风能协会统计，至2009年底，全球海上风力发电机装机容量已达到1956MW，占陆海总装机容量的1.2％，2009年新增454MW，增长量30％。按水深划分，海上风能的利用可分为浅水区域、过渡水域和深水区域对于不同的水深，风机基础的形式也不同。现在的固定式风力发电机技术被限制在水深30m的区域，虽然这一深度有可能增加，但是对于深水区域(大于60m)，固定式风力发电机已经无法满足经济性要求，需要一种新的海上风力发电机，漂浮式风力发电机可能是这一区域最适合的选择。

漂浮式海上风力发电机能较大程度的利用海上风能资源，因此成为深海风能利用的主要方向，相对于固定式风力发电机，漂浮式风力发电机多了浮式基础和抛锚系统，其外界载荷条件比固定式风力发电机组更加复杂，其原因是除了受到固定的风浪载荷以外，更主要的是漂浮式风力发电机本身由于基础漂浮不固定，其漂浮特性对发电机发电性能有较大影响，因此，提出一种更加稳定的深海漂浮平台的需求更加迫切。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种组合式漂浮风力发电平台，减轻受风浪影响振动的影响，并且整体结构设计简单实用，适合于深水和浅水环境，尤其适合大规模布置在海上，开展海上风力发电。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种组合式漂浮风力发电平台，其特征在于：它包括一个浮台，风力发电机通过塔架安装在所述浮台的对称中心上，浮台由张力拉索连接在锚上，所述浮台的对称中心下方连接有压舱物，压舱物使得浮台的漂浮深度为浮台高度的二分之一到四分之三。

按上述方案，所述的浮台与压舱物之间采用刚性连接。

按上述方案，所述的浮台的材料为钢材或混凝土。

按上述方案，所述的压舱物为钢材、混凝土、碎石或海水中的一种，或这几种材料之间的任意组合。

本发明的有益效果为：与现有技术的其他形式的漂浮式平台相比，本发明受波浪影响小，能够适用于深水和浅水环境，且结构简单、经济性好，通过了理论仿真验证，具有较大的使用性，能够在深海大规模应用。

附图说明

图1为浮台的动力学模型图。

图2是本发明一实施例的结构示意图。

图3是本发明实施例三种漂浮平台塔基载荷F_X对比曲线图。

图4是本发明实施例三种漂浮平台塔基载荷F_Y对比曲线图。

图5是本发明实施例三种漂浮平台塔基载荷F_Z对比曲线图。

图6是本发明实施例三种漂浮平台塔基弯矩M_X对比曲线图。

图7是本发明实施例三种漂浮平台塔基弯矩M_Y对比曲线图。

图8是本发明实施例三种漂浮平台塔基弯矩M_Z对比曲线图。

图中：1-风力发电机，2-浮台，3-压舱物，4-张力拉索。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供一种组合式漂浮风力发电平台，如图2所示，它包括一个浮台2，风力发电机1通过塔架安装在所述浮台2的对称中心上，浮台2由张力拉索4连接在锚上，所述浮台2的对称中心下方连接有压舱物3，压舱物3使得浮台2的漂浮深度为浮台高度的二分之一到四分之三，优选四分之三。

所述的浮台与压舱物之间采用刚性连接。

浮台的材料为钢材或混凝土。

压舱物为钢材、混凝土、碎石或海水中的一种，或这几种材料之间的任意组合。

本实施例的主要参数如表1所示。

表1NREL 5MW海上风力机主要参数

为了说明本发明具有更优秀的抗风浪能力，这里给出具体数学模型来验证该设计的合理性。

漂浮平台的运动学及动力学模型