CN112555099A

CN112555099A - 蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统

Info

Publication number: CN112555099A
Application number: CN202011253722.XA
Authority: CN
Inventors: 郭文礼; 郭晔恒; 孔瑞蕾; 谈琦; 王茉莉
Original assignee: Henan Hengju New Energy Equipment Co ltd
Current assignee: Henan Hengju New Energy Equipment Co ltd
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2021-03-26

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，提供了一种蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统。该蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，包括：蟹爪半潜漂浮式平台机构，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构的底侧设有渔牧场；风光发电机构，所述风光发电机构设于与所述蟹爪半潜漂浮式平台机构的上侧；电解水制氢氧机构，所述风光发电机构与所述电解水制氢氧机构连接；氢氧利用机构，所述氢氧利用机构与所述电解水制氢氧机构连接。本发明采用风光一体化发电，为电解水制氢氧机构提供电能，降低制氢成本，将渔牧场设置于蟹爪半潜漂浮式平台机构的底侧，构成联合生产系统，配合紧密，布置紧凑，海上漂浮平稳，节能环保，生态一体化。

Description

蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统。

背景技术

氢能被视为21世纪最具发展潜力，高能量密度的清洁能源。20世纪90年代中期以来，多种因素的汇合，增加了氢经济的吸引力。这些因素包括持久的城市空气污染，对较低或零排放的交通工具的需求，对我国来说减少对国外石油进口的需求，可再生能源的能量储存的需求等，氢能作为一种高效，清洁，可持续的无碳能源，已得到世界各国的普遍关注，各国政府都高度重视氢能的发展，被视为21世纪的绿色能源和战略能源，都在国家层面上制定长期发展计划。

在我国，21世纪以来，将氢能列入国家能源发展规划，以达到加速我国氢能发展进程，促进氢能商业化的目标。2018年我国的氢产量为2100万吨，预计到2030年，我国氢的需求量将达到4000万吨以上，如果氢能汽车产业化速度加快，氢气的需求量将会达亿吨级，随着氢经济的快速发展，每年对氢气的需求量在巨增。近几年可构成氢产业链年产值约13.5万亿元。

目前，我国制氢的方法有工业副产氢，电解水制氢，化工原料制氢，化石燃料制氢和其他制氢法。这些制氢方法中，只有电解水制氢最环保，其他几种主要的制氢方法都伴随着大量的二氧化碳的产生。因此，要使氢经济和环保友好，就是采用电解水制氢。电解水制氢占据了工艺简单，无污染，产品纯度高(可达99.99％)，全球水资源丰富等优势。但这种制氢的方法耗电量很大，而目前电网电价又比较高，所以制氢的成本相对比较高，而电作为电解水制氢的重要原料，电价阻碍着电解水制氢发展。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，以解决现有电解水制氢成本高的问题。

根据本发明实施例的一种蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，包括：

蟹爪半潜漂浮式平台机构，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构的底侧设有渔牧场，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构用以漂浮设置在海面上；

风光发电机构，所述风光发电机构设于与所述蟹爪半潜漂浮式平台机构的上侧，用以利用风能和光能发电；

电解水制氢氧机构，所述风光发电机构与所述电解水制氢氧机构连接，用以为所述电解水制氢氧机构提供电能；

氢氧利用机构，所述氢氧利用机构与所述电解水制氢氧机构连接，用以对所述电解水制氢氧机构制备的氢气和氧气分别利用。

根据本发明实施例的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，通过设置蟹爪半潜漂浮式平台机构，实现将风光发电机构、电解水制氢氧机构和氢氧利用机构稳定支撑在海面上，通过采用风光一体化发电，为电解水制氢氧机构提供电能，降低制氢成本，将渔牧场设置于蟹爪半潜漂浮式平台机构的底侧，构成联合生产系统，配合紧密，布置紧凑，海上漂浮平稳，节能环保，生态一体化。

根据本发明的一个实施例，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构包括压载舱、浮力舱、系泊组件、第一平台和第二平台，所述浮力舱设于所述压载舱上，所述系泊组件设于所述浮力舱的周侧，所述第一平台设于所述浮力舱的上侧，所述第二平台设于所述第一平台的上侧；

所述第一平台和所述第二平台之间设有内舱室、中舱室和外舱室，所述内舱室与所述中舱室之间设有第一隔墙，所述中舱室与所述外舱室之间设有第二隔墙，所述外舱室的外围设有第三隔墙。

根据本发明的一个实施例，所述压载舱包括上压载柱、中心压载柱和压载筒，所述中心压载柱的周侧设有多个所述压载筒，所述上压载柱设置于压载筒上侧，所述压载筒与所述上压载柱和所述中心压载柱连通，所述中心压载柱设有与其连通的进出水管，所述上压载柱设有吸排气管。

根据本发明的一个实施例，所述浮力舱包括第一环形浮力圈、第一浮力柱、第二环形浮力圈和第二浮力柱，多个所述第一浮力柱沿所述第一环形浮力圈的周侧设置并与所述第一环形浮力圈连通，多个所述第二浮力柱沿所述第二环形浮力圈的周侧设置并与所述第二环形浮力圈连通，所述第二浮力柱与所述第一浮力柱一一对应，且所述第二浮力柱设于所述第一浮力柱上侧并连通。

根据本发明的一个实施例，所述第一浮力柱上设有减振螺旋板，所述第二浮力柱设有蟹爪阻尼桶。

根据本发明的一个实施例，所述系泊组件包括起链机、导链器、系泊索和锚，所述起链机设于所述第一平台，所述起链机的输出端与所述导链器连接，所述导链器与所述系泊索的第一端连接，所述系泊索的第二端与所述锚连接。

根据本发明的一个实施例，所述渔牧场包括网衣、底板和水泥砣，所述网衣的周侧与所述第一环形浮力圈周侧的多个所述第一浮力柱围合连接，所述底板设于所述网衣的内侧，所述水泥砣悬吊于所述底板的底侧。

根据本发明的一个实施例，所述风光发电机构包括风力发电单元、光伏发电单元、整流单元、直流控制单元和储电单元，所述风力发电单元设于所述第二平台上，所述光伏发电单元设于所述风力发电单元上侧，所述风力发电单元的输出端与所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端和所述光伏发电单元的输出端均与所述直流控制单元的输入端连接，所述直流控制单元的输出端与所述储电单元的输入端连接，所述储电单元的输出端与所述电解水制氢氧机构连接；

所述整流单元、所述直流控制单元和所述储电单元均设于所述中舱室内。

根据本发明的一个实施例，所述电解水制氢氧机构包括电解水单元、碱液储罐、纯水储罐、海水净化器和海水泵，所述电解水单元与所述储电单元的输出端连接，所述电解水单元分别与所述碱液储罐和所述纯水储罐连通，所述纯水储罐与所述海水净化器连通，所述海水净化器与所述海水泵连接。

根据本发明的一个实施例，所述氢氧利用机构包括氢气纯化单元、氢气压缩机、氢气储罐、氧气压缩机和氧气储罐，所述氢气纯化单元与所述电解水单元的出氢管连接，所述氢气纯化单元与所述氢气压缩机连接，所述氢气压缩机与所述氢气储罐连接；

所述氧气压缩机与所述电解水单元的出氧管连接，所述氧气压缩机与所述氧气储罐连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统的结构框示图；

图2为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统的正视图；

图3为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中蟹爪半潜漂浮式平台机构的正视图；

图4为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中蟹爪半潜漂浮式平台机构的俯视图；

图5为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中压载舱的正视图；

图6为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中浮力舱的正视图；

图7为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中风光发电机构的结构示意图；

图8为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中蟹爪半潜漂浮式平台机构的平面布置示意图；

图9为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中渔牧场的结构示意图；

图10为本发明实施例蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统中系泊组件的框示图。

附图标记：

1、风力发电单元；101、塔架；102、涡轮转子；103、涡轮静子；104、变桨风门；105、集风器；106、防雨罩平台；107、封顶平台；108、机房；2、光伏发电单元；3、整流单元；4、直流控制单元；5、储电单元；6、电解水单元；7、碱液罐；8、纯水储罐；9、海水净化器；10、氢气纯化单元；11、氢气压缩机；12、氢气储罐；13、加氢站；14、氢气液化生产试验站；15、氧气储罐；16、氧气压缩机；17、逆变器；18、厂用交流负载；19、燃料电池生产试验站；20、蟹爪半潜漂浮式平台机构；201、压载舱；202、浮力舱；203、系泊组件；204、蟹爪阻尼桶；205、第一平台；206、第三隔墙；207、第二隔墙；208、第一隔墙；209、第二平台；2010、内舱室立柱；2011、中舱室立柱；2012、外舱室立柱；2013、外立柱；201A、压载筒；201B、上压载柱；201C、吸排气管；201D、进出水管；201E、中心压载柱；2021、第一浮力柱；2022、第一环形浮力圈；2023、第二浮力柱；2024、第二环形浮力圈；2025、外支撑浮力柱；2026、内支撑浮力柱；2027、连接管；2028、连接法兰；2029、减振螺旋板；2031、导链器；2032、起链机；2033、系泊索；2034、躺底段；2035、锚；21、渔牧场；2101、水泥砣；2102、网衣；2103、饵料自动给料器；2104、饵料储料箱；2105、饵料输送管；2106、底板；22、海水泵；23、工程电梯；24、泊船码头；25、内栈道；26、中栈道；27、外栈道；28、防水舱门；29、垂钓台；30、观光电梯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

近年来，我国风能，太阳能等可再生能源的开发利用发展迅猛，利用风能和太阳能发出的电去制氢，实际上是将电能储存在氢气中，每燃烧1kg氢气时可放出241.418kJ的热能，在需要氢气释放能量时，可以通过氢燃料电池转变成电能或者直接燃烧氢气释放热能用来发电，采暖，生活使用。这是可再生能源储能的最佳技术选择之一。电解水制氢的电力成本将会大大降低。

风能和太阳能发电都有能量密度低，稳定性差的弱点，并受到地理分布，季节变化，昼夜交替等影响比较明显。但是，太阳能和风能在时间上和地域上都有一定的互补性，白天太阳能光强时而风小，到晚上光照很弱，由于晚上地表温差变化比较大而风力加剧。在夏季太阳能光照强度大而风小，在冬季太阳能光照强度弱而风大。太阳能发电比较稳定可靠，但成本较高，而风力发电成本相对较低，但随机性比较大，供电可靠性差，太阳能发电单位发电量占地面积大，而风力发电单位发电量占地面积小，土地利用率高。根据这些特点，将风能发电和太阳能发电结合起来，形成风能和太阳能发电互补体系(风光互补体系)，就能够取长补短，达到既能实现日夜连续供电，又能降低发电成本。如果用这种风光互补体系发出的电力，利用电解水的方法去制氢，制氢的电力成本会大大降低。另外，在电解水制氢的同时，也产生大量的氧气，而且电解水产生的氧气纯度又很高，它可以用在化工，冶炼，铸造，金属切割，水产，医疗等领域。考虑到出售氧气带来的收益，给电解水制氢的经济性有较大的提高。

中国陆地具有很大的风力资源，比如“三北”地区及其他风资源丰富地区，都建立了很多风力发电场，但是“三北”地区远离我国东部的用电中心，“三北”地区发出风电无法消纳，常常出现“丢风”现象。力争实现近海新增并网容量达到800～1000万千瓦，研究推进远海深海上风电规划布局和示范性探索。而我国面临着广大的海洋，中国的海岸线有18000多公里，这里蕴藏着巨大的风力资源。海上风况优于陆地，离岸10km。的海上风速比沿岸陆上风速高出25％，东南沿海沿岸是我国风能资源丰富地区，风能资源密度在200W/m²～300W/m²，有效风力出现的时间百分率为80％至90％，离岸10km的海上风速大于8m/s以上的时间约为3500～4000小时，海上很少有静风期，如果海上风速比沿岸风速高出20％，发电量可增加70％。另外，台风登陆后，沿海海域会有大风过程，而风速基本上都处在风力发电机组的切出风速的范围内，这样大大提高了风力发电机组的满发小时数。在远离陆地的远海(50km以上)和深海海域，风力资源更为丰富，据预计我国深远海海域风力发电可开发资源潜力可达到20亿千瓦。海域到60多万平方公里，在这个海域风速要比近海海域的风速高出50％左右。在此海域建立风电场，其设计额定风速可达到12m/s。此海域不光是风能资源丰富，而且风能质量高，海面平坦，风情稳定，因此功率稳定。并且风的湍流强度低，可减少风电机组的疲劳载荷，延长风机使用寿命。更突出的一个优势就是，海面粗糙度小，因而海上风切变小，可以在较低的高度获得更大的风速，因此，此海域的风电场不必要建立太高的风塔，这必然要降低总投资，而且远海，深海海域海事，环保限制因素比较少，远海深海海域是发展风电的重点区域。

我国是一个淡水资源较缺的国家，人均淡水资源只是世界平均淡水资源的1/4，陆地上利用淡水养鱼，生产的鱼量是有限的，满足不了人民生活的需求，据专家估计，到2030年居民对餐桌上鱼类的需求量还要再增加1000万吨，达到9000万吨左右，只靠海上和江河中捕鱼是无法满足需求的，所以近几年沿海的海上网箱养鱼业迅速发展，现在海上网箱已经发展到100万座以上，但几乎都是设置在港湾中，养殖密度已经高于海区的环境容量，已经严重地污染着近海海域的环境，甚至有的海域已经出现了赤潮。这是由于港湾海域为封闭或半封闭水体，养殖网箱的排放出来剩余饵料和污物海水无法消纳，造成污染的缘故。但是，远海深海一方面水域面积大，属于开放性水体，对污物的消耗能力比较强，海水中浮游生物多，鱼类的饵料比较丰富，因此，世界很多国家大力压缩近海网箱养殖而去发展远海深海的网箱养殖。而我国同样是国家出台很多远海深海养殖的政策，鼓励发展建立远深海的“蓝色粮仓”。在这种形势下，随着远深海的建立利用可再生能源生产氢氧的同时，发挥生产装置的内在资源，建立海上“蓝色粮仓”，形成一个“氢氧渔牧”联合生产的体系。

由于海上风电资源比较丰富，特别是远海和深海更为突出，风能资源特别稳定，发电利用小时数比较高，不占用土地，对生态环境影响比较小，不消耗陆上水资源，非常适宜大规模开发海上风电，海上风电一般都靠近经济发达的电力负荷中心，便于电网消纳等特点，给大力开发海上，特别是远海和深海风电创造了极为有利的条件。

如图1至图10所示，本发明实施例提供一种蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，包括：

蟹爪半潜漂浮式平台机构20，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构20的底侧设有渔牧场21，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构20用以漂浮设置在海面上；

风光发电机构，所述风光发电机构设于与所述蟹爪半潜漂浮式平台机构20的上侧，用以利用风能和光能发电；

根据本发明实施例的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，通过设置蟹爪半潜漂浮式平台机构20，实现将风光发电机构、电解水制氢氧机构和氢氧利用机构稳定支撑在海面上，通过采用风光一体化发电，为电解水制氢氧机构提供电能，降低制氢成本，将渔牧场21设置于蟹爪半潜漂浮式平台机构20的底侧，构成联合生产系统，配合紧密，布置紧凑，海上漂浮平稳，节能环保，生态一体化。

根据本发明的一个实施例，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构20包括压载舱201、浮力舱202、系泊组件203、第一平台205和第二平台209，所述浮力舱202设于所述压载舱201上，所述系泊组件203设于所述浮力舱202的周侧，所述第一平台205设于所述浮力舱202的上侧，所述第二平台209设于所述第一平台205的上侧；

所述第一平台205和所述第二平台209之间设有内舱室、中舱室和外舱室，所述内舱室与所述中舱室之间设有第一隔墙208，所述中舱室与所述外舱室之间设有第二隔墙207，所述外舱室的外围设有第三隔墙206。

所述第一隔墙208通过内舱室立柱2010支撑于第一平台205和第二平台209之间，所述第二隔墙207通过中舱室立柱2011支撑于第一平台205和第二平台209之间，所述第三隔墙206通过外舱室立柱2012支撑于第一平台205和第二平台209之间。

所述外立柱2013位于所述外舱室立柱2012的外侧，竖直立于所述第一平台205和第二平台209之间。

根据本发明的一个实施例，所述压载舱201包括上压载柱201B、中心压载柱201E和压载筒201A，所述中心压载柱201E的周侧设有多个所述压载筒201A，所述上压载柱201B设置于压载筒201A上侧，所述压载筒201A与所述上压载柱201B和所述中心压载柱201E连通，所述上压载柱201B设有与其连通的进出水管201D，所述中心压载柱201E设有吸排气管201C。

根据本发明的一个实施例，所述浮力舱202包括第一环形浮力圈2022、第一浮力柱2021、第二环形浮力圈2024和第二浮力柱2023，多个所述第一浮力柱2021沿所述第一环形浮力圈2022的周侧设置并与所述第一环形浮力圈2022连通，多个所述第二浮力柱2023沿所述第二环形浮力圈2024的周侧设置并与所述第二环形浮力圈2024连通，所述第二浮力柱2023与所述第一浮力柱2021一一对应，且所述第二浮力柱2023设于所述第一浮力柱2021上侧并连通。

根据本发明的一个实施例，所述第一浮力柱2021上设有减振螺旋板2029，所述第二浮力柱2023设有蟹爪阻尼桶。可以理解的是，蟹爪半潜漂浮式平台机构20由第一浮力柱2021，第一环形浮力圈2022，第二浮力柱2023，第二环形浮力圈2024，外支撑浮力柱2025，内支撑浮力柱2026，用以连接第二浮力柱2023的连接管2027，用以安装蟹爪阻尼桶204的连接法兰2028，减振螺旋板2029组合，并且管柱互相连通，形成一个强大漂浮式平台的浮力舱202。浮力柱和两层环形浮力圈相连后均分布在漂浮平台最外圈，离中心距离比较长，也就是力臂较长，使浮力舱202可以产生较大的浮力力矩，而且浮力舱202大部分埋入水下，外形均为圆柱体，水线面很小，使得大大减小了波浪作用力，降低了漂浮式平台和海洋流的波普发生共振的可能性。而且在浮力舱202立柱上加装了螺旋板，它对流经平台的水流起到分流的作用，减少漂浮平台的涡激振动的可能性，改善了漂浮式平台在涡流中的性能。这种浮力舱202，在平台安装阶段，它为平台在水面漂浮提供浮力，该漂浮式平台压载舱201由辐条式压载筒201A，上压载柱201B，压载舱201，吸排气管201C，进出水管201D，中心压载柱201E组成一个整体的压载舱201。它以漂浮式平台的中心为基准，采取了对称布置，所以使之整体压载舱201的中心位于漂浮式平台的正中心，而且位于漂浮式平台的最下部，降低了漂浮式平台的重心，使得平台的重心低于漂浮式平台的浮心，从而保证了漂浮式平台无条件的稳定性。在漂浮式风力发电在运行时，一定要保证重力和浮力一定平衡，因为浮力舱202大部分埋在水下，浮力比较稳定，但由于平台上的荷载不断在变化，所以要保证重力和浮力的平衡，采取了在压载舱201中设置了进出水管201D，以调节压载仓的进排水量来达到重力和浮力的平衡。浮力舱202的第一浮力柱2021和压载舱201的辐条式压载筒201A之间有隔舱的紧固相连。浮力舱202的外支撑柱和上压载柱201B之间有隔舱紧密相连。内支撑浮力柱2026和中心压载柱201E有隔舱的紧密相连。

进一步地，蟹爪阻尼桶204的作用是提高半潜漂浮式风力发电塔体在风浪中的稳定性，降低风塔的摇摆度，在遇到侧面强大载荷时，有效降低塔体的倾斜度，以保证漂浮式风力发电装置的正常工作。蟹爪阻尼桶204多个布置在漂浮式平台的四周，通过蟹爪浮桶连接法兰2028和漂浮式平台相连。当侧面载荷(风力、波浪、涌浪等)作用在半潜漂浮式风力发电机组上时，会产生一个让整个塔体向着一个方向倾斜，下压对面阻尼桶入水，入水阻尼桶产生上浮力，受载荷面的阻尼桶将会被抬起，会产生重力，由于蟹爪阻尼桶204离塔体中心较远，有很长力臂，这样的浮力+重力产生的力矩是很大的，这样将会有效地阻止塔体倾斜和摇摆，大大降低了漂浮式风电机组的动态响应。

根据本发明的一个实施例，所述系泊组件203包括起链机2032、导链器2031、系泊索2033和锚2035，所述起链机2032设于所述第一平台205，所述起链机2032的输出端与所述导链器2031连接，所述导链器2031与所述系泊索2033的第一端连接，所述系泊索2033的第二端与所述锚2035连接。可以理解的是，系泊组件203采用的是半张紧悬链线系泊系统包括锚2035、系泊索2033、导缆器和起链机2032。系泊索2033的长度和系泊组件203提供的张力应保证在极端的情况下，系泊索2033不与海底接触。系泊索2033很好的限制漂浮式平台的活动范围，使之不可能任意漂流。对锚链抛出的锚泊线长度有一定要求，保证漂浮式平台在受外界载荷飘移时，系泊索2033下端总能相切于海底，使锚2035的抓力得以充分发挥，防止走锚。为了提高悬链线效应，加大了躺底段2034的重量。

进一步地，第一平台205上布置着整流单元3，直流控制单元4，储能单元，电解制氢氧单元，储碱罐，纯水储罐8，海水淡化单元，氢气纯化单元10，氢气压缩机11，氢气储罐12，加氢站13，氢气液化生产试验站14，氧气储罐15，加氧站，变流器，燃料电池生产试验站19，海水泵22，库房，办公室，职工餐厅，泊船码头24，工程电梯23，观光电梯30，防水舱门28，垂钓台29，沿甲板周边设置有外栈道27，内侧设有中栈道26和内栈道25，布置位置要使甲板上承重量尽量对称平衡，使第一平台205的重心保持在甲板的中心。

根据本发明的一个实施例，所述渔牧场21包括网衣2102、底板2106和水泥砣2101，所述网衣2102的周侧与所述第一环形浮力圈2022周侧的多个所述第一浮力柱2021围合连接，所述底板2106设于所述网衣2102的内侧，所述水泥砣2101悬吊于所述底板2106的底侧。可以理解的是，渔牧场21包括压网铁砣、网衣2102、饵料自动给料器2103、饵料储料箱2104、饵料输送管2105。并由压载舱201各储水管，浮力舱202的各浮力管线围绕连接组合而成，形成一个适合深海养殖的一种新型的网箱结构，平台的四周和底部以一定孔径的网衣2102围起来，构成了一个深海渔牧养殖场。

具体的，海水携带着大量的浮游生物，通过网衣2102可流进流出网箱，给鱼群提供额外的营养饵料。配有鱼饵料储料箱2104，箱体下部和饵料自动给料器相连，经饵料输送管2105相连，组成一个自动饵料配料系统。配合直流控制单元4发出的喂料指令，给鱼定时、定量送餐。网衣2102的下部挂有压网水泥砣2101(或铁砣)，使之形成了一个张紧的梯形圆锥网衣2102，一方面扩大了水体，另一方面有效减少网衣2102变形而对鱼类造成的伤害。本发明是一个氢氧渔牧联合生产系统，氧气非常充足，它可以给渔牧场21提供丰富的氧气，这样可以使鱼群快速生长，并可大幅度提高放养的密度，产鱼量可大幅度提高。蟹爪半潜漂流式垂直轴涡轮风力发电装置的漂浮平台的下部的水域很大，再由下垂的锥形网衣2102形成的养殖空间，如此大的养殖空间非常适合鱼群的生长，这种氢氧渔牧一体化的深海漂浮式平台，一方面承载着风光互补体系的制取氢氧，另一方面可作为深海渔牧场21，一个漂浮式平台，两大作用。远海属于开放型水体，海流很容易把饲料的残饵，鱼类的粪便带走并稀释，并给海水提供氮、磷营养元素，这是一些浮游生物的饵料，这些浮游生物又是鱼类的高营养饵料，这样深海养殖形成了一个小型的海洋生态系统。这种和风力发电装置一体化的深海养殖平台网箱和“氢氧渔牧”一体化的生产装置具有同等的抗台风能力，因此，在强大的台风袭击下，网箱中的鱼群可安全可靠的生活着。深海养鱼的鱼类品种可多样化，可养殖一些高价值的深海鱼类，比如三文鱼、石斑鱼、鲬鱼、团头鲂等，而其成活率可达98％。深海网箱中养殖的鱼类具有野生鱼的营养性能。而且自然饵料多，人工用饵料少，经济效益高。

根据本发明的一个实施例，所述风光发电机构包括风力发电单元1、光伏发电单元2、整流单元3、直流控制单元4和储电单元5，所述风力发电单元1设于所述第二平台209上，所述光伏发电单元2设于所述风力发电单元1上侧，所述风力发电单元1的输出端与所述整流单元3的输入端连接，所述整流单元3的输出端和所述光伏发电单元2的输出端均与所述直流控制单元4的输入端连接，所述直流控制单元4的输出端与所述储电单元5的输入端连接，所述储电单元5的输出端与所述电解水制氢氧机构连接；

所述整流单元3、所述直流控制单元4和所述储电单元5均设于所述中舱室内。可以理解的是，风力发电单元1采用垂直轴涡轮风力发电装置，具体包括塔架101、涡轮转子102、涡轮静子103、变桨风门104、集风器105、防雨罩平台106、塔架101的封顶平台107和机房108。垂直轴涡轮风力发电装置随着外界自然环境的改变，发出无规则的交流电，并将此电力送给整流单元3，将无规则的交流电整理为直流电送给直流控制单元4。

在塔架101的顶部设置有直升机停机坪，该停机坪也是垂直轴涡轮发电装置的排风口的防雨罩平台106，一坪两用。随着海上风力发电逐渐往远海深海海域发展，离岸距离越来越远，而整个可再生能源制氢装置较为庞大，值守人员较多，需要专门交通工具，往返于平台和岸边，运送人员、补给给养和设备，由于小船速度慢，在恶劣天气又不能通船，因此，在平台上设置直升机停机坪，设置了直升机的往返运送，节约了时间，在恶劣的海况下，直升机适应能力强，机组重大故障时，专业维修人员可以快速赶到现场排除故障，遇到意外事故时，伤员可以迅速地转移到陆上医院抢救治疗。在极强烈台风来袭时，可快速撤离工作人员。

值得说明的是，由于海平面表面粗糙度小，海上风切变小，一般来说海平面切变指数≤0.1，而陆地上的切变指数，由于树木、农田、山川丘陵、高楼大厦等诸多影响，地面粗糙度远大于海平面，这样陆地切变指数远大于海平面，最高可达到0.4以上。因此，陆地上风电要向高空要风能，在条件允许的范围内拼命增加风塔高度获取较大的风能。但在海上风电由于风切变小，沿垂直高度上风能资源变化不大，没必要加高风塔来获取大的海上风能，应该是增大风塔的直径来获取大的风能。所以我们创造发明的大直径大功率垂直轴涡轮发电装置就符合这个发明思路，加大涡轮转子102直径，配合集风器105的大直径收缩喉管效应来获取大的海上风能，这样可大大降低风塔的高度，这种结构一方面获取了大的风能，另一方面可以提高风塔抗击台风的能力，由于风塔加大了直径，必然加大了底盘平台的直径，如果采用的是漂浮式平台，它可以大大提高抗击风浪的冲击，提高了整体装置的稳定性，降低了风塔在风浪中的倾斜度。由于加大了风塔的直径。大大提高海上风能的采集，提高了单机功率，根据本发明系统设计的要求，可以将用于海上风电的垂直轴涡轮发电装置的单机功率设计到单机50MWh以上，这样大大降低了单位kWh的建设成本。海面域广阔，可以加大垂直轴风力发电装置的直径，降低塔架101高度来获取所需要的风能资源，这将会大大降低风力发电的投资成本，便于海上的安装和运行维护。

进一步地，光伏发电单元2包括多个光伏电池板，并由机械和电器连接，按一定方式组装在一起，并且坐落在支架上，构成了一个直流发电单元，将这个电力送给直流控制单元4。由于垂直轴涡轮风力发电装置加大了直径，在它的顶部，具有一个广阔的平台，在平台上可以设置光伏电池板发电，一个50MWh的垂直轴涡轮风力发电装置的顶部面积可装设10MWh的光伏板，这样就形成了一个60MWh风光一体化的发电设备。

这种风力发电和光伏发电的布置模式，使之二者合为风光互补一体化的模式，使之对自然资源的利用更加充分，可实现昼夜发电，可提高整个系统发电的连续性，稳定性和可靠性。这也使得单位容量的系统初始投资和发电成本均低于二者的独立系统。

由于“风电+光伏”这种混合系统存在两个发电单元，其中太阳能年变化量和昼夜变化量相对比较平稳，而风能的变化就比较复杂，输出功率随机性比较强，这样增加了这种混合系统运行的复杂性，增加了维护工作的难度和工作量。因此，合理安排季节性负荷，昼夜负荷，光电和光伏的负荷比例，对于发挥这个混合系统的效能非常重要。鉴于此，高性能的智能控制系统的合理的设计和选择对提高系统的发电效果十分重要。

风力发电经过整流变成直流电，和光伏直流电一起进入所述的直流控制单元4。直流控制单元4可对风电和光伏混合发电系统的输入和输出的功率进行调节与分配，并具有实施监控的功能，它要对储电单元5中的蓄电池进行充、放电的控制，它随时监控两路输入的电能，一部分输送给电解水制氢氧机构，还要分配一部分直流电给逆变器17变为稳定的交流电，供厂内动力设备和照明用电，剩余的直流电量给储电单元5的蓄电池充电。当直流控制单元4无电可调配时，它可以自动将储电单元5的存电放回直流控制单元4，自动均衡蓄电池的充、放电功能。当直流控制单元4接受到蓄电池送回的直流电时，首先调配给逆变器17，保证厂内部动力和照明用电，并保证直流控制单元4供电电压的稳定性。根据太阳日照的强弱和风力大小的负荷变化，不断地对蓄电池的工作状态进行调节，使之对蓄电池的充电和放电等多种工况下交替进行，从而保证风光互补发电的连续性和稳定性。并且直流控制单元4还要具备防止蓄电池过充电和过放电现象的发生。控制单元还要带有高低压报警和断开的控制功能。还要配置电流、电压指示，稳压输出，按时数计量。整个直流控制单元4实现智能化控制，充分利用好风电和光伏互补的特性，智能化地确定光伏和风电的负荷比例，处理好控制方式与负载变化的关系，以体现出太阳能和风能互补发电的优越性。逆变器17提供了厂内动力系统和照明的用电，这是离网型系统必备的功能。

进一步地，储电单元5是一个大容量的电储能，基于离网型的模式，系统的一切用电都要靠自身可再生能源发电供给，本系统又处在离海岸很远的深海处，而且要求供电响应速度要快，采用了储电池储能。

其中，储电单元5采用了低成本的铅酸电池储能，储能量根据本系统的自身用电量来定，在可再生能源无法使直流控制单元4输出直流电时，储电池要向直流控制单元4输送电力，储电池的储电量设计为由风电和光伏储存在储电单元5中的电量要能单独供给本系统0.5小时的用电量，利用储存的氢气和氧气同时启动燃料电池给储电单元5供电，以达到连续供电。远海深海离网型半潜漂浮式“氢氧渔牧”联合生产系统的储能系统为“储氢+储氧+储电”的储能系统，储电是一个过渡缓冲。

进一步地，燃料电池生产试验站19中的燃料电池为碱性燃料电池，普通燃料电池采用氢气和空气中的氧气反应，由于空气中含有CO和氮气，经燃料电池反应后会生成CO₂和氮氧化合物对环境产生了污染，另外，对燃料电池的寿命和发电效率都有很大影响，因此，本系统中有足够的纯氧，利用纯氢和纯氧进行燃料电池发电，完全消除了用氢气和空气中的氧反应产生的负面影响。

根据本发明的一个实施例，所述电解水制氢氧机构包括电解水单元6、碱液储罐、纯水储罐8、海水净化器9和海水泵22，所述电解水单元6与所述储电单元5的输出端连接，所述电解水单元6分别与所述碱液储罐和所述纯水储罐8连通，所述纯水储罐8与所述海水净化器9连通，所述海水净化器9与所述海水泵22连接。可以理解的是，电解水单元采用的是由电极，电解质与隔膜组成的电解槽，在电解质水溶液通电将水电解后，在阴极上产生氢气，在阳极上产生氧气，可以电解纯水制氢，也可以直接采用电解海水制氢，或根据系统配置同时设置电解纯水制氢和海水制氢装置。海水可以就地取用，不用纯水制氢，免去了制取纯水成本。而海水电解后，在电解水单元6中还获得了很多副产物“无机盐”，这样的联合作用，也平衡了电解水系统的成本。可以将氢气用在燃料电池发电，将氢气转换成稳定性强的电能，以补充风电场的自身用电。同时，获得了氢气和氧气在燃料电池中反应后的纯水，可供风电场食用水。

进一步地，海水净化器9即海水淡化单元，采用反渗透的方法进行海水淡化，供给反渗透的海水由海水泵22站供给，电的供给要稳定，能连续化，降低费用，所以本系统采用自身的“风力发电+光伏电”经直流控制单元4进行调控，由变流器将直流电变为稳定的，连续供给反渗透的交流电，利用可再生能源进行海水淡化。

根据本发明的一个实施例，所述氢氧利用机构包括氢气纯化单元10、氢气压缩机11、氢气储罐12、氧气压缩机16和氧气储罐15，所述氢气纯化单元10与所述电解水单元6的出氢管连接，所述氢气纯化单元10与所述氢气压缩机11连接，所述氢气压缩机11与所述氢气储罐12连接；

所述氧气压缩机16与所述电解水单元6的出氧管连接，所述氧气压缩机16与所述氧气储罐15连接。可以理解的是，氢气纯化单元10的作用是将氢气中的杂质去除。如果氢气中含有杂质，会带来安全隐患，容易发生爆炸。而随着半导体工业，精细化工和光电产业的发展，对氢的使用纯度要求越来越高，特别是半导体工业生产工艺要求氢的纯度要达到99.999％的高纯度，因此，我们发明的使用系统中增加氢气纯化单元10，采用的方法为膜分离法，经一级分离使氢气纯度达到99.999％。如果应用行业对氢气品质要求不高，则可采用变压吸附法进行纯化氢气，此时氢气纯度可达到99.99％，投资和运维成本将大大降低。

进一步地，选用气态储氢，氢气在常压常温下密度很低，只有0.08988g/L。但是，氢气是一个可压缩的气态物资，如果将氢气压缩，随着压力的升高，其密度在增加，如果将氢气压缩到5MPa，其密度提高到4.093kg/m³，压缩到10MPa，其密度达到7.87kg/m³，压缩到15MPa，氢气密度提高到11.425kg/m³，压缩到20MPa，氢气密度可达到14.772kg/m³，氢气密度的增加，氢气的单位体积中储存的氢气的质量就越多。采用按压力分级储存，储存压力分为低压(5MPa以下)，中压(10MPa～15MPa)，高压(20MPa以上)，罐形可以是圆柱形、球形或其他任何形状的储氢罐，并配备有相应加氢站13。

本发明实施例是一个集风能、太阳能为一体的可再生能源发电，所得电能以电解水的方式来制取氢气和氧气，以实现氢、氧联供。氢气可视作是一种能源，它可以直接燃烧，供热及热力发电，也可以供给燃料电池发电。氢气也可以算作能量的携带体，在需要它的能量时，它可以氢氧接合反应，释放出大量的热能，从这个角度来说，氢气又是一种储能的物资。氢气还是一种化工原料，目前我国对氢气利用率是43％的氢气用于氨生产，48％的氢气用于石油炼化。

本发明实施例可以提供能源氢，又是提供储能氢的突出特点，以实现了这创新型的发明创造。在直流控制单元4中采用了智能化的诸多新型控制技术，使之本发明系统为制氢提供了一个稳定的，可靠的电压和电流，保证了生产出的氢达到99.999％的纯度。它是一种海上半潜漂浮式结构，远离海岸制取氢气的离网型的可再生能源发电系统，省去了昂贵的与陆上电网连接的费用，降低每kWh的投资额，并降低了维护工作量，节省了运行维护费用。并利用半潜漂浮平台发展深海远海的网箱养殖业。

本发明实施例提供一种60MW蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其中，垂直轴涡轮风力发电52MW，光伏发电8MW。

由于光伏发电占地面积比较大，8MWh的光伏发电，占地面积近5万多平方米。如果在这5万多平方米的面积上建立垂直轴风力发电，可以做到52MWh，为了节省土地，我们将光伏发电放置在垂直轴风力发电的塔顶，我们做了一些实验，将光伏板放在地面上和放在百米以上高空，其发电量要提高3～5％，这主要是因为在百米以上高空，风沙，尘埃颗粒比较少，大气透明度比较高，照射在光伏板上的太阳辐射能就多，所以将光伏板放在百米以上高度的垂直轴发电装置的塔顶上，能获得更多的太阳辐射能。另外，百米以上高空，大气中盐浓度小，减轻对光伏设备的腐蚀程度。

防雨罩平台106的面积为5000m²，其上设置了一个直升机停机坪。

直流控制单元4可对“风电+光伏电”的混合系统输入和输出的功率按照整体的预定分配方案，适时而准确地进行调节与分配，并实施对整个系统运转进行监控操作好对蓄电池的充、放电，自动均衡蓄电池的充、放电功能，以保证用电单元，特别是电解水用电的稳定性和连续性。

电解水单元6选取制氢量为1000m³/h的电解槽，每制取1Nm³的氢气耗电最大约是5kW/Nm³，按照本“风电+光伏”混合系统额定功率为60MWh折算，本体装置厂用电大约在3MWh，有57MWh用来制氢氧，每小时制氢量为11400Nm³，因此，电解水单元6设置12台用于电解纯水的电解槽，并配置8台电解海水的电解槽备用。

氢气纯化单元10设置6台。

由于所对应的氢气储罐12要求储存压力不同(5MPa，12MPa，20MPa)，氢气压缩机11规格也不一样，也由3种型号组成，其输出压力对应为5MPa，12MPa，20MPa三种型号规格。

氢气储罐12采用阶梯式压力储存氢气，以节省投资和便于压力罐的制造。分为三档，压力分别为5MPa，12MPa，20MPa。其对应储罐的容积为3000m³，1500m³，500m³。总氢储存量为130377kg。12台电解水槽每小时制氢12000Nm³，即1078.8kg/h，10台氢气储罐12可供120.8小时制氢的使用，如果折算每天“风电+光伏”混合发电满发小时数为9.6小时(年满发小时数为3500小时)，该10台储罐可供12.58天使用。

在需要特高纯度的氢气时，氢气纯化单元10采用的是无机膜钯合金膜扩散法分离技术，在一定温度下，氢分子在钯膜一侧离解成氢原子，溶于钯并扩散到另一侧，然后再结合成氢气分子，这种膜分离纯化法，经一级分离就可以使氢气纯度达到99.999％的高纯度。一般氢气纯化采用变压吸附法，将电解水产出的99.8％的氢气经过采用变压吸附法纯化到99.99％，这种方法投资少，运行费用低，操作简单灵活，环境污染小等优点，也被选中进入本发明系统中作为常规的氢气纯化技术。

整个塔架101的上下配有电梯和人工爬梯。第一平台205的顶部都装设有防爆天花板，它悬吊在第二平台209的底面上，防爆天花板有很多透风通孔，和平台板之间形成一个夹层空间。氢气的密度很小，向上漂移扩散的速度非常快，当操作间有氢气泄漏时，氢气很快向上漂移到防爆天花板，并通过透风气孔进入夹层的空间内，而夹层空间设置有多个排风机，将夹层中的氢气排入到塔顶之上的大气中而扩散。并且，制氢、储氢场所均具有很大的泄爆面积。在现场设置有氢气浓度探测传感器，接入直流控制单元4，超标即刻报警。这样的现场装置设计的安排，完全可以保证操作现场的安全。

本实施例下潜深度为18m，在18m以下，浮力舱202的容积量要和整个蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统的总重量加上压载舱201装海水的重量之和相平衡，多余的压载舱201的容积作为漂浮式平台下潜深度的调节量。压载舱201处在漂浮式平台中心下部，将平台的重心定位在平台的正中心，浮力舱202大部分舱体位于漂浮式平台的四周，而且距中心力臂比较大，漂浮力距比较大，因此具有很强的抗摇摆的能力，还有一部分浮力舱202处在漂浮平台水面处，提高了对漂浮式平台的上浮能力。这种压载舱201和浮力舱202的布置方式大大增强了漂浮式平台抗台风的能力，在浮力舱202的下立柱上缠绕着螺旋片，它改善了海水流过舱室的状态。降低了漂浮式平台涡激振动的可能性。

在漂浮式平台的四周布置了八台蟹爪阻尼桶204，该阻力桶在强大的波浪的冲击下，对整个平台的摇摆起到非常大的阻尼作用，大大提高了平台抗击强大台风冲击的能力。这种对漂浮式平台的多项创造性发明大大提高了整个生产装置的漂浮稳定性。第一平台205上分三个舱室，内舱室是风力发电机组的机房108，内部装设刹车装置，增速机，发电机组。中舱室布置着直流控制单元4，储电单元5，整流单元3，变流器，配电室，机修间。内舱室和中舱室是一个严格密闭并配有除盐雾的通风装置，这二个舱室为防爆舱室，所有设备均不防爆，均有密封舱来防爆，二个舱室配有除盐雾通风装置，是为防止二舱内的设备被海上盐雾的腐蚀。这2个舱之间装有第一隔墙208，是为了将机房108的噪音封闭在内舱室中。外舱室布置着电解水制氢单元，氢气纯化单元10，氢气压缩机11，氧气压缩机16，液态氢生产试验站，燃料电池生产试验站19，除盐雾通风装置，纯水储罐8，海水净化器9，海水泵22。外舱室为普通舱室，不用采取防爆措施，所有设备均自身具有防爆的性能，使其封闭在舱室中，是为舱室以除盐雾通风，消除盐雾对这个舱室内设备的腐蚀。外舱室和中舱室之间设第二隔墙207。

第一平台205的最外环布置有高、中、低压储氢单元，氧气储罐15，库房，鱼饲料喷撒装置，宾馆，餐饮，娱乐设施，并配有观光电梯30两部，工程电梯231部，特设有泊船码头24一座。第一平台205上还设内环栈道和外环栈道。第二平台209上布置着风力发电装置和光伏发电单元2。

系泊索2033(也称悬垂段)采用合成缆(如聚酯缆)以提高系泊段的弹性，这样的处置可以减小系泊半径，提高系泊系统的经济性。

渔牧场21为一个有效养殖水域达到90万m³。利用本系统生产的氧气注入水体，保持着水体中的高氧含量，大大提高养殖鱼的密度，每年可收获三文鱼等高档鱼类大约35000吨左右。由于处在远海深海，减轻了环境压力，可以养殖深海的高档鱼类。处在远海深海区，水域中具有丰富的浮游生物，这是鱼类营养丰富的饵料。深海远海污染很少，环境稳定，水体大，更接近自然，鱼类活动范围广，成活率高，养殖鱼体形肉质接近野生鱼类。养殖渔牧网箱和风光互补半潜漂浮式发电装置一体化，它具有非常大的抗台风的能力。网衣2102附着在漂浮式平台水面下的第一浮力立柱上，网衣2102的下部设置底板2106，底板2106将下部网衣2102形成一个梯形的圆锥体。底板2106的下面悬吊水泥砣2101，将网衣2102的下侧张紧，一方面增加了养殖容积，另一方面网衣2102不变形，免遭伤害鱼类。本养殖水域的上部用网衣2102封顶，因为半潜漂浮式平台随环境状况的改变，要调节平台埋入水下的深度，以防在调节下潜深度时，流失养殖的鱼类。

储电单元5配合风电，光伏发电，燃料电池发电保证了本系统的24小时地连续供电。对储电单元5进行充电的电能的来源有三路：风力发电和光伏发电；通过直流控制单元4给储电单元5进行充电；第三路是由燃料电池生产试验站19进行充电。储电单元55相对于直流控制单元4是一个充、放电的双重过程，直流控制单元4在保证制氢氧和其他交流负载，生活用电的情况下，多余的电储存在储电单元5中，在直流单元接收的电量不够用时，储电单元5可对直流控制单元4进行放电，供直流控制单元4分配使用。当储电单元5储存的电量不够供给直流控制单元4用电时，立即启动燃料电池生产试验站19，给储电单元5充电，以保证储电单元5稳定连续地给直流控制单元4供电。

燃料电池生产实验站一方面对氢、氧在燃料电池中反应进行研究，使燃料电池如何高效地使用在新能源汽车、新能源潜艇、氢气发电等领域，同时也产生了电能和纯水，电能充入储电单元5，纯水进入纯水储罐8中，补充了海上缺少淡水的状况。此处的燃料电池由于使用了氢气和纯氧的反应，不使用空气作氧的来源，因此，不会产生氮氧化合物和CO₂，保护了环境。

由于本发明的“氢氧渔牧”联合生产系统规模很大，需要在装置上工作维护人员很多，还可以接待一些深海垂钓的爱好者和旅游者，进行垂钓和观光，往返于平台和陆上的人员较多，加之远离岸边，在紧急状况下需要快速转移平台上的人员，因此，平台上设置直升机停机坪。而垂直轴风力发电机组的最顶部具有一个大型的排气口，而且需要将排气口装设防雨罩平台106，将防雨罩平台106设计成一个停机坪，一平台两使用。

海水泵22将海水提升至平台并增压，后将海水送至电解水制氢氧单元，海水净化器9，并供给整个装置的消防、卫生间、冲洗用水。

该系统各单元配合紧密，布置紧凑，海上漂浮平稳，可抗击海上12～14级台风的袭击。蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统建设投资每kWh相对于海上水平轴风力发电要低的多，经济效益高，环境适应性强。可以拖动移位，根据海上季节风的变化，可以迁移到风光资源丰富的海域，生产更多的氢氧和鱼类。形成了一个大型漂浮式海上能源岛。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述蟹爪半潜漂浮式平台机构包括压载舱、浮力舱、系泊组件、第一平台和第二平台，所述浮力舱设于所述压载舱上，所述系泊组件设于所述浮力舱的周侧，所述第一平台设于所述浮力舱的上侧，所述第二平台设于所述第一平台的上侧；

3.根据权利要求2所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述压载舱包括上压载柱、中心压载柱和压载筒，所述中心压载柱的周侧设有多个所述压载筒，所述上压载柱设置于压载筒上侧，所述压载筒与所述上压载柱和所述中心压载柱连通，所述中心压载柱设有与其连通的进出水管，所述上压载柱设有吸排气管。

4.根据权利要求2所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述浮力舱包括第一环形浮力圈、第一浮力柱、第二环形浮力圈和第二浮力柱，多个所述第一浮力柱沿所述第一环形浮力圈的周侧设置并与所述第一环形浮力圈连通，多个所述第二浮力柱沿所述第二环形浮力圈的周侧设置并与所述第二环形浮力圈连通，所述第二浮力柱与所述第一浮力柱一一对应，且所述第二浮力柱设于所述第一浮力柱上侧并连通。

5.根据权利要求4所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述第一浮力柱上设有减振螺旋板，所述第二浮力柱设有蟹爪阻尼桶。

6.根据权利要求2所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述系泊组件包括起链机、导链器、系泊索和锚，所述起链机设于所述第一平台，所述起链机的输出端与所述导链器连接，所述导链器与所述系泊索的第一端连接，所述系泊索的第二端与所述锚连接。

7.根据权利要求4所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述渔牧场包括网衣、底板和水泥砣，所述网衣的周侧与所述第一环形浮力圈周侧的多个所述第一浮力柱围合连接，所述底板设于所述网衣的内侧，所述水泥砣悬吊于所述底板的底侧。

8.根据权利要求2所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述风光发电机构包括风力发电单元、光伏发电单元、整流单元、直流控制单元和储电单元，所述风力发电单元设于所述第二平台上，所述光伏发电单元设于所述风力发电单元上侧，所述风力发电单元的输出端与所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端和所述光伏发电单元的输出端均与所述直流控制单元的输入端连接，所述直流控制单元的输出端与所述储电单元的输入端连接，所述储电单元的输出端与所述电解水制氢氧机构连接；

9.根据权利要求8所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述电解水制氢氧机构包括电解水单元、碱液储罐、纯水储罐、海水净化器和海水泵，所述电解水单元与所述储电单元的输出端连接，所述电解水单元分别与所述碱液储罐和所述纯水储罐连通，所述纯水储罐与所述海水净化器连通，所述海水净化器与所述海水泵连接。

10.根据权利要求9所述的蟹爪半潜漂浮式风光互补氢氧渔牧联合生产系统，其特征在于，所述氢氧利用机构包括氢气纯化单元、氢气压缩机、氢气储罐、氧气压缩机和氧气储罐，所述氢气纯化单元与所述电解水单元的出氢管连接，所述氢气纯化单元与所述氢气压缩机连接，所述氢气压缩机与所述氢气储罐连接；