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基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统技术方案

技术编号:41199498 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-07 22:26
本发明专利技术提供一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,包括:锚链系统一端嵌入海底,另一端连接有半潜式漂浮平台;半潜式漂浮平台远离海面的一侧设置海上风力发电机组和海上工作平台;海上风力发电机组与海上工作平台连接,用于将风能转化为电能,将电能输送至海上工作平台;海上工作平台用于利用电能电解水制氢。海上风力发电机组将风能转化为电能,海上工作平台利用电能电解水制氢,产生的氢气和氧气用于提高鱼的存活率,实现过“海上风电+海洋牧场+风电制氢”的新经济模式,充分利用海洋资源,实现海洋经济的综合开发利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程,具体而言,尤其涉及一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统


技术介绍

1、清洁能源产业一直是国家发展的热点。而海上风电是清洁能源发展的重要方向。我国海上风能资源丰富,根据全国普查成果,我国5—25米水深、50米高度海上风电开发潜力约2×108kw;5—50米水深、70米高度海上风电开发潜力约5×108kw。

2、我国是海洋大国,海洋渔业是我国粮食安全保障体系中的重要组成部分。多年来我国海产品的年产量居于世界首位。但是,由于近海海洋生物栖息地破坏、环境污染以及过度捕捞等原因,导致海洋渔业资源衰退,影响了海洋渔业的可持续发展。建设现代化海洋牧场便尤为重要。

3、随着海上风电开发逐渐走向深远海,新建输电设施成本较高,将海上风电与海洋牧场、氢能和储能等多种能源综合开发利用融合发展,有助于提升海域利用效率,是综合利用海洋空间的创新思路。通过节约使用有限海洋空间,统筹海洋渔业资源开发,建设现代化海洋牧场,从而开创“水下产出绿色产品,水上产出清洁能源”的新局面,探索出一条可复制、可推广的海域资源集约生态化开发的“海上粮仓+蓝色能源”新模式。有鉴于此,本专利技术提供一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统。


技术实现思路

1、根据上述提出将海上风电与海洋牧场、氢能和储能等综合开发利用的技术问题,而提供一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统。本专利技术主要将海上风电制氢与渔业养殖有机结合,制氢产生的氢气和氧气能有效提高鱼的存活率,实现了节约用海,增强了海洋资源开发能力,推动了海洋经济向质转变,提高了海洋资源使用效率,在一定程度上降低了成本,具有较高的实用性。

2、本专利技术采用的技术手段如下:

3、本专利技术提供了一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,包括:

4、锚链系统一端嵌入海底,另一端连接有半潜式漂浮平台;

5、所述半潜式漂浮平台远离海面的一侧设置海上风力发电机组和海上工作平台;所述海上风力发电机组与所述海上工作平台连接,用于将风能转化为电能,将所述电能输送至所述海上工作平台;所述海上工作平台用于利用所述电能电解水制氢。

6、优选地,所述海上风力发电机组与电网连接。

7、优选地,所述海上风力发电机组包括:

8、轮毂,一端连接机舱,所述机舱包括齿轮传动系统和发电机;

9、叶片,与所述轮毂的侧壁连接,至少两个所述叶片沿所述轮毂的中心线阵列排布;

10、塔筒,一端与所述半潜式漂浮平台远离海面的一侧连接,另一端连接所述机舱。

11、优选地,所述叶片为柔性尾缘襟翼叶片。

12、优选地,所述半潜式漂浮平台包括浮体结构、框架和养殖网箱。

13、优选地,所述海上工作平台包括:

14、分布式电解水制氢方舱,与所述半潜式漂浮平台、所述海上风力发电机组连接,用于利用所述电能电解水制氢;

15、电化学储能方舱,与所述半潜式漂浮平台、所述海上风力发电机组连接,用于将所述电能转化为化学能存储;

16、控制方舱,与所述半潜式漂浮平台、所述海上风力发电机组、所述分布式电解水制氢方舱、所述电化学储能方舱,用于监控所述海上风力发电机组、所述分布式电解水制氢方舱和所述电化学储能方舱的运行状态;还用于水下监控和通过卫星或者无线网络实时与陆地控制中心通讯。

17、优选地,所述分布式电解水制氢方舱、所述电化学储能方舱和所述控制方舱连接所述半潜式漂浮平台的方式为焊接。

18、较现有技术相比,本专利技术具有以下优点:

19、1、本专利技术提供的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,当水流经过半潜式半潜式漂浮平台时,迎流面会随着水流产生上升流,底层营养盐伴随上升流上涌,与表层海水充分交换,导致营养盐如硝酸氮、氨氮、化学需氧量、磷酸盐、总磷等浓度明显增加。上述水流活动可促进海域内大量浮游动植物的生长,从而提高养殖网箱内的初级生产力,提高渔业养殖效率,带动渔民增收,促进关联产业发展,持续推动生态环境优化。

20、2、本专利技术提供的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,通过海上风力发电机组将风能转化为电能,海上工作平台利用电能电解水制氢,制取氢气可以通过管道或者船舶运输,将弃电变为有价值的氢气,有效缓解海上风电快速增长和电网建设慢之间的矛盾,提高风能利用率。

21、3、本专利技术提供的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,在海上工作平台利用电能电解水制氢过程中,产生的氢气可有效调节动物生长并提高抗逆性,实现了通过海上制氢调节水体环境,进而提高鱼的存活率。而电解制氢的副产物高纯度氧气可降低水生生物死亡率,提高海洋环境中食物转化率。实现过“海上风电+海洋牧场+风电制氢”的新经济模式,充分利用海洋资源,实现海洋经济的综合开发利用,助力海上风电、绿氢产业和深海养殖产业发展,减少风电场建设对渔业的影响,有助于减轻和渔业的矛盾,达到互利共赢的目的。

22、4、本专利技术提供的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,将海上风力发电机组产生的电能通过电力传输系统输送至电网,也可以用于实现电解水制氢,剩余电能将电能存储至电池组中,实现对电网的削峰填谷和安全保护,扩大电网对风能等可再生能源的吸纳容量,对于未能及时消化的电能可转化为化学能存储,做到为系统运行提供稳定的用电支持,最终实现能量百分百的利用。

23、5、本专利技术提供的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,搭载了最先进的5g通信设备可以实现远程监控和指导,使鱼类在野生环境下生长,达到效益最大化。同时平台采用pem电解水制氢技术,具有良好海上风电匹配性的同时还具有运行灵活和输出氢气压力高等多种优点。

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【技术保护点】

1.一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述海上风力发电机组与电网连接。

3.根据权利要求1所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述海上风力发电机组包括:

4.根据权利要求3所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述叶片为柔性尾缘襟翼叶片。

5.根据权利要求1所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述半潜式漂浮平台包括浮体结构、框架和养殖网箱。

6.根据权利要求1所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述海上工作平台包括:

7.根据权利要求6所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述分布式电解水制氢方舱、所述电化学储能方舱和所述控制方舱连接所述半潜式漂浮平台的方式为焊接。

【技术特征摘要】

1.一种基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述海上风力发电机组与电网连接。

3.根据权利要求1所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述海上风力发电机组包括:

4.根据权利要求3所述的基于漂浮式风力发电机组的海洋综合资源开发利用系统,其特征在于,所述叶片为柔性尾缘襟翼叶片。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:王帅帅杨志勋殷旭范志瑞曹冬辉闫懋延乐奇解伟轩姜柏陆俣丞
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学
类型:发明
国别省市:

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