CN118202145A - 可再生能源系统安装设备和浮力平台 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将两个或更多个风力涡轮机安装至基座的风力涡轮机安装设备。该设备包括：第一非偏航部分；和通过偏航机构固定至第一部分的第一端的第二偏航部分，该偏航机构布置成允许第二部分相对于第一部分围绕偏航轴旋转；其中第二部分包括至少两个风力涡轮机，该至少两个风力涡轮机中的每一个具有：布置成围绕转子轴旋转的转子，该转子轴限定风力涡轮机的轮毂高度；和固定至转子的多个叶片，其中叶片在使用中的旋转限定了叶片的扫掠面积；并且其中第一部分包括第一部分宽度，其中第一部分的第一端处的该第一部分宽度小于其远离第一端的第二端处的该第一部分宽度。本发明旨在提供一种用于安装多个风力涡轮机的安装方案，以最大化每次安装捕获的能量，同时克服安装多个涡轮机所带来的问题。

Description

可再生能源系统安装设备和浮力平台

技术领域

本发明涉及一种用于支撑多个风力涡轮机的安装平台，并且还涉及一种用于安装所述设备的浮力海上可再生能源系统安装平台。

背景技术

世界正在向可再生能源过渡——这一过渡将要求开发各种形式的可再生能源，为地球提供所需的能源。

波浪能是一种潜在的可再生能源——世界各大洋中都存在丰富且稳定的能源。另一种是风力发电，与陆地相比，海洋上的风速更高且更稳定。

由于这些原因，需要海上平台提供安装可再生能源装置的工具，这些可再生能源设备在深水中利用波浪和/或风力。然而，相对于每个相应安装的能量输出，安装所述平台的资源需求不是最优的。例如，需要改进每次安装的锚、系泊、安装和电气连接的时间和成本，以鼓励大规模采用。

平台安装的资源需求直接影响平台安装产生的能源和成本。因此，相对于安装在各自平台上的可再生能源装置的能量输出，需要对每次安装的资源需求和成本进行尽可能优化。

发明内容

本公开涉及一种用于将两个或更多个风力涡轮机安装到单个支撑结构的风力涡轮机安装设备，该风力涡轮机布置成根据主导风向围绕偏航轴偏航。具体地，本公开提供了第一非偏航部分和安装到其上的第二偏航部分，第二偏航部分包括至少两个或更多个风力涡轮机。第一非偏航部分的宽度在靠近偏航部分的第一端处较窄并且在远离偏航部分的第二端处较宽。这种结构优选地对于由运行中的风力涡轮机的推力和质量施加的弯矩具有鲁棒性。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于将两个或更多个风力涡轮机安装至基座的风力涡轮机安装设备，该设备包括：第一非偏航部分；和通过偏航机构固定至第一部分的第一端的第二偏航部分，该偏航机构布置成允许该第二部分相对于第一部分围绕偏航轴旋转；其中，第二部分包括至少两个风力涡轮机，该至少两个风力涡轮机中的每一个均具有：布置成围绕转子轴旋转的转子，该转子轴限定风力涡轮机的轮毂高度；和固定至转子的多个叶片，其中所述叶片在使用中的旋转限定了所述叶片的扫掠面积；并且其中第一部分包括第一部分宽度，其中第一部分的第一端处的第一部分宽度小于第一部分远离第一端的第二端处的第一部分宽度。

在使用中，偏航机构布置成允许第二部分围绕偏航轴旋转，使得至少两个风力涡轮机定位成其捕风表面与主导风向相反。因此，该设备被布置为无论主导风向如何都能捕获风能。风力涡轮机将被理解为包括能量转换器或与能量转换器连通，能量转换器布置成将捕获的风能转换成有用的能量。所述有用能量可以通过能量存储构件存储在设备上或设备附近，和/或通过能量传输构件从设备传输。

在本发明的上下文中，术语“扫掠区域”将被本领域技术人员理解为是指在围绕转子轴旋转期间由涡轮机叶片限定的区域。因此，扫掠区域将被理解为大体圆形，包括的半径从转子轴延伸到扫掠区域的最外边缘。在优选实施例中，偏航机构定位在偏航机构高度处，该偏航机构高度位于使用中的所述叶片的扫掠区域的最低边缘之上。该偏航机构高度高于扫掠区域的最低边缘的位置，优选地经历来自涡轮机的推力和质量的较低弯矩，并且因此提供偏航机构在使用中的稳定定位。在本上下文中，本领域技术人员将理解偏航机构高度是指偏航机构的任何部分所占据的空间中的水平面。在一些优选实施例中，偏航机构高度大致位于轮毂高度处。偏航机构在轮毂高度处的位置，优选地经历来自涡轮机的推力和质量的最低弯矩，并且因此提供最佳稳定的偏航机构位置。在一些实施例中，将偏航机构高度放置在轮毂高度之下但在扫掠区域的最低点之上可以充当最小化来自涡轮机的推力和质量的弯矩同时也最小化设备的总高度的折衷方案。

第二部分优选地包括第二部分重心，并且在优选实施例中，偏航机构定位成使得偏航轴与第二部分重心同轴对准。第二部分重心将被理解为第二部分的所有部件(包括两个或更多个风力涡轮机和偏航机构，以及将两个或更多个风力涡轮机连接到偏航机构的任何结构元件)的组合重心。术语“同轴对准”在相同上下文中可以指在使用中在水平和/或垂直平面上的对准。使第二部分的重心与偏航轴同轴对齐，优选地提供了最佳的重量分布，从而提供了最佳的偏航稳定性，或者通过偏航机构使第二部分围绕偏航轴旋转。

在优选实施例中，第二部分包括在偏航机构附近和相应风力涡轮机的表面之间延伸的细长结构构件，该细长结构构件限定相应风力涡轮机的转子轴和偏航轴之间的距离。至少两个风力涡轮机中的每一个的转子轴优选地相对于该偏航轴等距离定位。每个风力涡轮机相对于偏航轴等距离的定位，优选地围绕偏航轴均匀地分布其重量，以为偏航机构提供最佳稳定性。

在一些优选实施例中，第二部分包括在偏航机构附近和相应风力涡轮机的表面之间延伸的细长结构构件。优选地，该细长结构构件大体垂直于偏航轴延伸。

在一些优选实施例中，第二部分包括将偏航机构固定至相应风力涡轮机的多个细长结构构件，并且将设想任何合适的此类结构。优选地，该细长结构构件提供骨架，该骨架被布置成对风力提供最小的阻力。在一些特定实施例中，第二部分的多个细长结构构件定位成在结构上使相应的风力涡轮机形成三角形，从而优选地提供风力涡轮机在使用中的最大稳定性。

在一些优选实施例中，第二部分包括：第一细长结构构件，其具有与沿偏航轴定位并在与偏航轴共面的第一平面中的第一位置连通的第一端，以及与相应风力涡轮机的表面连通的且远离其第一端的第二端；以及第二细长结构构件，其具有与不同于第一位置的第二位置连通的第一端，以及与相应风力涡轮机的表面连通的且远离其第一端的第二端，第二位置位于与第一位置共面的第一平面，且位于垂直于第一平面的第二平面，该第二平面位于第一位置、位于第一位置上方或位于第一位置下方。在优选实施例中，第二位置位于第一平面中第一位置之后。在一些实施例中，应当理解，第二位置可以替代地沿着偏航轴定位。第一和/或第二细长结构构件的第二端可直接固定至相应风力涡轮机的表面。在一些实施例中，其中第一细长结构构件的第二端固定至相应风力涡轮机的表面，第二细长结构构件的第二端可邻近第一细长结构构件的第二端固定至第一细长结构构件。在优选实施例中，第一细长结构构件和第二细长结构构件优选地用于在结构上使相应的风力涡轮机形成三角形，从而使风力涡轮机在使用中的结构稳定性最大化。在优选的此类实施例中，第一细长结构构件或第二细长结构构件可大体垂直于偏航轴延伸。

在包括所述第一和第二细长结构构件的实施例中，第一位置优选地位于偏航机构处或靠近偏航机构。在其中第二位置位于在第一位置上方的第二平面中的实施例中，第二部分优选地还包括第三细长结构构件，其(优选地沿竖直方向)从偏航机构延伸并布置成与偏航机构一起相对于第一部分偏航，第二位置沿着第三细长结构构件定位。在第二位置位于第一位置下方的实施例中，第一部分优选地进一步包括从第一部分沿竖直方向延伸的非偏航竖直细长结构构件。在这样的实施例中，偏航机构位于沿着非偏航竖直细长结构构件的第一位置处，允许第二部分相对于其偏航。在此类实施例中，第二细长结构构件在第二位置处可旋转地固定至非偏航竖直细长结构构件，例如通过旋转轴承。在一些这样的实施例中，偏航机构和旋转轴承中的至少一个可以优选地支撑在非偏航竖直细长结构构件的对应凸缘上，使得第二部分的重量至少部分地由其支撑，并且便于相应风力涡轮机的结构三角化。在优选的此类实施例中，偏航机构定位在非偏航竖直细长结构构件的顶部。术语“在竖直方向上延伸”将被本领域技术人员理解为表示在至少部分地由正(向上)或负(向下)竖直分量限定的方向上延伸，并且因此不是完全水平的。

本文中描述的涉及“细长结构构件”的特征将被理解为适合应用于包括多个所述细长结构构件的实施例中的第一和/或第二细长结构构件。

相应风力涡轮机的转子轴与偏航轴之间的距离优选地等于或大于扫掠区域的半径。在此类实施例中，两个或更多个涡轮机的叶片可占据与第一部分相同的平面，而不影响第一部分。因此，风力涡轮机围绕偏航轴的偏航可以可选地在整个360°旋转路径上自由地发生，而风力涡轮机的叶片不会影响第一部分。结合第一部分在其相对端处的宽度差，能够提供优化的第一部分以承受来自风力涡轮机的推力和质量的弯矩。

在一些实施例中，细长结构构件的形状大体为管状或圆柱形。细长结构构件优选地包括流线型形状。术语“流线型”在本发明的上下文中将被理解为本领域的常用术语。因此，细长结构构件优选地包括最大高度和沿其纵向轴线的深度，该深度大于最大高度。术语“最大高度”将被理解为同等地指具有跨越其深度的连续高度或跨越其深度的可变高度的结构。因此，细长结构构件优选地是空气动力学的/流线型的。细长结构构件可优选地具有大致椭圆形或机翼/翼型横截面。在此类实施例中，前缘可被认为是具有低于最大高度的前缘。术语“前缘”在本发明的上下文中将被理解为被定位成最先遇到迎面而来的风/空气的细长结构构件的最前缘。因此，空气动力学/流线型形状优选地减少风阻并因此提高风力涡轮机的效率。

第一部分优选地包括多个细长结构构件，其从靠近偏航机构的第一端延伸到第一部分的第二端。多个细长结构构件优选地限定第一部分的外边缘，所述边缘因此限定第一部分的所述宽度。多个结构元件优选地形成有孔或骨架结构，使得在使用中空气动力学或流体动力学阻力最小化。

第一部分的多个细长结构构件优选地形成第一部分的大体金字塔形或四面体结构的直立边缘，第一部分的第一端形成所述大体金字塔形或四面体结构的顶点。金字塔形或四面体结构优选地是一种通过该结构传递来自涡轮机的推力和惯性力而不在非偏航的第一部分中产生不必要的弯矩的有效模式。

在优选实施例中，第一部分的至少三个所述细长结构构件从第二部分的偏航机构附近延伸以提供三角形的第二部分。因此，第一部分的结构构件对偏航机构的支撑，优选地使偏航机构由所述结构构件进行三角化。术语“三角化”在本发明的上下文中将被理解为使用结构三角化(例如梁三角形划分)来支撑第二部分。这种三角形划分优选地使所述支撑对作用于其上的外力的稳健性最大化。

在优选实施例中，在使用中经受压缩力的第二部分的细长结构构件是刚性支架，并且在使用中仅经受拉力的细长结构构件是筋束。

两个或更多个风力涡轮机可以是合适的风力涡轮机的任何组合。在优选实施例中，所述至少两个涡轮机包括：顺风风力涡轮机和/或逆风涡轮机。在一些优选实施例中，风力涡轮机是相同的。

偏航机构围绕偏航轴的所述旋转优选地设置成由电机驱动，优选地响应于指示主导风向和/或对应的目标偏航角的控制输入。控制输入可以由电机从机载主导风向感测系统接收，或者可以从远程源接收，例如农场感测系统，该农场感测系统包括单个感测系统，该单个感测系统布置成检测具有多个所述设备的农场本地的主导风向，随后将控制信号输出至所述多个设备以供机载电机接收。在其优选实施例中，所述旋转仅布置成由所述电机驱动，并且除非由所述电机驱动，否则第二部分因此保持大体静止。

在一些实施例中，该设备还可以包括布置成检测主导风向的主导风向传感器。在包括电机的此类实施例中，电机可布置成基于检测到的主导风向驱动偏航机构的所述旋转，使得风力涡轮机的风接合表面定位成与沿所述方向迎面而来的主风相对。

在一些实施例中，偏航机构可布置成允许第二部分围绕偏航轴被动地偏航。在一些这样的实施例中，偏航机构还可以包括用于在使用中联合被动和机动偏航的所述电机。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于将两个或更多个风力涡轮机定位在水体中的海上可再生能源系统安装平台，该平台包括：根据第一方面的安装设备；在水体中具有浮力的浮力基座构件，该安装设备定位在浮力基座构件上；和多条系泊线，其布置成将浮力基座构件拴系到水体的床上。

因此，第二方面允许在离岸海上平台上使用第一方面的安装设备。

优选地，基座构件包括至少一个浮体，该至少一个浮体限定基座的浮力中心。在一些实施例中，基座构件可包括多个所述浮体，每个所述浮体定位在基座上与基座的所述浮力中心等距。在一些实施例中，基座的浮力中心可以与偏航轴同轴对准。这样的实施例可以赋予基座在使用中最大的稳定性。在由于涡轮机的推力和质量而经历可变弯矩的一些实施例中，一个或多个浮力构件的浮力可以是可调节的，以便适应可变弯矩。这种可变的浮力可以例如根据弯矩动态地移动浮力中心，从而可以在使用中赋予平台最大的稳定性。

多条系泊线优选地从基部延伸至位于水体的床上的相应锚定点，所述相应锚定点均相对于与偏航轴同轴对准的中心系泊轴等距离定位。这种系泊构造优选地使平台稳定以抵抗不同方向上的变化的风力和波浪力。

优选地，平台还包括深度设定构件，该深度设定构件布置成调节多条系泊线的长度以限定平台在水体中的深度。

优选地，平台包括浸没操作模式，其中第一部分的至少一部分通过深度设定工具浸没在水体中。在水下运行模式下，风力涡轮机被布置为捕获风能。在浸没操作模式的最优选实施例中，偏航机构不浸没。

在第二方面的一些实施例中，额外的部件可以包括船平台、梯子和系泊设备等。

应当理解的是，浮力基座构件可以形成安装设备的第一部分。

还应当理解，本文中描述为适合并入本公开的一个或多个方面或实施例的任何特征旨在可归纳到本公开的任何和所有方面和实施例。

具体实施方式

现在将仅通过示例方式并参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1示出了根据第二方面的平台的示例性实施例的透视图，该平台包括第一方面的示例性安装设备。

图2描绘了类似于图1所示的另一示例实施例的前视图；

图3示出了图2所示实施例的替代示例实施例的前视图；

图4描绘了图3的平台处于第一偏航位置的平面图；

图5描绘了图3的平台处于第二偏航位置的平面图；和

图6示出了图2和图3所示实施例的替代示例实施例的前视图。

参考图1。图1示出了根据第二方面的平台的示例实施例100的透视图，该平台包括第一方面的示例安装设备。该设备包括大体呈金字塔形的第一部分102，其具有从金字塔的顶点106向平台100的三角形基部构件108的对应顶点延伸的三根细长结构梁104。因此，该三根结构梁104形成金字塔的直立边缘并为金字塔结构的顶点106提供三角支撑。三角形基部构件108的顶点种的每一个通过细长结构基部梁110连接到所述顶点中的另一个。位于三角形基部构件108的每个顶点处的是对应的浮体112，该浮体112在水体中具有浮力。

第二偏航部分114支撑在金字塔形第一部分102的顶点106的顶部，该第二偏航部分114具有偏航机构116，该偏航机构116固定在第一部分102的顶点106附近并且布置成允许第二部分114相对于第一部分102围绕偏航轴旋转。一对相对的结构梁118从偏航机构116附近沿相反方向延伸，每根结构梁在其远离偏航机构116的端部处固定到风力涡轮机的对应机舱120。机舱120各自容纳转子(未示出)，且布置成允许风力涡轮机的叶片122围绕转子轴旋转，在所示的示例中，转子轴大体垂直于偏航轴。所述叶片122的旋转限定了使用中叶片的圆形扫掠区域，该扫掠区域具有从转子轴延伸至其中一个叶片122的尖端的半径。所示实施例中的第二部分结构梁118限定了转子轴距偏航机构116的距离大于扫掠区域半径。在所示的示例性实施例中，第二部分结构梁118具有相等的长度，以便平均分配由风力涡轮机施加在平台100上的力。风力涡轮机的转子轴限定相应风力涡轮机的轮毂高度。在所示的实施例100中，每个风力涡轮机的轮毂高度是相同的。所示实施例中的偏航机构116定位在轮毂高度处，使得平台100所呈现的来自风力涡轮机的推力和质量的弯矩被最小化。弯矩的这种减小优选地用于减小作用在偏航机构上的不期望的力，从而有利于部件尺寸调整以及减少平台部件上的磨损和撕裂。

所示实施例中的偏航机构116包括电机(未示出)，该电机布置成根据使用中的主导风向驱动第二部分114围绕偏航轴旋转。转子轴距偏航机构116的距离确保第二部分114能够自由旋转，而风力涡轮机的叶片122不会撞击呈金字塔形的第一部分102。

所示的金字塔形结构优选地是通过该结构传递来自涡轮机的推力和惯性力的有效方式，而不会在平台的非偏航的第一部分中产生不必要的弯矩。第二部分中承受压缩力的结构梁优选为刚性梁，仅承受拉力的结构梁优选为筋束。

参考图2，其示出了根据本发明的第二方面的平台的示例性实施例200的前视图，其包括第一方面的安装设备。实施例200与图1的实施例100大体相同，但具有额外的第二部分支撑梁的布置，包括从邻近的偏航机构204向上延伸并远离图2的观察者的中心支撑梁202。额外的第二部分支撑梁布置还包括在中心梁202的远离偏航机构204的端部与风力涡轮机的相应机舱208之间延伸的两根细长梁206。如所描述的，机舱208各自容纳转子(未示出)，转子布置成允许风力涡轮机的叶片209围绕转子轴旋转，在所示的示例中，转子轴大体垂直于偏航轴Y。所述叶片209的旋转限定了使用中的叶片的圆形扫掠区域S，该扫掠区域具有从转子轴延伸至叶片209之一的尖端的半径。第二部分支撑梁布置结合先前描述的第二部分支撑梁210为每个风力涡轮机提供三角支撑。

在所示的实施例200中，与图1的实施例100一样，每个风力涡轮机的转子轴限定其轮毂高度H，其与偏航机构204的高度相同。

平台200还包括(图1中未示出的)多条系泊线212，该系泊线212从邻近的基座构件延伸并将平台200拴系至水体216的床214。实施例200以浸没操作模式显示，其中通过使用相应的电动绞车(未示出)将系泊线212绕成卷，平台200的基座及其第一部分的一部分浸入到水体216的表面218之下。任何合适的深度设定机构都是可以理解的。在所示的浸没操作模式中，平台基座的浮力用于抵消重力对平台200部件的影响，这些部件与系泊布置一起提供使用中的平台200的稳定性。平台200的偏航部分的组合部件包括与所示实施例中的偏航轴Y并置的重心，这进一步赋予使用中的平台的稳定性。

参考图3，示出的平台300具有与图2的平台200大体相同的构造，但其偏航机构302定位在轮毂高度H'下方，且在风力涡轮机306的叶片304的扫掠区域S'的最低点上方。因此，与图2的构造200相比，平台的总高度减小，同时保持对由于来自风力涡轮机306的推力和质量而经历的弯矩的鲁棒性。

参考图4，示出了图3的实施例300的平面图，其中第二部分308相对于第一部分310定位在第一偏航位置。这样的位置通过布置成驱动第二部分308围绕第一部分310的偏航轴Y'旋转的电机(未示出)来实现。由偏航机构定义的第二部分。所示的第一偏航位置使风力涡轮机306的风力接合表面定位成接合主导风向W1上的风，以便从中捕获风能。

参考图5，示出了图4的实施例300的平面图。其中替代的主导风向W2已导致电机(未示出)驱动第二部分308的旋转以实现所示的第二偏航位置。在所示的第二偏航位置中，风力涡轮机306的风力接合表面定位成接合主导风向W2上的风，以便从中捕获风能。

参考图6，示出了根据第二方面的包括第一方面的安装设备的平台的另一实施例400的前视图。在示出的另一示例400中，示出的设备包括大体呈金字塔形的第一部分402，该第一部分具有从金字塔的顶点406向平台400的三角形基部构件408的对应顶点延伸的三根细长的结构梁404。因此，三根结构梁404形成金字塔的直立边缘并且为金字塔结构的顶点406提供三角支撑。三角形基部构件408的顶点中的每一个通过细长结构基部梁410连接到所述顶点中的另一个。定位在三角形基部构件408的每个顶点处的是对应的浮体412，该浮体412在水体中具有浮力。

从金字塔的顶点406的顶部延伸，第一部分402还包括竖直延伸的结构梁413。固定到第一部分402的竖直延伸的结构梁413的是第二偏航部分414，该第二偏航部分的偏航机构416邻近竖直延伸的结构梁413的顶部415被固定，并布置成允许第二部分414相对于第一部分402围绕偏航轴Y”旋转。一对相对的第一结构梁418从邻近的偏航机构416沿相反方向延伸，每个第一结构梁418在其远离偏航机构416的一端处固定至风力涡轮机的相应机舱420。每个机舱420容纳转子，该转子布置成允许风力涡轮机的叶片422围绕转子轴旋转，在所示示例中，该转子轴(在所示前视图中从页面直接向外延伸)大体垂直于偏航轴Y”。所述叶片422的旋转限定了使用中的叶片的圆形扫掠区域S”，该扫掠区域具有从转子轴延伸至叶片422之一的尖端的半径。在所示的实施例中，第二部分的第一结构梁418限定了转子轴距偏航机构416的距离大于扫掠区域的半径。在所示的示例性实施例中，第二部分的第一结构梁418具有相等的长度，以便均匀地分布由风力涡轮机施加在平台400上的力。风力涡轮机的转子轴限定相应风力涡轮机的轮毂高度H”。在所示的实施例400中，每个风力涡轮机的轮毂高度是相同的。所示实施例中的偏航机构416定位在轮毂高度处，使得平台400所呈现的来自风力涡轮机的推力和质量的弯矩被最小化。弯矩的这种减小优选地用于减小作用在偏航机构上的不期望的力，从而有利于部件尺寸调整以及减少平台部件上的磨损和撕裂。

所示实施例中的偏航机构416包括电机(未示出)，该电机布置成根据使用中的主导风向驱动第二部分414围绕偏航轴旋转。转子轴距偏航机构416的距离确保第二部分414可以自由旋转，而风力涡轮机的叶片422不会撞击金字塔形的第一部分402。

在所示的实施例400中，第二部分还包括一对第二结构梁419，每根第二结构梁419从靠近各自风力涡轮机的相应第一结构梁上的各自位置朝向竖直延伸的结构梁413上的位置向下延伸。一对第二结构梁419中的每一根结构梁在该位置处通过旋转轴承417与竖直延伸的结构梁413旋转连通，从而用于为各自涡轮机的重量提供额外支撑。由此，一对第二结构梁419中的每一个连同相应的第一结构梁418，在结构上使各自的风力涡轮机形成三角形，以提供使用中的稳定性。

在本公开的任何实施例中，优选地，如图所示的优选金字塔结构是通过该结构传递来自涡轮机的推力和惯性力而不会在平台的非偏航的第一部分中产生不必要的弯矩的有效方式。承受压缩力的第二部分的结构梁(例如向下延伸的第二结构梁)优选地是刚性梁，并且仅承受拉力的结构梁(例如第一结构梁)优选地是筋束，并且在一些实施例中可以具有不同的弹性具有与刚性梁相同的特性，例如比刚性梁更柔韧或更有弹性。

在本公开的范围内，可以设想上面未描述的的另外的实施例，例如，所示示例中的第一部分是金字塔结构。可以设想任何合适的结构，其中其第一端和第二端包括不同的宽度，用于支撑由多个风力涡轮机施加的弯矩。平台的基座构件被示出为具有固定到其上的浮体的三角形基座。应当理解的实施例是，其中基座构件是用于第一部分的任何合适基座，例如驳船或半潜系统。还应当理解的实施例是，其中代替所示的浮体，基座构件的结构元件本身包括浮力。所示实施例中的电机可以手动驱动，但是还应当理解的实施例是，其中该设备包括主导风向传感器，由所述传感器检测到的主导风向用于确定电机要实现的偏航角，以便自动偏航。还应当理解的实施例是，其中所述偏航是被动地执行。由于平台的偏航部分始终面向风，因此通过偏航部分的结构构件的风向是已知的，因此，可以将偏航部分的结构构件设计成流线型，以减少可能干扰风力涡轮机的气动阻力和湍流。这允许涡轮机是如所描绘的实施例中所示的逆风设计，或者是顺风设计。因此，将理解的实施例是，其中第二部分支撑梁是空气动力学的/流线型的以便减少风阻对第二部分的影响。因此，第二部分支撑梁可包括大体椭圆形或机翼/翼型横截面，或者具有比支撑梁的最大横截面高度短的前缘的任何合适的形状，其中前缘面向相同的方向作为风力涡轮机。所示设备的结构包括结构梁，但是任何合适的结构构件都是可以理解的。

Claims (21)

1.一种风力涡轮机安装设备，所述设备包括：

第一非偏航部分；和

第二偏航部分，所述第二部分通过偏航机构固定至所述第一部分的第一端，所述偏航机构布置成允许所述第二部分相对于所述第一部分围绕偏航轴旋转；

其中，所述第二部分包括至少两个风力涡轮机，所述至少两个风力涡轮机中的每一个均具有：

转子，所述转子布置成围绕转子轴旋转，所述转子轴限定所述风力涡轮机的轮毂高度；和

固定至所述转子的多个叶片，其中所述叶片在使用中的旋转限定了所述叶片的扫掠面积；并且

其中所述第一部分包括第一部分宽度，其中所述第一部分的所述第一端处的所述第一部分宽度小于所述第一部分远离所述第一端的第二端处的所述第一部分宽度。

2.根据权利要求1所述的安装设备，其中，所述偏航机构定位于偏航机构高度，所述偏航机构高度位于使用中的所述叶片的所述扫掠区域的最低边缘的上方。

3.根据权利要求2所述的安装设备，其中，所述偏航机构高度大体位于所述轮毂高度处。

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的安装设备，其中，所述第二部分包括第二部分重心，并且其中所述偏航机构定位成使得所述偏航轴与所述第二部分重心同轴对准。

5.根据前述权利要求中任一项所述的安装设备，其中，所述第二部分包括在所述偏航机构附近和相应风力涡轮机的表面之间延伸的细长结构构件，所述细长结构构件限定所述相应风力涡轮机的所述转子轴和所述偏航轴之间的距离。

6.根据权利要求5所述的安装设备，其中，所述至少两个风力涡轮机中的每一个的所述转子轴相对于所述偏航轴等距离定位。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的安装设备，其中所述相应风力涡轮机的所述转子轴与所述偏航轴之间的距离等于或大于所述扫掠区域的半径。

8.根据权利要求5、权利要求6或权利要求7所述的安装设备，其中所述细长结构构件包括流线型形状。

9.根据前述权利要求中任一项所述的安装设备，其中，所述第一部分包括多个细长结构构件，所述多个细长结构构件从邻近所述偏航机构的第一端延伸至所述第一部分的所述第二端。

10.根据权利要求9所述的安装设备，其中，所述第一部分的所述多个细长结构构件形成所述第一部分的大体金字塔形结构的直立边缘，所述第一部分的所述第一端形成所述大体金字塔形结构的顶点。

11.根据权利要求10所述的安装设备，其中，所述第一部分的至少三个所述细长结构构件从所述第二部分的所述偏航机构附近延伸以提供三角形的第二部分。

12.根据权利要求9、权利要求10或权利要求11所述的安装设备，其中，仅承受拉力的所述细长结构构件是筋束。

13.根据前述权利要求中任一项所述的安装设备，其中，所述至少两个涡轮机包括：顺风风力涡轮机和/或逆风涡轮机。

14.根据前述权利要求中任一项所述的安装设备，其中，所述偏航机构围绕所述偏航轴的所述旋转被布置为由电机响应于指示主导风向的控制输入来驱动。

15.根据前述权利要求中任一项所述的安装设备，其中，所述偏航机构布置成允许所述第二部分围绕所述偏航轴被动地偏航。

16.一种用于将两个或更多个风力涡轮机定位在水体中的海上可再生能源系统安装平台，所述平台包括：

根据前述权利要求中任一项所述的安装设备；

浮力基座构件，所述浮力基座构件在水体中具有浮力，所述安装设备定位在所述浮力基座构件上；和

多条系泊线，所述多条系泊线布置成将所述浮力基座构件拴系到所述水体的床上。

17.根据权利要求16所述的平台，其中，所述基座构件包括至少一个浮体，所述至少一个浮体限定所述基座的浮力中心。

18.根据权利要求17所述的平台，其中，所述基座构件包括多个所述浮体，每个所述浮体相对于所述基座的所述浮力中心等距离定位在所述基座上。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的平台，其中，所述基座的浮力中心与所述偏航轴同轴对准。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的平台，其中，所述多条系泊线从所述基座延伸至位于所述水体的所述床上的对应锚定点，所述对应锚定点各自相对于与所述偏航轴同轴对齐的中央系泊轴等距离定位。

21.根据权利要求16至20中任一项所述的平台，其中，所述浮力基座构件形成所述安装设备的所述第一部分。