海上风电和制氢浮式基础结构制造技术

一种海上风电和制氢浮式基础结构，浮式风电系统与制氢系统有机结合，制氢系统将浮式风电系统产生的电能转化为氢能进行输送，风机位于塔架上部，并通过塔架安装于浮式基础，环形阻尼池连接于浮式基础，浮式基础通过系锚结构连接于海床；制氢系统中的制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统通过平衡装置位于浮式基础的内部，光伏发电机构位于浮式基础的上部。具有海上风电实时转化为氢能进行输送，节约了输电海缆费用，促进海上风电平价，恶劣海况下制氢系统仍保持垂直，制氢系统在风机停机工况下的正常运行。氢系统在风机停机工况下的正常运行。氢系统在风机停机工况下的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
海上风电和制氢浮式基础结构


[0001]本技术属于海上风电
，涉及一种海上风电和制氢浮式基础结构。

技术介绍

[0002]随着全球对清洁可再生能源需求的日益增长，开发利用风能、太阳能等清洁能源已经成为能源转型的重要支撑。近年来，由于技术的快速进步，海上风电得到了规模化开发，已开发的海上风电主要位于近海。据最新的统计数据，适用于固定式基础的海上风电占技术可开发量的比例约为30%，浮式风电的占比超过70%。在深远海漂浮式风电的开发过程中，电能输送成本将越来越高，将电能转化为氢能进行输送成为一种具有可行性的方案。目前，国内外研究机构提出多种方式将海上风电转为氢能，第一种方式是将海上风电场的电能通过电缆统一输送至岸上制氢设施进行制氢；第二种方式是将海上风电场的电能先通过电缆统一输送上海上制氢设施进行制氢，再通过输氢管道将氢气输送至陆上；第三种方案式直接在漂浮式基础上制氢，再通过输氢管道将氢气输送至陆上。相对于前两种方式，第三种方案的经济效益相对较好。但如何将漂浮式基础与制氢进行有机结合仍是有待解决的关键技术问题。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是提供一种海上风电和制氢浮式基础结构，将制氢系统集成于浮式基础结构中，两者进行整体性结构设计，既能降低制氢系统的建造、运维成本，又可以为制氢系统提供良好的运行环境，减轻海水、海雾对制氢设备的侵蚀和损害。
[0004]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种海上风电和制氢浮式基础结构，包括浮式风电系统和制氢系统，浮式风电系统与制氢系统有机结合，制氢系统将浮式风电系统产生的电能转化为氢能进行输送；其中，浮式风电系统包括风机、塔架、浮式基础、环形阻尼池、系锚结构，所述风机位于塔架上部，并通过塔架安装于浮式基础，所述环形阻尼池连接于浮式基础，所述浮式基础通过系锚结构连接于海床；其中，制氢系统包括制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、光伏发电机构、控制系统，所述制氢机构与储氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统相互连接，所述储能机构与光伏发电机构、控制系统相互连接；所述制氢系统中的制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统位于浮式基础的内部，所述光伏发电机构位于浮式基础的上部。
[0005]所述风机通过塔架安装于浮式基础上，以保证风机完全稳定运行，所述浮式基础通过系锚结构连接于海床，以限制风、浪、流荷载作用下浮式基础的运动，所述环形阻尼池通过海水与环形板壁的漩涡脱落，增加浮式基础的运动阻尼，所述制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统位于浮式基础的内部，以减轻、避免海水飞溅、海雾对制氢系统的侵蚀作用，所述光伏发电机构位于浮式基础的上部，以提供备用电源，保证风机停止运行工况下制氢系统的正常运行。所述的海水风电和制氢新型浮式基础结构在结构设计过程中，对浮式风电系统和制氢系统进行整体性结构设计，在浮式基础建造过程
中完成制氢系统的集成，减少海上作业工序和时间。
[0006]根据本技术的实施例，所述环形阻尼池由多圈同形心的环形板构成，所述环形阻尼池分为内环和外环，内环和外环相互连接，所述环形阻尼池的形状为圆环形、矩形、三角形、不规则形状中的一种，所述浮式基础内部划分多个舱室，所述环形阻尼池结构提高浮式基础的垂向和水平运动阻尼。
[0007]根据本技术的实施例，所述制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统分布于浮式基础的不同舱室中，所述光伏发电机构位于浮式基础的多环阻尼池上部，以避免海水飞溅对机构的侵蚀作用。
[0008]根据本技术的实施例，所述制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统通过自平衡装置安装在浮式基础的不同舱室中，所述自平衡装置是液体和弹簧结构的组合机构，所述自平衡装置在浮式基础晃动过程中，限制制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统的运动幅度。
[0009]根据本技术的实施例，所述风机产生的电能通过电缆传送至制氢机构、储能机构和海水淡化机构，所述制氢机构通过输氢机构将氢气输送至风电场海底氢气管道。
[0010]本技术具有的优点和积极效果：
[0011]1、本技术整合了制氢系统和浮式风电系统，实现海上风电实时转化为氢能进行输送，节约了输电海缆费用，促进海上风电平价。
[0012]2、本技术将制氢系统的核心机构集成于浮式风电系统的浮式基础中，减轻海水、海雾恶劣海洋环境对制氢系统的侵蚀和损害，且制氢系统的核心机构通过自平衡装置放置在浮式基础的不同舱室中，浮式基础发生倾斜时，制氢系统的核心机构仍保持垂直，保证制氢系统的安全高效运行。
[0013]3、本技术所述光伏发电机构位于浮式基础的环形阻尼池上部，利用太阳能为储能机构持续提供电能，调整电解水的输入功率在可接受范围内，减小电解槽的寿命折损，同时保障制氢系统在风机停机工况下的正常运行。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：
[0015]图1为本技术的海上风电和制氢新型浮式基础结构示意图。
[0016]图2为本技术的海上风电和制氢新型浮式基础结构另一种示意图。
[0017]图3为本技术的海上风电和制氢新型浮式基础结构中制氢系统布置示意图。
[0018]图4为本技术的环形阻尼池结构示意图。
[0019]图5为本技术的制氢系统与浮式基础连接方式示意图。
[0020]图6为图5的另一种连接示意图。
[0021]图中：浮式风电系统1、风机11、塔架12、浮式基础13、环形阻尼池14、系锚结构15、制氢系统2、制氢机构21、储氢机构22、输氢机构23、储能机构24、海水淡化机构25、光伏发电机构26、控制系统27。
具体实施方式
[0022]如图1
‑
图6所示，一种海上风电和制氢浮式基础结构，它包括浮式风电系统1和制
氢系统2；浮式风电系统1包括风机11、塔架12、浮式基础13、环形阻尼池14、系锚结构15；制氢系统2包括制氢机构21、储氢机构22、输氢机构23、储能机构24、海水淡化机构25、光伏发电机构26、控制系统27。
[0023]所述风机11位于塔架12上部，并通过塔架12安装于浮式基础13，所述环形阻尼池14连接于浮式基础13，并与浮式基础13同形心，所述浮式基础13通过系锚结构15连接于海床；所述制氢机构21与储氢机构22、储能机构24、海水淡化机构25、控制系统17相互连接，所述储能机构24与光伏发电机构26、控制系统27相互连接；所述制氢系统2中的制氢机构21、储氢机构22、输氢机构23、储能机构24、海水淡化机构25、控制系统27位于浮式基础13的内部，所述光伏发电机构27位于浮式基础13的上部。
[0024]使用时，所述风机11通过塔架12安装于浮式基础13上，以保证风机安全稳定运行，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上风电和制氢浮式基础结构，其特征是：它包括浮式风电系统（1）和制氢系统（2），所述浮式风电系统（1）与制氢系统（2）连接；所述制氢系统（2）中的制氢机构（21）、储氢机构（22）、输氢机构（23）、储能机构（24）、海水淡化机构（25）、控制系统（27）位于浮式基础（13）内部。2.根据权利要求1所述的海上风电和制氢浮式基础结构，其特征是：所述浮式风电系统（1）包括风机（11）、塔架（12）、浮式基础（13）、环形阻尼池（14）和系锚结构（15）；风机（11）位于塔架（12）上部，并通过塔架（12）连接于浮式基础（13），环形阻尼池（14）连接于浮式基础（13），浮式基础（13）与系锚结构（15）连接。3.根据权利要求1所述的海上风电和制氢浮式基础结构，其特征是：所述浮式基础（13）内部划分多个舱室。4.根据权利要求2所述的海上风电和制氢浮式基础结构，其特征是：所述环形阻尼池（14）由内环和外环构成，环形阻尼池（14）的形状为圆形、矩形或三角形结构。5.根据权利要求1所述的海上风电和制氢浮式基础结构，其特征是：所述制氢系统（2）包括制氢机构（21）、储氢机构（22）、输氢机构（23）、储能机构（24）、海水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫，王倩，张泽超，于光明，林琳，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：新型
国别省市：