移动式海上风力发电站制造技术

本发明专利技术公开了一种移动式海上风力发电站，所述发电站包括船舶和多台垂直轴风力发电机组，这些垂直轴风力发电机组的塔架固定在船舶上，用作利用风能发电；所述船舶具有航行动力机构和多个停泊锚，通过航行动力机构能够使船舶航行至指定海域，通过停泊锚能够使船舶在指定海域停泊。本发明专利技术能够根据需要灵活、方便的到达指定海域，不受海水深度的限制，对海上的丰富风能够进行有效、合理的利用，同时有利于灵活、避让复杂的海况，最大限度的保障风力发电设备安全，降低发电成本，可靠性高，实用性强，而且其装机难度小，重心平衡易于保持，使用寿命长，安全性和可靠性高，有利于降低发电成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上风力发电设施，具体是一种移动式海上风力发电站。
技术介绍
风能的形成特性决定了海上风能资源远远丰富于陆地风能资源，尤其是深海的风能资源更为丰富，利用其发电的发展前景巨大。然而，现有的绝大部分风力发电机组是以刚性固定的方式安装在地面上的，这一安装方式限制了风力发电技术在深海的应用(主要是因为刚性固定的基础施工难度大，施工成本高昂)，为此，行业内技术人员研发了各种能够适应于深海的浮式风力发电机组，例如中国专利文献公开的“海上风力发电装置”(公开号:CN 201416515，公开日:2010年3月3日)、“锚泊半潜连体底座海上风力发电机组”(公开号:CN 102506012，公开日:2012年6月20日)、“海上风力发电机组柔性浮式基础”(公开号:CN 102235011，公开日:2011年11月9日)等，这些技术虽能使风力发电机组在深海实现装机发电，但其采用的是漂浮技术，浮体基础自身不具有航行动力机构，无法到达指定海域，需要依靠拖船拖行，当拖行到指定海域时进行锚泊固定。我们知道，海况是非常复杂的，夏季的台风、冬季的浮冰等海况会对漂浮在海上的风力发电机组造成致命威胁，因而漂浮在海上且不具有自身航行能力的海上风力发电机组不能及时、有效的避让恶劣的海况，容易使风力发电机组在恶劣的海况条件下发生严重损坏，导致发电成本大幅增高，可靠、实用性差；况且，为了追求海上风力发电机组大型化，装配在深海浮体基础上的风力发电机组通常都是采用水平轴风力发电机组，水平轴风力发电机组由于重心偏离原因，在浮体基础上很难实现重心平衡，装机难度非常大，装机成功的风力发电机组在作业过程中不断的受到风能的推力，产生较大的翻转力矩，从而使浮体基础的结构强度被破坏，引发严重的风力发电机组整体侧翻事故，造成重大损失，进一步导致发电成本被大幅提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单、航行方便、安全性高、可靠实用、能够有效降低发电成本的移动式海上风力发电站。本专利技术采用的技术方案是:一种移动式海上风力发电站，所述发电站包括船舶和多台垂直轴风力发电机组，这些垂直轴风力发电机组的塔架固定在船舶上，用作利用风能发电；所述船舶具有航行动力机构和多个停泊锚，通过航行动力机构能够使船舶航行至指定海域，通过停泊锚能够使船舶在指定海域停泊。所述船舶上设有变电站，并在变电站的输出端连接有输电电缆，垂直轴风力发电机组转化成的电能经变电站变压处理后通过输电电缆输出至负荷中心。所述船舶上固定的垂直轴风力发电机组为十台，这十台垂直轴风力发电机组分成三组，中间组的四台垂直轴风力发电机组由前到后布置在船舶的中轴线上，两侧组分别为三台垂直轴风力发电机组，两侧组的垂直轴风力发电机组以船舶的中轴线相对称布置。进一步的，所述两侧组的每台垂直轴风力发电机组对应在中间组的相邻两台垂直轴风力发电机组中间。所述垂直轴风力发电机组的塔架上连接有多根斜撑，每根斜撑的另一端连接在船舶上。所述船舶上设有操作维护室和设备储藏室。本专利技术的有益效果是: 1.选用具有航行动力的船舶作为风力发电机组的装机基础，能够根据需要灵活、方便的到达指定海域，不受海水深度的限制，对海上的丰富风能够进行有效、合理的利用，同时具有航行动力的基础有利于灵活、避让复杂的海况(当遇到台风、浮冰等海况时，能够灵活、方便、及时的返航或归港)，最大限度的保障风力发电设备安全，降低发电成本，可靠性高，实用性强； 2.风力发电设备采用垂直轴风力发电机组，该机组的重心高度低，重心集中，不会存在重心偏离的现象，从而实现并确保风力发电机组在船舶上的重心平衡，装机难度小，装机成功的风力发电机组在作业过程中受到风能的持续推力，也不会产生较大的翻转力矩，能够有效保障作为装机基础的船舶结构强度，避免发生侧翻事故，使用寿命长，进一步降低了发电成本； 3.通过对船舶上装机的风力发电机组数量及安装位置的选择，能够进一步使漂浮在海上的风力发电整体保持重心平衡，从而在复杂的海况上杜绝发生侧翻事故，进一步提高风力发电整体的安全性和可靠性； 4.船舶上的操作维护室和设备储藏室能够方便包括维护人员在内的航行人员日常生活起居，维护人员的随行能够使风力发电机组得到及时、方便、可靠的维护。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术的一种结构示意图。图2是图1中的垂直轴风力发电机组一种结构示意图。图中代号含义:1 一船舶；2—垂直轴风力发电机组；201—叶片；202—上轮毂组件；203—下轮毂组件；204—制动器；205—内置控制器；206—斜撑；207—塔架；208—发电机；209—主轴；3—停泊锚。具体实施例方式参见图1和图2:本专利技术包括船舶I和十台垂直轴风力发电机组2。船舶I具有航行动力机构(采用电能驱动)和三个停泊锚3，通过航行动力机构能够使船舶I航行至指定海域，通过停泊锚3能够使船舶I在指定海域停泊；船舶I上设有变电站、操作维护室和设备储藏室，变电站的输出端连接有输电电缆，该输电电缆与负荷中心连接；操作维护室供航行人员日常生活起居；设备储藏室供维护零件、工具等设备存放。十台垂直轴风力发电机组2分成三组，它们通过各自的塔架207固定在船舶I上，具体固定布置方式是:中间组的四台垂直轴风力发电机组由前到后布置在船舶I的中轴线上，两侧组分别为三台垂直轴风力发电机组，两侧组的垂直轴风力发电机组以船舶I的中轴线相对称布置，且两侧组的每台垂直轴风力发电机组对应在中间组的相邻两台垂直轴风力发电机组中间，以此达到稳定、可靠的平衡性。前述十台垂直轴风力发电机组2用作利用风能发电，它们转化成的电能经船舶I上的变电站变压处理后通过输电电缆输出至负荷中心(包括电网、岛屿用户或海上平台动力机构等)。上述垂直轴风力发电机组2的具体结构是:包括塔架207、内置控制器205、发电机208、制动器204、主轴209、轮毂组件等；其中，塔架207刚性固定在船舶I上，并辅以多根斜撑206牵拉(斜撑206的一端固定在塔架207上，另一端固定在船舶I上，斜撑206可以采用刚性撑杆、也可以采用柔性拉索)；内置控制器205与制动器204、发电机208、轮毂组件、控制中心等连接；发电机208安装在塔架207的顶部，发电机208的输入轴与主轴209连接；制动器204安装在发电机208的输入轴上；轮毂组件主要由上轮毂组件202、下轮毂组件203和叶片201等构成，上轮毂组件202和下轮毂组件203分别套装配在主轴209的上方和下方，叶片201纵向安装在上轮毂组件202和下轮毂组件203上，轮毂组件利用对风能的阻力进行旋转，通 过主轴209带动发电机208进行发电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式海上风力发电站，其特征在于：所述发电站包括船舶（1）和多台垂直轴风力发电机组（2），这些垂直轴风力发电机组（2）的塔架（207）固定在船舶（1）上，用作利用风能发电；所述船舶（1）具有航行动力机构和多个停泊锚（3），通过航行动力机构能够使船舶（1）航行至指定海域，通过停泊锚（3）能够使船舶（1）在指定海域停泊。

【技术特征摘要】
1.一种移动式海上风力发电站，其特征在于:所述发电站包括船舶(1)和多台垂直轴风力发电机组(2)，这些垂直轴风力发电机组(2)的塔架(207)固定在船舶(1)上，用作利用风能发电；所述船舶(1)具有航行动力机构和多个停泊锚(3)，通过航行动力机构能够使船舶(1)航行至指定海域，通过停泊锚(3)能够使船舶(I)在指定海域停泊。2.根据权利要求1所述移动式海上风力发电站，其特征在于:所述船舶(I)上设有变电站，并在变电站的输出端连接有输电电缆，垂直轴风力发电机组(2)转化成的电能经变电站变压处理后通过输电电缆输出至负荷中心。3.根据权利要求1所述移动式海上风力发电站，其特征在于:所述船舶(1)上固定的垂直轴风力发电机组(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兵，莫尔兵，邓良，宋聚众，沈雨虹，阳小林，廖晖，刘桦，刘麒祥，钱华，杨静，张俊，于双江，龚学进，高中华，罗静，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：