CN103423091B - 一种海上风能发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种海上风能发电装置，属于可再生资源发电装置领域，包括缆绳、挂钩、浮载体、下支柱、上立柱、风叶、转轴、发电机舱、内部加强板、外部加强板和连接螺栓，浮载体为船体结构，浮载体四周设有挂钩，缆绳拴在挂钩上，浮载体通过缆绳固定在海底并浮在工作海域，浮载体上面浇注有下支柱，下支柱上面通过连接螺栓装有上立柱，发电机舱装在上立柱顶部，转轴和发电机舱内的发电机相连，转轴上装有风叶，风叶通过转轴将动能传递给发电机。因此本发明解决了目前海上风力发电装置都是采用混泥土建造深海固定式基座，建造难度大，建造成本高，基座长期处于疲劳状态使用寿命短，且一次建好后不能移位和换向，不便维护和维修的问题。

Description

一种海上风能发电装置
技术领域
本发明涉及一种海上风能发电装置，属于可再生资源发电装置领域。
背景技术
随着全球经济的发展，地球的不可再生能源石化燃料逐渐枯竭且温室效应日益严重，风能作为一种可再生清洁能源被人们积极开发利用，且风能取之不尽用之不竭，风能发电就是利用风力吹动风叶转动后，风叶带动转轴做圆周运动使转轴在发电机内做切割磁场线运动将动能转化为电能后储存于蓄电池便可供人们利用，当今世界风力发电正以30%的年增长率快速发展，但绝大多数发电装置均应用在陆地或者近岸浅滩上，陆地上的风能仅占总风能极少一部分且陆地表面不平整，从而对风力、风向和风量都有很大的影响，甚至引起紊流，对发电设备的功率变化较大，而海平面上空旷、平坦，风情稳定，风量大，虽然海上风能储量十分可观且发电条件比陆地上好，但目前在深海环境中建造的风力发电装置，都是采用混泥土建造深海基座后在其上安装风力发电装置，不仅设备的建设难度大，装置的建造成本极高，且固定式基座长期处于延长疲劳状态无益于应力的缓和缩短了基座的使用寿命，固定式基座一次建好后不能移位和换向，维护和维修需直接在海上进行，给施工带来极大的不便。为了解决目前海上风力发电装置的问题，需要开发一款灵活性强，可以降低投资成本，降低建设难度，方便拆装维修和维护，发电效益高的新型海上风力发电装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种海上风能发电装置。
本发明要解决的问题是目前海上风力发电装置都是采用混泥土建造深海固定式基座，建造难度大，建造成本高，基座长期处于疲劳状态使用寿命短，且一次建好后不能移位和换向，不便维护和维修的问题。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种海上风能发电装置，包括缆绳、挂钩、浮载体、下支柱、上立柱、风叶、转轴、发电机舱、内部加强板、外部加强板和连接螺栓，浮载体为船体结构，浮载体四周设有挂钩，缆绳拴在挂钩上，浮载体通过缆绳固定在海底并浮在工作海域，浮载体上面浇注有圆柱体结构的下支柱，下支柱上面通过连接螺栓装有上立柱，上立柱连接处圆周外焊有外部加强板，上立柱内焊有内部加强板，发电机舱装在上立柱顶部，转轴和发电机舱内的发电机相连，转轴上装有风叶，风叶通过转轴将动能传递给发电机。
下支柱先在浮载体上焊好钢结构后浇注水泥，下支柱高度不大于3m；上立柱是用不同厚度的板部件a、b、c和d以圆周对称方式焊接而成的圆柱体钢结构，上立柱分多段小立柱用连接螺栓对接而成，每段小立柱高度不大于3m；内部加强板焊接间距不大于0.5m；连接螺栓为35CrMoA材料的高强度螺栓；上立柱、外部加强板、浮载体和发电机舱表面都涂刷三层防腐漆。
本发明的优点是：浮动式的海上风力发电装置，不仅极大地降低了海上建造固定式基座所需巨额的投资费用，降低建造难度，同时浮动式基座能缓冲风力、水力任何方向对基座的应力冲击，浮动式基座90%的工作更能在陆地上完成，当需要移位和换向仅需对缆绳重新固定便可，上立柱不同厚度的板材焊接而成独特的中空圆柱体结构，不仅节省了钢材用料同时能满足强度的需要，多段连接而成的上立柱使很多工程可在陆地上完成，极大地提高了工作效率，降低制造成本，同时给装置的拆装和以后的维护、维修带来便利。
附图说明
图1是本发明一种海上风能发电装置整体结构图；
图2是本发明一种海上风能发电装置上立柱的剖视图；
图中：1、缆绳2、挂钩3、浮载体4、下支柱5、上立柱6、风叶7、转轴8、发电机舱9、内部加强板10、外部加强板11、连接螺栓。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明一种海上风能发电装置，包括缆绳1、挂钩2、浮载体3、下支柱4、上立柱5、风叶6、转轴7、发电机舱8、内部加强板9、外部加强板10和连接螺栓11，浮载体3为船体结构，浮载体3四周设有挂钩2，缆绳1拴在挂钩2上，浮载体3通过缆绳1固定在海底并浮在工作海域，不仅极大地降低了海上建造固定式基座所需巨额的投资费用、降低建造难度，同时浮载体3能缓冲风力、水力任何方向对基座的应力冲击，浮载体3绝大部分的工作更能在陆地上完成，当发电装置需要移位和换向仅需对缆绳1重新固定便可，浮载体3上面浇注有圆柱体结构的下支柱4，下支柱4先在浮载体3上焊好高度不大于3m的钢结构后浇注水泥增强结构强度，下支柱4上面通过35CrMoA材料高强度的连接螺栓11装有上立柱5，上立柱5连接处圆周外焊有外部加强板10，上立柱5内焊有间距不大于0.5m的内部加强板9，上立柱5是用不同厚度的板部件a、b、c和d以圆周对称方式焊接而成的圆柱体钢结构不仅节省了钢材用料同时能满足强度的需要，上立柱5分多段立柱用连接螺栓11对接而成，每段小立柱高度不大于3m使很多工程可在陆地上完成，极大地提高了工作效率降低制造成本同时给装置的拆装和以后的维护、维修带来便利，上立柱5、外部加强板10、浮载体3和发电机舱8表面都涂刷三层防腐漆延长使用寿命，发电机舱8装在上立柱5顶部，转轴7和发电机舱8内的发电机相连，转轴7上装有风叶6，风叶6通过转轴7将动能传递给发电机。
本发明使用方法，选好风力平稳、风量大的工作区域后将浮载体3通过缆绳1固定在海底，工人借助海洋工程船将分段小立柱逐段装上下支柱4满足工作高度后，将发电机舱8及风叶6固定在上立柱5顶部，机械和电气工程师将相应的机械部件、电缆和信号线接好并调试好后，让发电装置处于发电状态便可，当风吹动风叶6便能带动转轴7转动将动能转化为电能供人们利用，当发电装置需要移位或者维修时，工人仅需利用海洋工程船拆卸部分小立柱且松掉缆绳1用拖船将发电装置拖至新工作区域重新固定缆绳1便可；因此本发明具有灵活性强能多次移位，可以降低投资成本，降低建造难度，方便拆装维修和维护，发电效益高等优点。

Claims (5)

1.一种海上风能发电装置，包括缆绳（1）、挂钩（2）、浮载体（3）、下支柱（4）、上立柱（5）、风叶（6）、转轴（7）、发电机舱（8）、内部加强板（9）、外部加强板（10）和连接螺栓（11），其特征是：所述浮载体（3）为船体结构，浮载体（3）四周设有挂钩（2），缆绳（1）拴在挂钩上（2），浮载体（3）通过缆绳（1）固定在海底并浮在工作海域，浮载体（3）上面浇注有圆柱体结构的下支柱（4），下支柱（4）上面通过连接螺栓（11）装有上立柱（5），上立柱（5）连接处圆周外焊有外部加强板（10），上立柱（5）内焊有内部加强板（9），发电机舱（8）装在上立柱（5）顶部，转轴（7）和发电机舱（8）内的发电机相连，转轴（7）上装有风叶（6），上立柱（5）是用不同厚度的板部件a、b、c和d以圆周对称方式焊接而成的圆柱体钢结构，上立柱（5）分多段小立柱用连接螺栓（11）对接而成，每段小立柱高度不大于3m。
2.根据权利要求1所述的一种海上风能发电装置，其特征是：所述下支柱（4）先在浮载体（3）上焊好钢结构后浇注水泥，下支柱（4）高度不大于3m。
3.根据权利要求1所述的一种海上风能发电装置，其特征是：所述内部加强板（9）焊接间距不大于0.5m。
4.根据权利要求1所述的一种海上风能发电装置，其特征是：所述连接螺栓（11）为35CrMoA材料的高强度螺栓。
5.根据权利要求1所述的一种海上风能发电装置，其特征是：所述上立柱（5）、外部加强板（10）、浮载体（3）和发电机舱（8）表面都涂刷三层防腐漆。
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