CN106687368A - 用于风力涡轮机的浮动基础结构以及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮动基础结构,包括:浮选基座,其包括至少一个可选择性地填充有压载物的基本中空的主体,其中浮选基座的最大水平尺寸大于浮选基座的最大垂直尺寸;由所述浮选基座支撑的建筑物,优选地包括有伸缩塔;向下推动装置;和至少三根固定缆索,其相应的上端连接到所述浮选基座,优选地连接到浮选基座的周边位置,且其相应的下端连接到所述向下推动装置,从而使得所述固定缆索张紧,且在所述浮选基座上施加向下的力,该向下的力增加所述浮动基础结构的稳定性。还涉及所述浮动基础结构的安装方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于相应地安装于水体、湖泊等位置的浮动基础结构及其安装方法。
特别地,本发明所述的基础结构可以是用于风力涡轮机的浮动基础结构,其基本上由混凝土制成,其在安装状态下包括半露天的轴和水下的浮选基座,或者露天的轴和半露天的浮选基座。在本文中,术语“基础结构”是指用于在其上支撑风力发电装置的风塔的部分,因此包括有塔自身或轴。
为了描述的清楚起见,本文件普遍性地描述了本发明所述的浮动基础结构在海中的使用,而不用于限制本发明关于使用位置和水体的范围。类似地,为了描述的清楚起见,本文件将具体地举例说明用于风力涡轮机的浮动基础结构的构造,但是不限制本发明的保护范围。
尽管如上所述,本发明具体适用于基本上由混凝土制成的用于风力涡轮机的浮动基础结构,但是这不应被理解为将本说明书或保护范围限制为本主题在这种类型的结构中的应用,因为本发明同样有利地用于基础结构中,当安装时,所述基础结构具有主要由混凝土制成的高达水位以上的某一高度并且主要由高于所述高度的另一种材料(例如钢)制成的底部短节,并且也适用于除了混凝土(例如钢)之外的任何材料制成的基础结构中,但是就其整个垂直尺寸来说其并不是优选的。
因此,本发明主要应用于大规模结构建筑工业领域,特别是混凝土结合可再生或绿色电力,具体的来说是风力工业。
背景技术
众所周知,风电近年来在西班牙,欧洲和世界其它地区已经具有很大的相关性。所有预期指向全球风力发电持续增长。最先进和最富有的国家的能源政策在其目标中包括增加风能的使用。
在这种情况下,海上风电站开始出现,确认了未来几年该技术使用的巨大增长的期望。离岸风力发电场显然需要更高的成本,这取决于当地的水在其位置的深度,但风的质量更好,风速更高,湍流更低,导致更多的生产时间,除了更高的密度的海平面空气产生的收入高于陆上风电场,补偿了较高的初始投资成本。事实上,特别是在德国,英国和斯堪的纳维亚国家,推广和建立海上风电站很普遍,大量这样的海上风电站正在研究中,符合这类型风电站的预期增长,与达到政府为特定的可再生能源生产配额而制定的战略目标紧密相连。在风力涡轮机的开发中,特别是对于海上风力发电,使用具有更大功率和尺寸的涡轮机以降低所安装的功率的单位成本的趋势是不变的。几乎所有大型风力涡轮机制造商正在研究或在开发具有3或更多兆瓦的大功率模型的后期阶段,其适应于特别苛刻的海洋条件。
这种功率的提升和特别苛刻的海洋条件又意味着对支撑涡轮机的下部结构的需求的显着增加,这需要开发具有增加的容量,最佳强度和有竞争力的成本的用于所述下部结构的新概念,特别是如果下部结构用于具有大深度的位置,这在某些情况下是可取的。已经为这些海上发电站提出了浮动解决方案,所有这些已经建立的海上发电站使用了金属浮动基础结构。
已知的浮动解决方案的主要缺点和局限性如下:
基础结构的安装意味着用于基建、轴、风力涡轮机的运输、处理和提升的海洋装置的相关高成本。
由于潮湿和盐度的侵蚀性条件,钢在海洋介质中的持续时间有限,特别是在潮汐运动区域。因此,维护要求高且昂贵。此外,金属结构对疲劳载荷的高灵敏度意味着基础结构的金属部件的使用寿命是有限的。
·钢结构对船舶,冰山和漂移物体的碰撞非常敏感。
·由于钢铁成本的变化,有明显大于混凝土的不确定性。
·某些现有的解决方案对于下部结构轴提供有限的刚度,这限制了底部结构和涡轮机的设置为更大高度的能力,特别是对于具有有限刚度的基础的解决方案,这是离岸安装中最常见的情况。
·对用于起重和运输的特殊海洋装置的极大依赖,尤其是这种海洋装置只能提供有限的供应。
关于制造材料,经过证明,结构混凝土是用于水上结构,特别是海上结构的最佳材料。事实上,尽管金属结构的使用在移动浮动元件中占主导地位,但是作为海军实践的延伸,并且需要持续的维护,混凝土是很好的替代方案,因此其在所有类型的固定海运建筑(港口、码头、防波堤、平台、灯塔等)中是较常见的。这主要是由于其耐久性,坚固性和结构强度,从而降低了对海洋腐蚀的敏感性和对结构混凝土的几乎无维护的服务。通过适当的设计,其疲劳敏感性也非常低,使用寿命一般超过50年。
此外,混凝土由于其对冲击或碰撞的耐受性是有利的,并且可以设计成例如抵抗由漂移的冰或来自小船的冲击产生的力,以及由于其任何必要修理的简单性和经济性。
结构混凝土也是一种通用的建筑材料,原材料和建筑手段在世界各地都可以使用,成本适中。
鉴于这个原因,混凝土越来越多地用于建造近海基础结构,虽然到目前为止,它一般用于在海床上具有地基的基础结构,因此用于小深度或复杂结构。
发明内容
本发明的一个目的涉及一种用于风力涡轮机的浮动基础结构,其包括有:
-浮选基座,其包括至少一个可选择性地填充有压载物的基本中空的主体,其中浮选基座的最大水平尺寸大于浮选基座的最大垂直尺寸,
-伸缩轴,由所述浮选基座支撑并且包括至少两个短节,所述两个短节分别为基部短节和头部短节,
-向下推动装置,以及
-至少三根缆索,其相应的上端连接于所述浮选基座,优选地连接到浮选基座的周边位置,并且其相应的下端连接到所述向下推动装置,使得所述固定缆索被拉紧且向所述浮选基座施加向下的力,该向下的力增加了其稳定性,
所述轴由至少两个彼此同轴设置的管状短节形成,可能具有部分轴向重叠,直到达到规划高度,其中至少一个在基础结构的安装状态下可以在向上方向上逐渐变细。因此,在两个连续的短节之间存在相应的水平结合。在这些轴短节中,在基础结构的安装状态下,直接放置在所述浮选基座上的轴短节,在下文中称为“基部短节”,除了基部短节之外的任何其它短节在下文中被称为“重叠短节”。在基础结构的安装状态下,用于放置在轴的顶部处的重叠短节在下文中被称为“头部短节”。
这些短节中的每一个可以是单件(以下称为“整体短节”)。或者,所述短节中的至少一个可由至少两个弓形短节形成,所述至少两个弓形短节接合以完成相应短节的圆周构造。因此,在两个连续的弓形短节之间存在相应的垂直结合。
此外,在不脱离本发明的保护范围的情况下,基础结构轴的基部短节和所述基础结构的浮选基座可以连续地连接或者由单个部件制成。
在安装状态下,用于风力涡轮机的所述浮动基础结构包括半露天的轴和浸没的浮选基座,或露天的轴和半浸没的浮选基座。在这点上,在本发明中,风塔的位于比浮选基座的任何部件的最大高度低的位置以下的部分形成所述浮选基座的一部分。
根据本发明所述的漂浮建筑物还可以包括有支撑,该支撑的上端连接到优选为轴的建筑物,其下端连接于浮选基座。至少一个所述支撑是倾斜的,使得支撑的下端比支撑的上端更远离建筑物的中心垂直轴线。至少一个所述支撑可以通过相应的固定缆索的延伸而形成,在这种情况下,浮选基座包括有偏转元件,该偏转元件允许在固定缆索的对准中形成弯曲,并且固定缆索的上端最终连接于建筑。
浮选基底可以是包括有一个基本上封闭且密封和中空的主体的箱式的结构,优选由混凝土制成,或者可以是包括至少两个基本上封闭且密封和中空的主体的箱式的结构,其中至少一个优选基本上由混凝土制成,所述主体直接地或通过诸如网格或杆结构的结构彼此连接。每个所述主体可以具有一个或多个内部隔室,彼此密封或连通。
根据本发明所述的浮动结构可以通过拖曳或自推进在水上运输到最终位置。为此,浮选基座和建筑物的至少一部分为浮动和独立的运输单元。浮动结构是用于风力涡轮机的浮动基础结构,其包括根据本发明所述的伸缩轴,浮选基座,处于收缩状态的伸缩轴(即,基部短节与浮选基座整体连接,重叠短节临时地容纳于彼此的内部和基部短节的内部),并且所述涡轮装置的至少一部分连接到所述伸缩轴的头部短节,在这种情况下,浮动结构可以形成浮动和独立的运输单元。处于收缩状态的伸缩轴允许降低运输单元的重心,从而提高其稳定性。
优选地,在运输期间,浮选基座保持半浸没,并且建筑物保持完全露天,所述建筑物包括(如果适用的话)处于收缩位置的伸缩轴。然而,在基础结构的安装状态下,浮选基座优选完全浸没,且建筑物部分地浸没。
在浮动结构的安装状态下,建筑物的中心垂直轴线与浮选基座的中心垂直轴线重合
就它们而言,所述向下推动装置可以包括到附接到海床的附接装置,例如打入桩,锚固微桩,硬化材料的锚定球或锚定吸力桶,或本领域已知的其他元件或元件的组合,以产生与海底的连接并且能够抵抗由固定缆索传递来的向上力。所述向下推动装置也可以包括有附接到海底的附接装置,例如基于使用布置在海底的一个或多个块状元件,由于其自身的重量,其可抵抗固定缆索施加在其上的向上的力的至少一部分。在这种情况下,至少一个所述块状元件可以包括一个基本上中空的混凝土箱,在安装状态下,其内部完全或部分地填充有压载材料,压载材料可以是液体或固体材料。所述混凝土箱在没有压载的状态下可为自浮且独立的,从而使得其可以被拖曳到浮选站,并在浮选站被压载以下沉直到其搁置到海底。
固定缆索一旦连接到所述浮动基座和所述向下推动装置,就可以是垂直的并且因此彼此平行,或者它们还可以相对于垂直方向具有一定的倾斜度,以便更好地抵抗和刚性抵抗其可能受到的水平力。
本发明所述的结构还可以包括用于保持将浮动结构连接到海床的侧向装置,从而防止浮动结构漂移。用于保持位置的所述侧向装置可以包括至少一个泊停装置,该泊停装置的一端连接到海床上,另一端连接到浮动结构的任何元件。所述泊停装置到海床的附接可以通过本领域中已知的各种系统来执行,诸如锚,单点系泊,或者,如果存在较大尺寸和较长长度的多个泊停装置,则简单地通过重力。
至少一个所述块状元件可以临时地邻接于浮选基座。因此,至少一个所述邻接的块状元件可以形成运输单元的一部分,并与浮选基座和建筑物一起运输,并且,一旦到达浮选站便从浮选基座释放或分离,直到到达浮动结构的安装状态中的位置。
本发明所述的浮动结构可以包括用于临时收集固定缆索的装置以便将它们卷绕或缠绕,以形成运输单元的一部分和/或至少一个块状元件的一部分。所述元件允许固定缆索的有效运输,从而使得在所述缆索的安装期间,其可以逐渐缠绕或解开,进而提高安装过程的效率和简单性,特别是当向下推动装置包括有压载的块状元件,其逐渐地下降直到达到浮动结构的安装状态。
此外,根据本发明所述的浮动结构的浮选基座可以包括从浮选基座的主体或主体组的周边横向向外延伸的至少一个延展臂。在这种情况下,至少一个固定缆索可以在其上端处附接到相应的延展臂,优选地附接到相应的延展臂的自由端。在这种情况下,至少一个支撑可以在其下端连接到相应的延展臂。同样在这种情况下,所述支撑中的至少一个可以通过相应的固定缆索的延伸形成,在这种情况下,延展臂优选地在其自由端包括偏转元件,该偏转元件允许在固定缆索的对准线上形成一个弯曲并且固定缆索的上端最终连接到建筑物。同样在这种情况下,用于保持位置的侧向装置可以在一端附接到海床,在另一端附接到所述延展臂中的至少一个。
本发明所述的浮动结构在浮选基座下方可以包括至少一个具有加压气体(例如,加压空气)的室,其增加由浮选基座移位的水的体积,并因此增加施加在其上的向上的浮力。包含所述加压气体室的外壳在底部开口,使得其连接到现场的水体。此外,可以提供用于控制和调节包含在所述加压气体室中的空气的体积和/或压力的装置,从而允许调节浮选基座上的向上的浮力,并且以这种方式调节固定缆索的张力,特别是在风或波浪条件,根据需要进行调节。
此外,在这种情况下,根据本发明所述的浮动结构可以包括在浮选基座上用于利用来自波浪的能量的装置,该装置包括在通过浮选基座的底侧的空气通道上的至少一个井式涡轮机,基本上将密封的浮选基座和/或建筑物的内部壳体与所述加压气体室连通。此外,根据本发明所述的浮动结构可以包括用于通过调节包含在加压气室中的空气的体积和/或压力来调节至少一个加压气室的尺寸的系统,该系统允许将所述加压气室中的谐振频率调整到入射波中的主要周期范围,从而增加由波和其能量利用引起的在所述加压气室中的水位的振荡
所述井式涡轮机允许通过被称为振荡水柱的方法来利用来自波浪的能量;波浪在外壳内的水层中产生上升和下降,从而推动空气通过位于浮选基座下方的气室和浮选基座室内或轴之间的通道,该外壳包含有加压气室。井式涡轮机可以使用沿任一方向通过所述通道的空气流产生能量。
尽管井式涡轮机是优选类型,但是不脱离本发明的范围,也可以借助本领域已知的其它类型的涡轮机来利用移动流体的能量。
本发明的另一个目的涉及一种用于安装如上所述的浮动结构的方法。
本发明所述的安装方法包括以任何技术上可能的顺序的以下步骤:
在岸上或岸边制造浮选基座,
B)干式制造包括至少一个基部短节和一个头部短节的所述伸缩轴,
C)根据以下子步骤在岸上或岸边形成运输单元:
C1)将处于收缩状态的所述伸缩轴附接到所述浮选基座,
C2)将所述风力涡轮机装置的至少一部分附接到所述头部短节,
C3)如果适用,将延展臂附接到浮选基座,
C4)如果适用,将支撑连接到浮选基座,
C5)如果适用,将波浪能利用装置附接到浮选基座,
D)以自浮力方式,通过使用拖船或通过自推进将运输单元运输到浮选站,
E)将所述固定缆索的一端附接到所述浮选基座并将所述固定缆索的另一端附接到所述向下推动装置,
F)如果适用,将用于保持所述位置的侧向装置附接到所述浮动基础结构,
G)与风力涡轮机装置一起延伸伸缩轴。
风力涡轮机装置(步骤C2)优选地在步骤D)自浮式运输之前和在步骤G)伸缩轴的延伸之前附接,但是在不脱离本发明的保护范围的情况下它们也可以在不同的时间附接。
步骤E)可以在不同的阶段进行,其也可以与安装方法的其它步骤互换。因此,例如,可以在步骤D)之前预先将固定缆索的一端固定到海床的附接装置,且在步骤D)之后通将另一端固定到浮选基座。或者,可以在步骤D)之前,将固定缆索的一端固定到浮选基座,且在步骤D)之后将另一端固定到海底的附接装置。
本发明所述的安装方法还包括在步骤D)之前的以下步骤:
H)将浮选基座放置在浮选站的水体上。
本发明所述的安装方法还可以包括在步骤D)之后和完成步骤E)之前的步骤:
I)对浮选基座进行压载以将其浸没到安装状态的期望深度,优选为,该深度与至少一个固定缆索的顶端的安装状态下的深度一致。
一旦步骤E)完成,浮选基座将减小其压载,从而增加其接收的浮力,并因此增加施加在固定缆索上的张力。
本发明所述的安装方法还可以包括在步骤C)之后和步骤E)之前的步骤:
J1)将浮动稳定器装置临时附接到浮动结构上;
在这种情况下,本发明的安装方法还可以包括在步骤E)之后的以下步骤:
J2)从浮动基础结构移除浮选稳定器装置。
所述浮动稳定器装置可包含有:
-至少三个浮子,其通过所述延展臂(如果存在的话)设置于所述浮选基座,在相对固定的位置,每个浮子足够高以在步骤I)期间总是保持部分地露出,并且直到步骤E)完成,和/或
-至少两个浮子,其可能通过所述延展臂(如果存在的话)连接到浮选基座,或者其可能通过发射装置连接到所述浮选基座,在步骤I)期间,所述发射装置在所述浮选基座的深度下降时延伸;和/或可能通过用于将浮子组装到建筑物的引导装置连接到浮选基座,每个浮子具有浮力,使得其在整个步骤I)中保持在水面处,和/或
-至少两个浮子,其通过滑动或引导元件连接到浮选基座和/或伸缩轴,从而使得它们允许所述轴在浮选基座的压载和/或下降期间滑动,同时浮子保持在表面处;和/或
-至少一艘驳船,其可能通过所述延展臂(如果存在的话)或者通过发射装置连接到所述浮选基座,所述发射装置随着所述浮选基座在步骤I)期间下降的深度而延伸,每个驳船具有浮力,从而使得其整个步骤I)期间保持在所述表面,和/或
-至少一个配备有发射装置的支撑船,所述发射装置可以通过所述延展臂(如果存在)将所述船连接到所述浮选基座。
根据本发明,使用本文所述的辅助浮动装置的浮选基座的受控压载程序也可以用于在安装状态下将用以搁置在海床上的平台压载的程序。
本发明的所述的安装方法还可以在步骤E)之前包括以下步骤:
K1)在岸上或岸边制造具有向下推动装置的至少一个混凝土箱并将其放置在制造站的水体中,
K2)以自浮力方式使用拖船将所述混凝土箱运输到浮选站,
K3)压载所述混凝土箱,使得其总重量增加到足以抵消可由固定缆索传递的向上的力,并且使得所述混凝土箱被浸没到其操作深度。
本发明所述的安装方法还可以在步骤E)之前包括以下步骤:
M)将用于所述固定缆索的牵引装置放置在所述浮选基座上;
从而本发明所述的安装方法还可以包括在步骤E)中:致动用于固定缆索的所述牵引装置以将浮选基座垂直移动。
在本发明所述的安装方法的步骤的至少一个中,可以使用一个或多个拖船来控制浮动基础结构的表面位置。
可选地,本发明所述的安装方法的步骤G)分为两个或更多个步骤,其包括步骤D)之后和步骤E)之前的一个或多个步骤,以及步骤E)之后的一个或多个步骤:
类似地,本发明所述的安装方法的步骤D)优选地分成两个或更多个步骤,包括:
-在步骤E)之前的没有推进装置的运输阶段,到不同于所述浮选站的工作区域,以及
-在步骤E)之后的具有推进装置的运输阶段,从上述工作区域到浮选站。
最后,如果步骤C2)包括在头部短节上仅安装风力涡轮机装置的一部分,则该方法还包括在步骤D)之后的以下步骤:
N)在头部短节上组装整个风力涡轮机装置。
需要注意的是,通过使用设计成给大容量涡轮机的支撑底座提供解决方案的特殊类型的底座,本发明允许提供可重新供电的底座。也就是说,最初设计的底座具有增加的容量和适应性,以允许使用相同的底座重新启动(随后用具有更大功率,效率和利润率的新涡轮机替换原始涡轮机)。
还必须注意的是,如上所述的本发明的安装方法是可逆的。也就是说,所执行的步骤可以以相反的顺序执行以拆卸该结构,以便完全移除该结构,或者在港口时在该结构上执行任何类型的工作并重新安装它。此外,当浮动结构是用于风力涡轮机的浮动基础结构时,伸缩轴可以构造成可在基础结构的使用寿命期间的任何时刻恢复到收缩状态,例如用于维护动作或用于重新启动的时刻。
因此,本发明提供了一种浮动结构及其安装方法,其有利于较深的深度,特别适用于基本上由混凝土制成的结构,并且能够很少或根本不依赖于用于运输,处理和提升浮动结构构件的巨型海洋装置,从而意味着降低了与所述装置相关联的成本。
本发明所述的的浮选基座可以被认为类似于搁置在海底上的重力地基解决方案的基础块。然而,如果不是压载的,本发明所述的浮选基底则可以使具有不太复杂的设计,因为这允许防止用于这种目的的阀安装。即使其是压载的,浮选基底的壁上的外部和内部压力差小于在对海床压载的情况下所承受的压力差。此外,本发明的浮选基座需要较小体积的结构,因为重力基础有关于稳定性的功效与它们的重量密切相关,这通常借助使用能够承受传输到海底高强度的加载的大体积而解决。这些特征可以允许保持相对低的成本。
简而言之,本发明提供了一种浮动结构及其将其安装在近海水域中的方法,这种结构和方法在深度较深的水域中是很有利的,且这种结构在安装和维护方面相对简单,有效,安全和经济,和/或,例如用于风力涡轮机的浮动基础结构的重新改造。
附图说明
通过结合附图对本发明的具体实施例进行非限制性描述,本发明的上述特征和其它特征以及优点更加显而易见,其中:
图1展示了具有轴的运输单元的局部横截面,该轴处于收缩状态,还展示了风力涡轮机装置;
图2展示了通过使用缆索和桩柱而附接到海床的浮动基础结构局部横截面,该浮动基础结构具有风力涡轮机装置;
图3展示了通过使用缆索和块状元件而附接到海床的浮动基础结构局部横截面,该浮动基础结构具有延展臂和风力涡轮机装置;
图4展示了通过使用缆索和块状元件而附接到海床的浮动基础结构局部横截面,该浮动基础结构具有风力涡轮机装置;
图5展示了通过使用缆索和桩柱而附接到海床的浮动基础结构局部横截面,该浮动基础结构具有延展臂,支撑和风力涡轮机装置;
图6展示了五个示意性平面图,其分别示意出了在安装期间使用了不同的稳定装置的各个实施例的局部截面图;
图7展示了两个示意性平面图,其分别示意出了在安装期间具有稳定装置的实施例处于不同安装阶段的局部截面图;
图8展示了三个示意性平面图,其展示了浮动基础结构的安装方法中的各个步骤的局部截面图,所述浮动基础结构通过缆索和块状元件而附接到海床,且所述浮动基础结构具有风力涡轮机装置;
图9展示了通过缆索和桩柱附接到海床的浮动基础结构的立体图,浮动基础结构具有多个主体,且具有非伸缩轴和风力涡轮机装置;
图10展示了通过电缆和桩柱附接到海床的另一浮动基础结构的立体图,该浮动基础结构具有多个主体和支撑,且具有风力涡轮机装置;和
图11展示了浮动基础结构的一部分,具体地,浮选基座包括加压气室和井式涡轮机以及延展臂。
具体实施方式
参考附图,所有附图均展示了在安装状态下的浮动结构,根据本发明,浮动结构包括:浮选基座2,其包括至少一个具有基本中空的外壳25主体,且该浮选基座2的最大水平尺寸大于其最大垂直尺寸;由所述浮选基座2支撑的建筑物;向下推动装置;以及至少三根固定缆索8,其相应的上端连接到所述浮选基座2,且其相应的下端连接到所述向下推动装置。此外,在图1-8,10以及图11中,形成部分浮动结构的建筑物包括伸缩轴3,其中所示的风力涡轮机装置7是可选的和/或可与其它附件互换的附件,这取决于浮动结构的使用,在此仅通过示例的方式来描述本发明的实施例。在图1-11的情况中,浮选基座2具有允许确保组件的稳定自浮力的尺寸,所述组件包括有浮选基座2本身、处于收缩状态的伸缩轴3和风力涡轮机装置7的至少一部分,所述风力涡轮机装置7设置在所述轴的头部上。
然而,图1、6和7展示了浮动基础结构,其中所述向下推动装置和所述固定缆索6没有连接从而形成本发明所述的完整的浮动基础结构1,因为它展示了在安装状态前,所述浮动基础结构1的各个安装阶段。
具体地,图1展示了根据本发明所述的安装方法的实施例的输送阶段中的输送单元9,其中自浮式且独立的输送单元9由拖船28牵引,其中所述输送单元9由浮选基座2、所述浮选基座2支撑的且处于折叠状态下的伸缩轴3、以及连接到所述伸缩轴3的头部短节32的风力涡轮机装置7形成。在图1所示的运输阶段,向下推动装置和固定缆索8与所述运输单元9分开运输并且随后附接于运输单元9。
图6展示了对应于本发明所述的安装方法的实施例的下降状态的输送单元9,特别是在正使用固定缆索8之前对浮选基座2进行压载的步骤期间,所述固定缆索8的下端连接到向下推动装置。图6展示了五个视图,其分别表示在安装方法中使用的不同稳定装置27的实施例。所述稳定装置27用于在将向下推动装置和固定缆索8应用到运输单元9的期间以及在浮动基座2的压载和下降到其操作深度的期间稳定运输单元9。所述稳定装置27在安装方法中是可选的,并且在任何情况下,优选地是可拆卸和可重复使用的,从而使得它们在其安装好的状态下不是浮动基础结构1的一部分。
更具体地,在图6(a)所示的实施例中,所述稳定装置27包括附接到浮选基座2的相对固定位置处的三个浮子,每个浮子具有足够的高度以在浮动基础结构的压载和下降到其操作深度的整个步骤期间总是保持部分地露出。在该实施例中,两个拖船将被连接于浮动基础结构1的浮选基座2的在直径相对的点处,以增加对浮动基础结构1的定位的控制。
在图6(b)展示的实施例中,稳定装置27包含有三个彼此连接的浮子,且所述浮子包括具有轴的引导装置33,其保持浮子与浮选基座2的相对平面位置(由于所使用的视图类型,其仅示出两个浮子),每个具有电动卷轴的浮子包括有发射装置29;在这种情况下,所述发射装置29包括在自由端附接到浮选基座2的绳索,使得所述电动卷轴在浮动基础结构1的压载和下降到其操作深度的期间提供绳索。所述绳索是预拉紧的。
在图6(c)展示的实施例中,稳定装置27包括部分地围绕基部14的单个浮子,浮子在平面图中具有U形几何形状,且其包括牵引装置31,在这种情况下,牵引装置31包括有三个电动卷轴,每个电动卷轴包括有自由端附接到浮选基座2的绳索,从而使得每个所述电动卷轴提供绳索,直到浮动基础结构1被压载并下降到其操作深度。
在图6(d)展示的实施例中,稳定装置27包括由具有电动卷轴的两个驳船或船只,每个电动卷轴包括有自由端附接到浮选基座2的绳索(在该实施例中,特别地附接到各自的延展臂19),从而使得在浮动基础结构1被压载并且下降到其操作深度的过程中,所述电动卷轴提供绳索。
最后,在图6(e)展示的实施例中,稳定装置27包括通过延展臂39连接到浮选基座2的三个浮子(虽然横截面图仅示出两个),延展臂在这种情况下是临时的,还包括有设置有发射装置29的辅助船只27。在这种情况下,在浮选基底2的压载程序的一个阶段,但是不在压载程序的最后阶段,浮子保持露出。
图7展示了对应于本发明所述的安装方法的实施例的下降状态的输送单元9,特别是在将固定缆索8的下端附接于向下推动装置之前的压载浮选基座2的步骤期间。图7展示了两个示意性平面图,其分别示意出了在安装期间具有稳定装置的实施例处于不同安装阶段的局部截面图;所述稳定装置27用于在将向下推动装置和固定缆索8连接到运输单元9的任务期间以及在浮选基座2的压载和下降到其操作深度期间去稳定运输单元9。所述稳定装置27在安装方法中是可选的,且在任何情况下,优选为可拆卸和可重复使用的,从而使得所述稳定装置27在浮动基础结构安装好的状态下不是浮动基础结构1的一部分。
在图7(a)所示的实施例中,稳定装置27包括有三个彼此连接的浮子,并且包括滑动或引导装置33,使得它们允许轴在浮选基座2的压载和/或下降期间滑动,而浮子27保持在表面处(由于所使用的视图类型,附图仅示出两个浮子)。在该实施例阶段中,浮选基座2在运输操作期间是半浸没的。
图7(b)所示的实施例展示了随后的实施阶段,其中浮选基座2是浸没的,同时浮子27保持在表面处,从而使得轴在浮选基座2的压载和/或下降期间滑动。
参考图2至图5,其中每一个均示出了本发明所述的浮动基础结构1的不同实施方式。
图2示出了由延伸的伸缩轴3支撑的风力涡轮机装置7,所述伸缩轴3由四个管状短节形成,即,基部短节4和三个重叠短节5,32,其中一个是头部短节。继而,伸缩轴3通过其基部短节4搁置在浮选基座2上。在该实施例中,轴是半露天的,且浮选基座2被浸没,其一起形成用于风力涡轮机的浮动基础结构1的一部分。从所述浮选基座2的周边区域延伸出三根固定缆索8(由于所示视图,仅有两根保持缆线可见)。这些固定缆索8的一端附接到向下推动装置,相反的另一端连接到浮选基座2,所述向下推动装置包括附接于海床上的附接装置,在该实施例中,所述附接装置为锚定在海床上的打入桩12。所述固定缆索在浮选基座2和相应的打入桩之间延伸,其采用一定的倾斜度,以改善它们可能作用于浮动基础结构1的水平作用的行为。在该实施例中,浮选基座2具有可能被差异化压载的不同的隔室,以产生压载物的非均匀分布,其至少部分地抵消诸如波浪,海流等的外部作用。压载物材料14可以是液体材料,固体材料或两者的混合物。
图3示出了由延伸的伸缩轴3支撑的风力涡轮机装置7,该伸缩轴3由四个管状短节形成,即,基部短节4和三个重叠短节5,32。继而,伸缩轴3通过其基部短节4搁置在浮选基座2上。在该实施例中,轴是半露天的,且浮选基座2是被浸没的,其一起形成用于风力涡轮机的浮动基础结构1的一部分。从所述浮选基座2的周边区域延伸出三根固定缆索8(由于所示视图,仅有两根固定缆索可见)。具体地,在该实施例中,浮选基座2包括从所述浮选基座2横向延伸出的三个延展臂19,并且从每个延展臂19延伸出相应的固定缆索8。所述固定缆索8的一端附接到向下推动装置,其相反的另一端附接到浮选基座2上,所述向下推动装置包括附接到海床的附接装置,在该实施例中,所述附接装置是中空混凝土箱34式的用于每根缆索的搁置在海床上的块状元件。箱34的内部填充有压载材料14,通过压载材料14,所述箱34借助重力锚固到海床。所述缆索在浮选基座2和相应的箱34之间竖直延伸。浮选基座2还包括加压气室22,其将会在下文中被更详细解释。在本实施例中,浮选基座2没有压载。
在该实施例中,缆索可以相对于垂直线成一定角度布置,使得每根缆索的下端比同一缆索的上端更远离轴的中心垂直轴线10,而不脱离本发明的保护范围。
图4示出了由延伸的伸缩轴3支撑的风力涡轮机装置7,该伸缩轴3由四个管状短节形成,即,基部短节4和三个重叠短节5,32。继而,伸缩轴3通过其基部短节4搁置在浮选基座2上。在该实施例中,轴是半露天的,且浮选基座2是被浸没的,其一起形成用于风力涡轮机的浮动基础结构1的一部分。从所述浮选基座2的周边区域延伸出三根固定缆索8(由于所示视图,仅有两根固定缆索可见)。所述固定缆索8的一端附接到向下推动装置,其相反的另一端附接到浮选基座2上,所述向下推动装置包括附接到海床的附接装置,在该实施例中,所述附接装置包括有中空混凝土箱34式的搁置在海床上的块状元件,所有缆索共用的中空混凝土箱34。共用箱34的内部填充有压载材料14,通过该压载材料14,所述共用箱34借助重力锚固到海床。所述缆索在浮选基座2和所述共用箱34之间垂直延伸。在该实施例中,所述浮选基座2被压载,允许产生压载的不均匀分布,其至少部分地抵消外部作用,例如波浪,海流等。
在该实施例中,缆索可以相对于垂直线成一定角度布置,使得每根缆索的下端比同一缆索的上端更远离轴的中心垂直轴线10,而不脱离本发明的保护范围。
图5示出了由延伸的伸缩轴3支撑的风力涡轮机装置7,该伸缩轴由两个管状短节形成,在本实施例中,所述两个管状短节分别为由混凝土制成的基部短节4和由金属制成的头部短节32。继而,伸缩轴3通过其基部短节4搁置在浮动基座2上。在该实施例中,伸缩轴是露天的,且浮选基座2是半露天的,其一起形成用于风力涡轮机的浮动基础结构1的一部分。从所述浮选基座2的周边区域延伸出三根固定缆索8(由于所示视图,仅有两根固定缆索可见)。具体地,在该实施例中,浮选基座2包括从所述浮选基座2横向延伸出的三个延展臂19,并且从每个延展臂19延伸出相应的固定缆索8。所述固定缆索8的一端附接到向下推动装置,其相反的另一端附接到浮选基座2上,所述向下推动装置包括附接到海床的附接装置,在该实施例中,所述附接装置是该锚定在海床上的打入桩12。所述固定缆索在浮选基座2和相应的打入桩之间垂直延伸。在本实施例中,浮选基座2没有压载。
此外,浮动基础结构1包括三个支撑20,每个支撑从相应的延展臂19开始,并且通过其另一端连接到浮动基础结构1的轴的基部短节4的上端。实际上,该实施例提供了三根绳索,每根绳索的一端连接到打入桩12,另一端连接到浮动基础结构1的轴的基部短节4的上端。每根所述绳索穿过偏转元件21,进而使得每根绳索分成从延展臂19到打入桩12的下部段和从延展臂19延伸到浮动基础结构1的轴的基部短节4的上端的上部段,然后每个所述下部段形成每个所述固定缆索8,并且每个所述上部段形成每个所述支撑20,所述偏转元件21设置在相应的延展臂19的自由端。在该实施例中的所述偏移元件21是具有弯曲表面的塑料元件,其允许缆索偏转,采用适当的弯曲半径。
参考图8,其示出了图4的实施例的安装方法的中间阶段,图8(a)示出了处于运输阶段的运输单元9,其中自浮且独立的运输单元9由拖船28牵引,所述自浮且独立的运输单元9包括有由浮选基座2、在折叠状态下由所述浮选基座2支撑的伸缩轴3以及连接到所述伸缩轴3的头部短节32的风力涡轮机装置7。在该实施例中,向下推动装置包括附接到海床的附接装置,该附接装置包括用于搁置在海床上的可邻接的块状元件,其形式为所有固定缆索共用的中空混凝土箱34,该块状元件的平面图基本上与浮选基座2一致。在该运输阶段,所述共用箱34邻接在所述输送单元9的底平面上并与其一起运输。所述共用箱34在该运输阶段通过固定缆索8或通过任何已知的紧固装置邻接于浮选基座2,一旦该运输阶段完成,该紧固装置就被释放。
事实上,一旦图8(a)所示的运输阶段完成并且在图8(b)中所示的系泊状态之前,共用箱34被压载,从而在与将所述共用箱34附接到浮动基座2的固定缆索8释放的同时,使得所述共用箱下降直到搁置在海床上。
图8(b)示出了运输单元9,其中可邻接的块状元件处于其系泊和压载状态,其中固定缆索8被完全释放且共用箱34搁置在海床上,并且所述浮选基座2基本上漂浮在水面上。
在图8(b)所示的安装状态之后和在图8(c)所示的安装状态之前,使用了用于固定缆索的牵引装置31来牵引预定数目的缆索,这导致浮选基座2下降到其操作深度,因为压载的共用箱34由于其重量而保持锚定到海床。在这种情况下,所述牵引装置31是重型吊索起重器,可以从浮选基座内部的可接入舱室对其进行操作。
因此,图8(c)示出了在所述安装状态下的发明所述的浮动基础结构1,其中以精确的措施释放缆索,从而使得浮选基座2位于其操作深度,且共用箱34搁置在海底。在这种情况下,浮动基础结构1的轴是半露天的,并且浮选基座2是浸没的。
所述牵引装置31可以在开始就连接于浮动基础结构1,并且用于在可邻接的共用箱34的压载阶段,所述牵引装置可选地用于释放固定缆索8。类似地,所述固定缆索可以在开始就连接于共用箱34,并且在运输阶段经由缆索收集装置30收集。
在图8所述的本发明的实施例中,独立传送的或者邻接的块状元件在浮选基座2的压载过程中通过固定缆索8提供所需的稳定性,即使浮选基座2完全浸没。为此,可以在不使用浮选稳定装置27的情况下也可执行安装过程。
图9和10展示了本发明所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构1的相应实施例,其中浮选基座2由多个中空本体形成。具体地,图9展示了根据本发明所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构1的实施例,其中浮选基座2由主中空体和两个附加中空体形成,所有中空体通过网格型结构连接在一起;图10展示了本发明所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构1的实施例,其中浮选基座2由主中空体和三个附加中空体形成,每个附加中空体通过一个杆式结构连接到主中空体,在这种情况下,杆式结构也由棱柱形中空体形成。
在图9所示的实施例中,中空主体为盘形,且在其上支撑有非伸缩管状轴40,非伸缩管状轴40又支撑风力涡轮机装置7,并且所述实施例还布置有附加中空体,所述附加中空体布置成与中空主体形成三角形布局。在该实施例中,所述固定缆索8各自从每个中空体延伸出,并且其一端附接到向下推动装置,相反的另一端连接到浮选基座2,所述该向下推动装置包括有附接到海床上的附接装置,在该实施例中,所述附接装置为锚定到海床的打入桩12。
继而,在图10的实施例中,中空主体为盘形且支撑浮动基础结构1的轴,并且附加中空体围绕所述中空主体布置在彼此等距且与所述中空主体等距的位置。在该实施例中,固定缆索8各自分别从附加中空体中的每一个延伸出,并且所述固定缆索8通过其一端附接到向下推动装置,该一端相反于附接于浮选基座的一端,该向下推动装置包括到海床的附接装置,在该实施例中,所述附接装置为锚定到海床的打入桩12。
该实施例的浮动基础结构1还包括三个支撑20,每个支撑从每个附加中空体伸出,并且连接到浮动基础结构1的轴的基部短节4的上端。优选地,本发明所述的浮动结构的支撑20的下端接合到浮动结构的浮选基座2的一位置,该位置接近或对准于固定缆索8中的一个的上端的结合点。
在该实施例中,伸缩轴3的短节由预制的半短节形成,这些半短节在垂直接合部38处接合,形成轴的基本上圆柱形的短节。类似地,在所述圆柱形短节之间形成沿着轴的水平接头37。
由半短节形成的塔部短节可以在干坞中和/或港口预组装以形成完整的短节,然后将完整的短节附接到浮选基座2,作为中间步骤,上述组装方式也适用于使用伸缩塔的其它离岸基础结构,例如本发明中所描述的浮动基础结构。
最后,图11展示了根据本发明所述的浮动基础结构1的实施例的详细视图,具体地,具有延展臂19的浮选基座2包括加压气室22和利用波浪力的井式涡轮23,所述加压气室对应于图3所述实施例中的加压气室22。
更具体地,浮选基座2的周壁向下延伸,从而形成了朝下的空腔。所述空腔最初包含有当浮选基座2被放置在场地的水体中时被捕获的空气。此外,当浮选基座2被浸没时,所述捕获的空气被压缩,从而形成所述加压气室22。替代地或附加地,空气或任何其它加压气体可以被引入所述加压气室22中。另外,浮选基座2为分隔式的。每个隔室具有在端壁中的开口和与每个这样的开口相对应地井式涡轮机23。此外,隔室还在隔室之间的每个分隔壁上具有开口。这些隔室之间的分隔壁也向下延伸,从而使得所述加压气室22也被隔开。
井式涡轮机23的发电系统基于OWC(振荡水柱)技术,其依赖于气室22上的波浪所产生的压力变化,该压力变化驱动空气通过井式涡轮机23。
本申请实施例中井式涡轮机23的发明点是利用波浪发电,在本申请的实施例中,对于风力涡轮机来说,浮动结构即为用于风力涡轮机的浮动基础结构1,井式涡轮机23是比较合适的,由于疏散由风力涡轮机产生能量的整个基础建设是现有技术。
此外,加压气室22可以包括用于控制和调节包含在所述加压气室22中的气体的体积和/或压力的装置,以便调节或帮助调节浮动基础结构1的深度,并且调节或帮助调节加压气室22的谐振频率以提高振荡水柱系统的效率。
在本发明的原理保持不变,且不偏离本发明的保护范围的情况下,实施例和结构细节可能与为了说明的目的和非限制性的意义而描述和表示的实施例和结构细节相差很大。
例如,通过说明的方式,根据本文献的教导,对于本领域技术人员显而易见的是,涡轮装置可以包括上风或下风涡轮机以及任何数量的叶片,而不限于如为了说明目的所示的三个叶片。
同样为了说明的目的,虽然本文件提及到了用于连接向下推动装置和浮选基座的“缆索”,但本领域技术人员应该理解的是,可以通过链条,杆,吊索等代替缆索,而不脱离本发明的范围。
同样为了说明的目的,本领域技术人员根据本文献的教导将会发现,本文中称为“臂”的横向延伸部可以为连续冠部或冠部弧或任何其它类型的结构,并耦合或甚至集成在侧向延伸部中,而不偏离本发明的保护范围。类似地,在本发明的启示下,对于本领域技术人员显而易见的是,尽管对于包括在本发明中的许多元件,例如轴,中空体或箱,优选为基本上圆形的形状,但是在不脱离本发明的范围的情况下,许多其它形状是可接受的,例如正方形或矩形形状,或规则和不规则的多边形形状。
可以使用已知的技术来调节块状元件的压载材料的体积和/或重量,例如在潜艇中用于控制深度的那些类似的已知技术。
Claims (37)
1.一种用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,其包括
-浮选基座,其包括有至少一个可选择性地填充有压载物的中空主体,其中浮选基座的最大水平尺寸大于浮选基座的最大垂直尺寸,
-伸缩轴,由所述浮选基座支撑,包括至少两个短节,两个短节分别为基部短节和头部短节,
-向下推动装置,以及
-至少三个固定缆索,其相应的上端附接到所述浮选基座,优选地附接在所述浮选基座的周边位置,并且其相应的下端附接到所述向下推动装置,从而使得所述固定缆索拉紧,且在所述浮选基座上施加向下的力;
并且其特征在于,在安装状态下,所述轴是半露天的且所述浮选基座是浸没的,或者所述轴是露天的且所述浮选基座是半浸没的。
2.如权利要求1所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,其包括至少一个支撑,所述至少一个支撑的上端连接到所述伸缩轴,且其下端连接到所述浮选基座,并且至少一个所述支撑相对于垂直方向倾斜,使得所述支撑的下端比支撑的上端更远离轴的中心垂直轴线。
3.如权利要求2所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述支撑中的至少一个由相应的固定缆索的延长部形成,浮选基座包含有至少一个偏转元件,其允许弯曲所述固定缆索的轴线,所述固定缆索的上端最终连接到所述轴,且其特征在于,所述偏转元件比所述固定缆索的所述上端更远离所述轴的中心垂直轴线。
4.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮选基座是包含有单个基本封闭的呈箱状主体的结构。
5.如前述权利要求1-3中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮选基座是包括至少两个基本封闭的箱状主体的结构,所述箱结构彼此直接连接或者通过一个结构装置连接。
6.如前述权利要求5所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征 在于,所述结构装置是网格结构和条形结构。
7.如前述权利要求4-6中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述封闭的箱状主体的结构中的至少一个主要由混凝土制造。
8.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述伸缩轴的中心垂直轴线与所述浮选基座的中心垂直轴线相一致。
9.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮选基座包括用于调节容纳在至少一个所述基本中空的主体内部的压载物的体积和/或重量的装置。
10.如权利要求9所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述基本上中空的主体被分成隔室,并且所述调节装置包括用于所述隔室中的至少一个的独立调节装置。
11.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述向下推动装置包含有附接到海床的附接装置。
12.如权利要求11所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述附接装置包括有打入桩,锚固微桩,固化材料的锚定球或锚定吸力桶,其可抵抗由固定缆索传递到它们的向上的力。
13.如权利要求11所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述附接装置包括有至少一个搁置在海床上的块状元件,由于其自身重量,所述块状元件能够抵抗由固定缆索施加于其上的向上的力。
14.如权利要求13所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述搁置的块状元件包括至少一个基本上中空的混凝土箱,其完全或部分地可填充有压载材料。
15.如权利要求14所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述块状元件包括有用于调节包含于其中的压载物的体积和/或重量的装置。
16.如前述权利要求13-15中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础 结构,其特征在于,所述块状元件中的至少一个在未压载状态或至少部分压载的状态下是自浮式的。
17.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,至少一个所述块状元件可以临时地邻接到所述浮选基座。
18.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮动结构包括用于暂时收集所述固定缆索的装置。
19.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮动基础结构包括至少一个从所述浮选基座的主体或主体组的周边向外侧向突出的延展臂,并且至少一个所述固定缆索的上端附接于相应的延展臂。
20.如权利要求19所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述支撑中的至少一个的下端附接到相应的延展臂。
21.如权利要求19所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述支撑中的至少一个由相应的固定缆索的延长部形成,并且所述延展臂包括有偏转元件,所述偏转元件允许弯曲所述固定缆索的轴线,且固定缆索的上端最终安装到轴上;并且其特征在于,所述偏转元件比所述固定缆索的所述上端更远离所述轴的中心垂直轴线。
22.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮动基础结构包括在所述浮选基座下方的至少一个容纳在外壳中的加压气室,并且所述外壳在底部开口,使得其连接到浮选站的水的主体。
23.如权利要求22所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,其包括用于控制和调节包含在所述加压气室中的气体的体积和/或压力的装置。
24.根据权利要求22和23中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,所述浮动基础结构在浮选基座中包括用于处理来自波浪的能量的装置,其包括在通过浮动基座的底侧的空气通道上的至少一个井式涡轮机,连通浮选基座和/或轴的密封的内部壳体与所述加压气室。
25.如前述权利要求中任一项所述的用于风力涡轮机的浮动基础结构的安装方法,其特征在于,它包括以任何技术上可行顺序而执行的以下步骤:
a)在岸上或岸边制造浮选基座,
b)干式制造所述伸缩轴,包括至少一个基部短节和一个头部短节,
c)根据以下子步骤,在岸上或岸边形成浮动且独立的运输单元,所述运输单元包括浮选基座,处于收缩状态的伸缩轴以及至少一部分连接到所述伸缩轴的头部短节的风力涡轮机装置:
c1)将所述处于收缩状态的伸缩轴放置在所述浮选基座上,
c2)将所述风力涡轮机装置的至少一部分附接到所述头部短节,
c3)如果适用,将延伸臂附接到浮选基座,
c4)如果适用,将所述支撑附接到所述浮选基座,
c5)如果适用,将波浪能利用装置附接到浮选基座,
d)以自浮方式将所述浮动且独立的运输单元运输或牵引到所述浮选站,在运输期间,所述浮选基座保持半浸没且处于收缩状态的所述伸缩轴保持完全露出,
本发明所述的安装方法的特征还在于,在步骤a)之后和/或在制造或构造向下推动装置之后,以任何不同的顺序包括以下步骤:
e)将每个固定缆索的一端附接到浮选基座,
f)将每个固定缆索的另一端附接到所述向下推动装置,
本发明所述的安装方法的特征还在于,其在步骤d)之前包括以下步骤:
g)将浮选基座放置在制造站的水体上;
本发明所述的安装方法的特征还在于,其在步骤e)和f)之后包括以下步骤:
h)通过所述固定缆索向所述浮选基座施加向下的力,该力由向下推动装置产生;
本发明所述的安装方法的特征还在于其在步骤c)之后并且优选在步骤h)之前,包括以下步骤:
将所述伸缩轴与所述风力涡轮机装置一起延伸;
本发明所述的安装方法的特征还在于,其在步骤d)之后,还包括以下步骤:
j)如果适用,将所述用于保持侧向位置的装置附接到所述基础结构;以及
如本发明所述的安装方法的特征还在于,其在步骤h)之前包括以下步骤:
k)如果适用,将附接装置附接到海床上。
26.如权利要求25所述的安装方法,其特征在于,所述可邻接的块状元件中的至少一个形成所述运输单元的一部分,且与所述浮选基座和所述伸缩轴一起运输,并且一旦到达浮选站,所述块状元件被压载且从浮选基座向下移动,直到其达到浮动基础结构的安装好的状态所需的重量和位置。
27.如权利要求25至26中任一项所述的安装方法,其特征在于,在步骤c)之后和在步骤h)之前还包括如下步骤:
m1)将浮动稳定器装置临时附接到浮动基础结构;
并且在步骤h)之后和步骤l)之后还包括步骤:
m2)从浮动基础结构中移除浮动稳定器装置。
28.如权利要求27所述的安装方法,其特征在于,所述浮动稳定器装置包括:
-至少三个浮子在相对固定的位置处附接到浮选基座,每个浮子具有足够的高度以在步骤l)中始终保持部分地露天,和/或
-至少两个浮子,其通过发射装置连接到所述浮选基座,所述发射装置随着所述浮选基座的深度在步骤l)期间下降时延伸,每个浮子具有浮力,从而使得其在整个步骤l)中保持在所述水面处,和/或
-至少一艘驳船,其通过发射装置连接到所述浮选基座,所述发射装置随着所述浮选基座的深度在步骤l)期间下降而延伸,每个驳船具有浮力,从而使得其在整个步骤l)中保持在水面处,和/或
-至少一个辅助船只,其配备有将船只附接到浮选基座的发射装置。
29.如权利要求25至28中任一项所述的安装方法,其特征在于,在步骤h)之前,还包括以下步骤:
n1)在岸上或岸边制造至少一个具有向下推动装置的混凝土箱并将其放置在制造站的水体中,
n2)以自浮力方式将所述混凝土箱运输或牵引到所述浮选站,
n3)对所述混凝土箱进行压载,使得其浸没到其操作深度;
且其特征在于,其在步骤n3)还包括有:
n4)对所述混凝土箱进行压载,使得其重量增加到用于安装状态所需的值。
30.如权利要求25至29中任一项所述的安装方法,其特征在于,在步骤h)之前还包括以下步骤:
o)将用于所述固定缆索的牵引装置放置在所述浮选基座上;
从而使得本发明的安装方法还可以在步骤h)中包括:
致动所述用于固定缆索的牵引装置以垂直移动所述浮动基座。
31.如权利要求25至30中任一项所述的安装方法,其特征在于,所述方法的至少一个步骤使用至少两个拖船来控制所述浮动基础结构的水平位置。
32.如权利要求25至31中任一项所述的安装方法,其特征在于,本发明的安装方法的步骤i)分为如下两个步骤:
-第一步骤,在步骤c)之后所述伸缩轴部分延伸,以及
-第二步骤,在启动步骤h)之后所述伸缩轴完全伸展。
33.如权利要求25至32中任一项所述的安装方法,其特征在于,如果步骤c2)包含有仅在头部短节上安装所述部分风力涡轮机装置,则所述安装方法还包括在启动步骤d)之后的如下步骤:
p)在头部短节上组装整个风力涡轮机装置。
34.如前述权利要求中任一项所述的安装方法,其特征在于,在所述基 础结构的安装好的状态下,所述浮选基座完全浸没且所述轴部分浸没。
35.一种风力涡轮机,其使用了权利要求1至25中任一项所述的浮动基础结构。
36.一种风力涡轮机,其使用了权利要求25至33中任一项所述的安装方法来安装浮动基础结构。
37.一种用于风力涡轮机的浮动基础结构,其特征在于,包括:
-浮选基座,其包括有至少一个可选择性地填充有压载物的中空主体,
-伸缩轴,由所述浮选基座支撑,包括至少两个短节,两个短节分别为基部短节和头部短节,
-向下推动装置,以及
-至少三个固定缆索,其相应的上端附接到所述浮选基座,优选地附接在所述浮选基座的周边位置,并且其相应的下端附接到所述向下推动装置,从而使得所述固定缆索拉紧,且在所述浮选基座上施加向下的力;
并且其特征在于,在安装状态下,所述轴是半露天的且所述浮选基座是浸没的,或者所述轴是露天的且所述浮选基座是半浸没的。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170517 |