[发明专利]一种漂浮式风机发电系统

说明书

本发明公开了一种漂浮式风机发电系统，包括：风机发电装置、塔架、支撑基础和系泊装置；所述塔架的一端与所述风机发电装置进行连接，另一端与所述支撑基础进行连接；所述支撑基础为拱形结构，且所述支撑基础漂浮于水中，用于支撑所述塔架和所述风机发电装置，以使所述风机发电装置浮于水面上；所述系泊装置贯穿所述支撑基础并将所述支撑基础固定于海床上，以使所述支撑基础、所述塔架以及所述风机发电装置处于稳态。本发明不论是在浮态的稳定性，还是在材料成本的经济性以及安装施工的方便性方面都具有良好优势。

技术领域

本发明涉及海上发电技术领域，尤其涉及一种漂浮式风机发电系统。

背景技术

随着绿色能源的广泛应用和推广，海上发电技术越来越受重视，使得风场不仅从陆地发展到海上，且大有从近海走向深远海的趋势，我国海上风电规划则大都位于水深小于50m的区域内。

目前在沿海滩涂和浅水处，大多使用固定式风机基础，例如单桩、导管架、高桩承台等；在近海水深较深处多采用海上漂浮式风机基础，例如单立柱式、半潜式、张力腿式等。相较于欧洲友好的海域环境，我国海域水深中等，海上风资源不稳定还常伴有台风等，导致市场上常用的漂浮式风机基础若在我国海域使用均会存在一些问题，例如单立柱式对水深需求过大，与我国过渡水深(水深小于50m)不匹配；半潜式的连接杆尺寸大柔性高容易变形，且使用常规系泊不能有效控制漂浮式基础随波浪的运动；张力腿式的系泊设备生产和安装技术目前在国内尚不成熟。

另外，由于远海水深风浪等环境条件特殊，常规塔筒式风力发电机在频繁的横荡、纵荡和垂荡运动下，塔底弯矩剪力集中且结构疲劳强度要求高，因而塔筒结构尺寸通常都会加大增厚，带来材料成本的上升，致使海上发电的成本距离平价上网的度电成本还存在较大差距。因此急切需要开发既能适合我国海域条件，又能满足低成本和高性能要求的漂浮式风机发电系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种漂浮式风机发电系统，以适合不同海域条件，又满足低成本和高性能的要求。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种漂浮式风机发电系统，包括：风机发电装置、塔架、支撑基础和系泊装置；

所述塔架的一端与所述风机发电装置进行连接，另一端与所述支撑基础进行连接；

所述支撑基础为拱形结构，且所述支撑基础漂浮于水中，用于支撑所述塔架和所述风机发电装置，以使所述风机发电装置浮于水面上；

所述系泊装置贯穿所述支撑基础并将所述支撑基础固定于海床上，以使所述支撑基础、所述塔架以及所述风机发电装置处于稳态。

优选地，所述塔架为桁架式结构；所述塔架包含：多个立柱、若干个横杆和若干个斜腹杆；

每一所述立柱的一端与所述支撑基础进行固定连接，另一端与所述风机发电装置进行固定连接；所有所述立柱构成所述塔架的外框架，且所述外框架为棱台结构；

每一所述横杆设置于任意两个所述立柱之间，且位于同一水平面上的所有所述横杆形成一个封闭的多边形；

每一所述斜腹杆设置于任意两个所述立柱之间，且每一所述斜腹杆位于所述外框架的内部。

优选地，位于不同水平面上的所有所述横杆沿竖直方向间隔设置；且距离所述支撑基础最近的所述横杆采用阻尼支撑杆。

优选地，所述支撑基础包含：第一拱形支撑梁和第二拱形支撑梁；

所述第一拱形支撑梁与所述塔架的所述外框架进行固定连接；

所述第二拱形支撑梁与所述第一拱形支撑梁进行固定连接，且所述第二拱形支撑梁的内部设有用于容置所述系泊装置的容纳空间，以使所述系泊装置贯穿所述第二拱形支撑梁。