[发明专利]风力机与多浮子波浪能发电装置集成式半潜式平台结构

说明书

本发明属于海洋能利用领域，提出一种风力机与多浮子波浪能发电装置集成式半潜式平台结构。该平台结构包括风力机、塔架结构、半潜式平台、锚链、浮子波浪能发电装置及配套电力传输系统。浮子波浪能发电装置分别对称设在半潜式平台外侧辅助立柱的水面处，浮子结构利用滑轮‑滑道装置在平台辅助立柱结构外侧面上进行垂向相对运动，驱动双向液压发电系统实现波浪能发电。本发明通过共享半潜式平台结构和电力传输系统，减少了单独使用海上风力机和波浪能发电装置的建造成本；浮子波浪能发电装置，不仅可以提供波浪能发电量，而且可以有效降低半潜式平台的横摇和纵摇运动响应；该平台结构可广泛应用于深水风能‑波浪能资源的开发。

技术领域

本发明涉及海洋能利用领域，具体涉及风力机与多浮子波浪能发电装置集成式半潜式平台结构。

背景技术

海上风能和波浪能都是清洁可再生的海洋能源，它们在本质上都可以归结到太阳能。由于海风与海浪具有天然的相关性，因此风能丰富水域的波浪能资源也很丰富。我国东部沿海的海上可开发风能资源非常丰富，不仅资源潜力巨大，而且开发利用市场条件良好，更靠近中国的经济中心。随着海上风电场逐步向深水海域拓展，其支撑平台结构也逐渐由固定式基础向漂浮式结构系统发展。目前世界范围内已建立了多个漂浮式海上风电示范项目，我国也将主要研究重点聚焦在半潜式海上风力机结构系统。然而，相比于海上风电的快速产业化发展，波浪能发电装置由于其能量转化率较低，单位发电成本较高，一定程度限制了其大规模商业化应用。

现有技术中，深水漂浮式海上风力机的主要结构形式有：Spar式、张力腿式和半潜式等平台系统，其中我国对半潜式平台结构系统的研究及建造经验最为丰富。波浪能发电装置的种类繁多，不拘一格，有浮子式、波力发电船式、环礁式、整流器式、海蚌式、软袋式、振荡水柱式、波流式、摆式、收缩水道式等十余种，其中以浮子式结构系统最为简洁，效率较高。

现有技术的不足是：随着海上风力机单机容量逐渐从5MW向10MW甚至20MW发展，这对浮式海上风力机支撑平台结构系统的优化设计也提出了较大的挑战；波浪能发电装置能量转化率较低，单位发电成本较高，需探索与相关海洋结构集成应用，从而实现成本优化。目前缺少将半潜式风力机与多浮子波浪能发电装置集成为一体的海洋能源综合开发结构系统。

发明内容

本发明目的在于提出一种风力机与多浮子波浪能发电装置集成式半潜式平台结构，使它们共享支撑平台结构和电力传输配套系统，提高海洋可再生资源综合利用效率并降低发电成本。

本发明的技术方案：一种风力机与多浮子波浪能发电装置集成式半潜式平台结构，包括锚链8、平台中心支撑立柱4、平台外侧辅助立柱5、平台上部连接结6、平台下浮体连接结构7和浮子波浪能发电装置；每个平台外侧辅助立柱5两端均与平台中心支撑立柱4通过平台上部连接结构6和平台下浮体连接结构7连接；风力机1通过塔架结构2固定于平台中心支撑立柱4；利用风力机1获取风能，利用设在水面处的多个浮子波浪能发电装置获取波浪能，并降低半潜式平台的横摇和纵摇运动响应。

锚链8一端连接于平台外侧辅助立柱5，另一端锚定于海底；

浮子波浪能发电装置包括波浪能浮子结构3和滑轮-滑道耦合装置；波浪能浮子结构3通过滑轮-滑道耦合装置套接于平台外侧辅助立柱5外；

滑轮-滑道耦合装置包括滑轮9、滑道10、弹簧阻尼器11、活塞结构12、连接套筒13和连接杆14；滑道10竖直固定于平台外侧辅助立柱5外侧面，滑轮9通过弹簧阻尼器11安装于波浪能浮子结构3上，控制滑轮9在滑道10内滑动；弹簧阻尼器11用于缓冲滑轮9压向滑道10的力；连接杆14一端固定于平台外侧辅助立柱5，另一端固定于连接套筒13；连接套筒13与活塞结构12固定连接；