CN102734076A - 水上风力发电系统 - Google Patents

水上风力发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102734076A
CN102734076A CN2012102261577A CN201210226157A CN102734076A CN 102734076 A CN102734076 A CN 102734076A CN 2012102261577 A CN2012102261577 A CN 2012102261577A CN 201210226157 A CN201210226157 A CN 201210226157A CN 102734076 A CN102734076 A CN 102734076A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
controller
wind
floating body
epicyclic gearbox
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102261577A
Other languages
English (en)
Inventor
袁宗凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2012102261577A priority Critical patent/CN102734076A/zh
Publication of CN102734076A publication Critical patent/CN102734076A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

一种风力发电技术领域的水上风力发电系统，包括：非金属结构或钢结构的飘浮体以及依次设置于其上的定桨距型风机、带有轴承和飞轮的行星齿轮箱、蓄能装置、储能装置和控制器，其中：定桨距型风机依次与行星齿轮箱、飞轮以及同步电机相连，蓄能装置的输出端分别与储能装置相连，控制器分别与蓄能装置和储能装置相连接并传输控制指令和状态信息。本发明安全可靠，使用寿命长，低成本，不需桩基，安装及维修方便，不用维修船，安装在近海组装，维修时可24小时进行，也可移动到沿海维修。全年发电时间一般大于4000小时。

Description

水上风力发电系统
技术领域
本发明涉及的是一种风力发电技术领域的装置，具体是一种水上风力发电系统。
背景技术
海上风电塔筒的结构通常包括桩基，塔筒和发电机组。桩基用来支撑塔筒及发电机组，可为水泥桩基础或钢管桩基础，钢管桩又可分为单钢管桩或多钢管桩基础；有时还需做地基处理。无论哪种基础重量非常大，单钢管桩直径为4至5米，长40至50米，重达300至450吨，水泥桩达千吨以上。随风力发电机功率的增加，其重量和基础重量越来越大。因此风力发电机及桩机的海上运输和安装是海上风电场建设工作的核心，也是最大困难所在。
一般占总投资的15％至25％，打桩难度大且受地质条件限制、不可移动；即便如此也仅适用水深小于30米处。安装需在目标场进行，海面作业难度大，其成本一般占总投资的30％左右，因电缆随输送距离递增，成本一般占总投资的15％至30％。风机发生故障时需专业吊装及维修船，成本高。
大规模蓄电储能技术主要为化学电池和物理蓄能，物理蓄能分为抽水蓄能和压缩空气二种，抽水蓄能技术有其局限性：需要合适的场地与水源，适合建水库；一次投入的建设成本太高，建设周期较长；响应速度慢。
压缩空气储能运行成本低，规模大。德国1979年建成岩洞容量30万立方米，气压68-48atm的压缩空气储能电站，输出功率29万kW。美国和日本分别于1991年和2001年建成压缩空气储能电站。局限性是需要特殊的场地，一次投入的建设成本太高，并且必须和不装前置空气压缩段的燃气轮机配合使用。该技术还不够成熟。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN1925258A，公开日2007-03-07，记载了一种“用海浪与风能在近海领域用多体船发电法”，该技术用海洋中的海浪上升和下降，产生的动能和势能推动发电机组群体发电，其结构包括由船体一、船体二和船体三所组成的双体或多体船，但该现有技术结构复杂，用昂贵的稀土材料，众多零件需解决耐海水腐蚀且维护成本较高，难以推广应用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种水上风力发电系统，本发明安全可靠，使用寿命长，低成本，不需桩基，安装及维修方便，不用维修船，安装在近海组装，维修时可24小时进行，也可移动到沿海维修。全年发电时间一般大于4000小时。出力受风速影响小的风机，其总价低，1.5MW风机齿轮箱重6吨以下，全部用滑动轴承或滚动轴承，双排双圆弧齿形或渐开线齿形或摆线齿形的行星齿轮箱高速轴装飞轮；且无独立设置的偏航机构和转桨机构。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：非金属结构或钢结构的飘浮体以及依次设置于其上的定桨距型风机、带有轴承和飞轮的行星齿轮箱、蓄能装置、储能装置和控制器，其中：定桨距型风机依次与行星齿轮箱、飞轮以及同步电机相连，蓄能装置的输出端分别与储能装置相连，控制器分别与蓄能装置和储能装置相连接并传输控制指令和状态信息。
所述的行星齿轮箱中的太阳轮、行星轮和内齿轮为双排双圆弧齿形、渐开线齿形或摆线齿形；所述的轴承设置于行星齿轮箱的高速轴输入端且采用带有滑动轴承或滚动轴承；所述的飞轮设置于行星齿轮箱的高速轴输出端。
所述的储能装置包括：与控制器相连的设置于漂浮体内部的多路充电器和蓄电池以及设置于漂浮体外部的储水罐和储气罐，其中：多路充电器的直流充电端分别与若干组蓄电池的正负极相连，储水罐、储气罐与蓄能装置之间设有与控制器相连的三通阀，该三通阀接收来自控制器的切换控制指令以实现蓄能装置至储水罐或储气罐中任一相连通。
所述的蓄能装置包括：分别与行星齿轮箱的高速轴输出端相连的同步电机和压缩机，其中：定桨距型风机带动行星齿轮箱并进一步驱动同步电机产生直流电输出或驱动压缩机将高压空气或高压水流输入对应的储气罐或储水罐中，用于陆上流体高压发电。
利用本发明电费仅设备成本，风机比传统风机低，估计小于目前一半。电解可用淡化海水中例。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为行星齿轮箱结构简图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，本实施例包括：非金属结构或钢结构的飘浮体以及依次设置于其上的定桨距型风机2、带有轴承3和飞轮4的行星齿轮箱5、蓄能装置6、储能装置7和控制器8，其中：定桨距型风机2依次与行星齿轮箱5、飞轮4以及同步电机相连，蓄能装置6的输出端分别与储能装置7相连，控制器8分别与蓄能装置6和储能装置7相连接并传输控制指令和状态信息。
所述的飘浮体上设有分别控制器8相连的GPS导航装置12和风向仪13，其中：风向仪13输出风向信号至控制器8，GPS导航仪输出漂浮体1座标及朝向信号至控制器8，控制器8向蓄能装置6输出启动指令，使蓄能装置6经行星齿轮箱5驱动定桨距型风机2，使得漂浮体1沿助力最小方向转动。
所述的储能装置7包括：与控制器8相连的设置于漂浮体1内部的多路充电器14和蓄电池15以及设置于漂浮体1外部的储水罐16和储气罐17，其中：多路充电器14的直流充电端分别与若干组蓄电池15的正负极相连，储水罐16、储气罐17与蓄能装置6之间设有与控制器8相连的三通阀18，该三通阀18接收来自控制器8的切换控制指令以实现蓄能装置6至储水罐16或储气罐17中任一相连通。
所述的蓄能装置6包括：分别与行星齿轮箱5的高速轴输出端相连的同步电机和压缩机，其中：定桨距型风机2带动行星齿轮箱5并进一步驱动同步电机产生直流电输出或驱动压缩机将高压空气或高压水流输入对应的储气罐17或储水罐16中，用于陆上流体高压发电。
所述的多路充电器14根据输入直流电进行稳压整流处理后同时对多个蓄电池15充电，并在蓄电池15充满后发送充电信号至控制器8。
所述的储气罐17和储水罐16为圆形结构且由预应力砼、复合材料或钢板制成。
所述的三通阀18内置压力传感器，当储气罐17或储水罐16中的流体压力达到预设值时三通阀18输出压力信号至控制器8并等待控制器8返回阀门切断控制指令。
所述的控制器8通过无线方式与蓄能装置6和储能装置7相连接。
如图2所示，所述的行星齿轮箱5中的太阳轮9、行星轮10和内齿轮11为双排双圆弧齿形、渐开线齿形或摆线齿形；所述的轴承3设置于行星齿轮箱5的高速轴输入端且采用带有滑动轴承3或滚动轴承3；所述的飞轮4设置于行星齿轮箱5的高速轴输出端。
在风电场内应按最大限度利用风资源原则布置风机2，在不影响风机2出力条件下按不同直径风机2混装风机2；在5-7级风可布置大型风机2；在3-5级风可布置小型风机2。按大小搭配；高速风机2和低速风机2搭配原则布置风机2。达到发电性能及高度上互补，可大幅提高低速风利用率，经济效益大大提高。
飘浮体适用水深不限。飘浮体由GPS定位，由于飘浮体上设有电动机经齿轮箱5驱动桨叶，且由风向仪13指使电动机经齿轮箱5驱动桨叶在海上动力定位以让风机2始终位于最佳受风方位。
在有台风等时。可将漂浮体1驶到避风港。大台风时。将叶片卸下。可在塔桶上附加起重部件，减少大型调装船或钓车费用。

Claims (8)

1.一种水上风力发电系统，其特征在于，包括：非金属结构或钢结构的飘浮体以及依次设置于其上的定桨距型风机、带有轴承和飞轮的行星齿轮箱、蓄能装置、储能装置和控制器，其中：定桨距型风机依次与行星齿轮箱、飞轮以及同步电机相连，蓄能装置的输出端分别与储能装置相连，控制器分别与蓄能装置和储能装置相连接并传输控制指令和状态信息；
所述的储能装置包括：与控制器相连的设置于漂浮体内部的多路充电器和蓄电池以及设置于漂浮体外部的储水罐和储气罐，其中：多路充电器的直流充电端分别与若干组蓄电池的正负极相连，储水罐、储气罐与蓄能装置之间设有与控制器相连的三通阀，该三通阀接收来自控制器的切换控制指令以实现蓄能装置至储水罐或储气罐中任一相连通。
2.根据权利要求1所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的行星齿轮箱中的太阳轮、行星轮和内齿轮为双排双圆弧齿形、渐开线齿形或摆线齿形；所述的轴承设置于行星齿轮箱的高速轴输入端且采用带有滑动轴承或滚动轴承；所述的飞轮设置于行星齿轮箱的高速轴输出端。
3.根据权利要求1所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的飘浮体上设有分别控制器相连的GPs导航装置和风向仪，其中：风向仪输出风向信号至控制器，GPs导航仪输出漂浮体座标及朝向信号至控制器，控制器向蓄能装置输出启动指令，使蓄能装置经行星齿轮箱驱动定桨距型风机，使得漂浮体沿助力最小方向转动。
4.根据权利要求1所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的蓄能装置包括：分别与行星齿轮箱的高速轴输出端相连的同步电机和压缩机，其中：定桨距型风机带动行星齿轮箱并进一步驱动同步电机产生直流电输出或驱动压缩机将高压空气或高压水流输入对应的储气罐或储水罐中，用于陆上流体高压发电。
5.根据权利要求1所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的多路充电器根据输入直流电进行稳压整流处理后同时对多个蓄电池充电，并在蓄电池充满后发送充电信号至控制器。
6.根据权利要求1或4所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的储气罐和储水罐为圆形结构且由预应力砼、复合材料或钢板制成。
7.根据权利要求1所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的三通阀内置压力传感器，当储气罐或储水罐中的流体压力达到预设值时三通阀输出压力信号至控制器并等待控制器返回阀门切断控制指令。
8.根据上述任一权利要求所述的水上风力发电系统，其特征是，所述的控制器通过无线方式与蓄能装置和储能装置相连接。
CN2012102261577A 2012-07-02 2012-07-02 水上风力发电系统 Pending CN102734076A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102261577A CN102734076A (zh) 2012-07-02 2012-07-02 水上风力发电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102261577A CN102734076A (zh) 2012-07-02 2012-07-02 水上风力发电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102734076A true CN102734076A (zh) 2012-10-17

Family

ID=46990202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102261577A Pending CN102734076A (zh) 2012-07-02 2012-07-02 水上风力发电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102734076A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107250533A (zh) * 2015-02-15 2017-10-13 株式会社Okya 浮体式海上风力发电设备
CN109474120A (zh) * 2018-05-22 2019-03-15 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种储能飞轮
TWI709689B (zh) * 2017-05-22 2020-11-11 李受勳 交通載具的風力發電設備
CN113653598A (zh) * 2021-09-06 2021-11-16 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 海上漂浮式风力发电机组的控制系统
CN113669199A (zh) * 2021-09-06 2021-11-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 海上漂浮式单风轮风力发电机组的控制方法、系统及装置
CN113833596A (zh) * 2021-09-06 2021-12-24 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 自平衡水上风力发电系统
CN116591888A (zh) * 2023-06-12 2023-08-15 兰州华能生态能源科技股份有限公司 一种应用于清洁能源综合利用的储能装置
WO2023227920A1 (en) * 2022-05-23 2023-11-30 Radmanesh Meysam Marine delivery vehicle for transporting parcels
CN117559508A (zh) * 2024-01-10 2024-02-13 深圳爱克莱特科技股份有限公司 一种并离网无缝切换储能系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050206168A1 (en) * 2002-02-27 2005-09-22 Mitsunori Murakami Float type base structure for wind power generationon the ocean
JP2010223114A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Toda Constr Co Ltd 洋上風力発電設備及びその施工方法
CN102263415A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 张鹏 一种水上风光互补并网发电系统
WO2012011601A1 (ja) * 2010-07-23 2012-01-26 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド 浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法
CN202157909U (zh) * 2011-07-18 2012-03-07 赵东平 海上综合发电系统
CN202690328U (zh) * 2012-07-02 2013-01-23 袁宗凡 水上风力发电系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050206168A1 (en) * 2002-02-27 2005-09-22 Mitsunori Murakami Float type base structure for wind power generationon the ocean
JP2010223114A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Toda Constr Co Ltd 洋上風力発電設備及びその施工方法
CN102263415A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 张鹏 一种水上风光互补并网发电系统
WO2012011601A1 (ja) * 2010-07-23 2012-01-26 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド 浮体構造物作業システム、浮体構造物、作業船及び浮体構造物作業方法
CN202157909U (zh) * 2011-07-18 2012-03-07 赵东平 海上综合发电系统
CN202690328U (zh) * 2012-07-02 2013-01-23 袁宗凡 水上风力发电系统

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107250533A (zh) * 2015-02-15 2017-10-13 株式会社Okya 浮体式海上风力发电设备
CN107250533B (zh) * 2015-02-15 2019-02-22 株式会社Okya 浮体式海上风力发电设备
TWI709689B (zh) * 2017-05-22 2020-11-11 李受勳 交通載具的風力發電設備
CN109474120A (zh) * 2018-05-22 2019-03-15 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种储能飞轮
CN109474120B (zh) * 2018-05-22 2024-02-09 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 一种储能飞轮
CN113833596A (zh) * 2021-09-06 2021-12-24 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 自平衡水上风力发电系统
CN113669199A (zh) * 2021-09-06 2021-11-19 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 海上漂浮式单风轮风力发电机组的控制方法、系统及装置
CN113653598A (zh) * 2021-09-06 2021-11-16 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 海上漂浮式风力发电机组的控制系统
WO2023227920A1 (en) * 2022-05-23 2023-11-30 Radmanesh Meysam Marine delivery vehicle for transporting parcels
CN116591888A (zh) * 2023-06-12 2023-08-15 兰州华能生态能源科技股份有限公司 一种应用于清洁能源综合利用的储能装置
CN116591888B (zh) * 2023-06-12 2023-11-17 兰州华能生态能源科技股份有限公司 一种应用于清洁能源综合利用的储能装置
CN117559508A (zh) * 2024-01-10 2024-02-13 深圳爱克莱特科技股份有限公司 一种并离网无缝切换储能系统
CN117559508B (zh) * 2024-01-10 2024-03-15 深圳爱克莱特科技股份有限公司 一种并离网无缝切换储能系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102734076A (zh) 水上风力发电系统
EP3256716B1 (en) Hydro-pneumatic energy storage system
CN103895823B (zh) 潜浮聚能导向式波浪能发电平台
US7319278B2 (en) Ocean wave generation
CN202718815U (zh) 海上漂浮式风力、洋流、太阳能综合发电平台
US20120187693A1 (en) Hydrokinetic energy transfer device and method
CN110805524A (zh) 一种海上太阳能、风能和波浪能互补发电设备
CN102900592B (zh) 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统
CN202756167U (zh) 浮动平台波浪能储能系统和波浪能发电系统
EP2770194A1 (en) Wave-power electricity generation system
CN103867378A (zh) 一种波浪发电装置
CN104481780B (zh) 浅浸没漂浮式带导流罩水平轴海流发电系统
JP2014152725A (ja) 風力発電装置
CN202991334U (zh) 洋流发电装置
CN201874735U (zh) 深海超低启动流速发电装置
CN101922403B (zh) 波浪能发电系统
CN202690328U (zh) 水上风力发电系统
CN102644542A (zh) 潮汐发电设备
CN101975137B (zh) 深海超低启动流速发电装置
CN110056472A (zh) 一种水下海洋流发电平台与储能发电系统
CN102828894A (zh) 潮汐能发电装置及发电方法
CN108394528B (zh) 一种漂浮式风浪流混合发电平台
CN202220710U (zh) 一种船载式水车发电装置
CN201896696U (zh) 一种柱式波浪发电系统
CN103527392B (zh) 海浪涌垂直发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20121017