[发明专利]一种用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体

说明书

本发明提供一种用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体。它包括：浮体主体和工作塔；浮体主体下端设配重组件；浮体主体内设中心舱、配重舱、浮力舱、传感器井；工作塔与中心舱连通；工作塔的顶部支撑平台上安装有测风激光雷达和第一光伏板组件；浮体主体顶面平台上安装有第二光伏板组件；第一光伏板组件和第二光伏板组件的光伏板布置采用水平布置和垂直布置相结合；第二光伏板组件中光伏板总面积不小于20平；第一光伏板组件中光伏板总面积不小于6平。本发明优化了浮体结构及供能设施的协调设计及光伏板的布置设计，最大化满足受光面积，同时又最小化风阻力，大大提高了浮体的海上生存能力和安全性，能在海上安全生存2年以上。

技术领域

本发明属于漂浮式海上测风技术领域，特别涉及一种用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体。

背景技术

在风电场开发工程中，装载有测风激光雷达的漂浮式海上测风装置，相比传统的在海上修建固定式测风平台，具有成本低、工程建造周期短、工程建造难度小、可重复利用等优势。

然而，装载有测风激光雷达的漂浮式海上测风装置(简称激光雷达测风浮体)在进行海上测风的过程中，浮体的平动和转动均会不同程度地影响风矢量测量，产生误差，降低测量精度。浮体的横荡、纵荡和升沉运动，会为所测风矢量额外增加一个运动矢量，进而影响测量的风速大小；艏摇运动，会影响测风激光雷达自身的物理定向，会很明显影响所测风向；横摇和纵摇运动，会改变测量光束矢量和被测风矢量之间的夹角，将带来风向测量误差。故而，对于海上测风要求，用于承载激光雷达的浮体的稳定性是至关重要的。

目前的漂浮式海上测风装置，一般仅有测量风矢量这一项指标，而难以兼具同时还进行测流、测潮和其他海洋水文观测。出现这种现状的原因在于：仅测风激光雷达设备这一项就需要较大的供电量，而且为保证海上测风的供电需求，一般要满足在无法连续得电的情况下，系统还能够提供两周至三周的用电量，以避免测风设备因缺电停摆。如果多种测量设备同时运行，可想而知其用电需求是更大的，而目前的单浮体装置尚难以满足这样的用电需求。另外，所有浮体上的供能装置、设备、构造，都不能影响浮体的海上生存能力，不能影响其自身安全，也不能盲目增加受风、受浪面积。

CN2020213260544提供了一种用于海上测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，但是，现有的这种用于海上测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，在实际应用过程中发现存在一些缺陷：由于浮体结构及供能设施的协调设计以及光伏板的布置设计欠佳，造成自供能源保障时间有限(半年左右)，导致浮体在海上的生存能力和安全性不够强，一般只能在海上生存半年左右，不能完成2年的海上测风及海洋水文观测任务，不符合海上测风规范要求；工作塔设置由塔筒内转到塔筒外的爬梯，有安全隐患；此外，常发现在测风激光雷达上有海鸟栖息和做窝留下的痕迹，干扰了测风数据的连续性。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能大幅提高浮体的海上生存能力和安全性的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体。