CN206647210U - 一种海上浮式垂直轴风力发电机 - Google Patents

一种海上浮式垂直轴风力发电机 Download PDF

Info

Publication number
CN206647210U
CN206647210U CN201621285629.6U CN201621285629U CN206647210U CN 206647210 U CN206647210 U CN 206647210U CN 201621285629 U CN201621285629 U CN 201621285629U CN 206647210 U CN206647210 U CN 206647210U
Authority
CN
China
Prior art keywords
ballast tank
foundation system
shafting
active
truss
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.)
Active
Application number
CN201621285629.6U
Other languages
English (en)
Inventor
刘利琴
赵海祥
郭颖
金伟晨
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.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
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 Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201621285629.6U priority Critical patent/CN206647210U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206647210U publication Critical patent/CN206647210U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines
    • 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
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • 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
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本实用新型公开一种海上浮式垂直轴风力发电机，包括转子系统以及浮式基础系统两个部分，所述的转子系统包括塔柱、风机叶片以及轴系，转子系统通过轴系与浮式基础系统相连接，浮式基础系统包括上部浮力舱、主动压载舱、桁架结构、垂荡板、底部压载舱以及系泊缆绳，上部浮力舱顶部与轴系相连，下部与主动压载舱相互连通，桁架固定连接在主动压载舱的底部与底部压载舱之间，垂荡板等间距固定在桁架上；在主动加载舱外围边缘以一定间隔设置四条系泊缆索；轴系置于在上部浮力舱以及主动压载舱内部。

Description

一种海上浮式垂直轴风力发电机
技术领域
本装置属于海上风力发电技术领域，是一种能够将海上风能转化为电能的浮式风力发电结构。
背景技术
近年来，能源的绿色、低碳变革已经在世界范围内成为一种发展趋势，风力发电、太阳能发电、水力发电、生物质能发电等可再生能源发电得到了国家政策的扶持，中国可再生能源发电产业处于迅速发展的阶段。作为一种新兴产业，可再生能源发电具有低污染、可再生、节能和减排的优势，且开发潜力巨大，适合现代社会的发展理念。目前，人类对于新能源的需求正日益增长，风能作为一种新型的可再生能源受到了广泛关注和开发。与陆地风电相比，海上风场具有风能资源丰富、干扰物少、噪声及视觉污染少、空间广阔等诸多优势。为了提高风机发电功率，需要更高的风速，促使海上风电不断向深水海域推进。风力机根据转动轴和风向相对位置分为水平轴风力机和垂直轴风力机。与水平轴风力机相比，垂直轴风力机具有以下优势：
(1)就叶片受力而言，垂直轴风力机两端直接或通过支撑结构与塔柱固定，叶片不易折断，疲劳寿命长，叶片形式简单，加工容易，成本较低。
(2)就系统稳定性而言，垂直轴风力机的传动和控制系统布置在底部，重心低，系统稳定，便于安装、维修和检修。
(3)垂直轴风力机可以接受360度方位中任何风向来风，不需要迎风调节系统，降低了成本。
(4)垂直轴风力机的理论工作风速能达到65m/s，对暴雪、霜冻、盐、沙等极端气候并不敏感，风力机叶尖速比较小，噪音污染弱。
风力机浮式基础的设计需根据海洋平台的相关设计经验，设计出能够适应于风力机的浮式基础，在相应的数值模拟软件中，模拟预报在风、波浪、海流载荷因素作用下，风力机、浮式基础以及系泊系统之间的耦合运动。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计一种用于海上风力发电的浮式垂直轴风力机，以达到将海上风能转化为电能的目的。本实用新型的技术方案如下：
一种海上浮式垂直轴风力发电机，包括转子系统以及浮式基础系统两个部分，所述的转子系统包括塔柱2、风机叶片1以及轴系3，转子系统通过轴系3与浮式基础系统相连接，其特征在于，
浮式基础系统包括上部浮力舱13、主动压载舱4、桁架6、垂荡板5、底部压载舱7以及系泊缆绳8，上部浮力舱13顶部与轴系相连，下部与主动压载舱4相互连通，桁架6固定连接在主动压载舱4的底部与底部压载舱7之间，垂荡板5等间距固定在桁架6上；在主动加载舱4外围边缘以一定间隔设置四条系泊缆绳8；轴系3置于在上部浮力舱13以及主动压载舱4内部。
本实用新型具有优良的运动性能，作业工作水深广泛，整体结构强度好，建造成本低，优点如下：
1、浮式基础两块大面积垂荡板5的设计，增加了浮式基础的整体垂荡阻尼以及附加质量，大幅度减小了风力机垂荡方向运动幅度。
2、浮式基础上部浮力舱13以及主动压载舱大容积的设计，为风力发电机提供了充足的浮力裕量；
3、垂直轴风力机叶片1的设计，能适用于任何风向，叶尖速比小，运转噪声较小，系统稳定，便于安装、维修和检修。
4、下部浮式基础与悬链线系泊的组合设计结构，对深海中的风浪的联合作用抵抗作用明显，能适用于国内外不同水深的海域环境。
附图说明
图1为本实用新型的浮式垂直轴风力机主体示意图；
图2为本实用新型的浮式垂直轴风力机俯视图；
图3为本实用新型的浮式基础A-A截面示意图；
图4为本实用新型的浮式垂直轴风力机轴系结构示意图；
图中：1、风机叶片；2、风机塔柱；3、轴系；4、主动压载舱；5、垂荡板；6、桁架；7、底部压载舱；8、系泊缆绳；9、上部法兰舱盖；10、发电机组；11、飞轮结构；12、主传动轴；13、上部浮力舱； 14、电缆；15、套筒；16、防倾肘板；17次传动轴；18、上部套筒轴盘；19、下部套筒轴盘；20、轴承
具体实施方式
由图1-图4所示为浮式垂直轴风力发电机，主要分为了转子系统以及浮式基础系统两个部分，所述的转子系统主要分为了塔柱2、风机叶片1以及轴系3，转子系统通过轴系3与浮式基础系统相连接，如图所示轴系结构主要由套筒15、防倾肘板16、飞轮结构11、主传动轴12、发电机组10以及次传动轴17组成，其中主传动轴12穿过套筒15中部，套筒15的上部固定有上部套筒轴盘18，下部固定有下部套筒轴盘19，主传动轴12穿过套筒15，通过上下部轴承20卡死，并使用双螺母固定连接，防倾肘板16等间距焊接在套筒15轴向边缘，上、下部边缘与上部套筒轴盘18、下部套筒轴盘19互相齐平，在主传动轴12 下部由双螺母固定安装飞轮结构11，在套筒15下部轴盘19上安装发电机组10，并由次传递轴17连接发电机组与飞轮结构11，最终由飞轮结构11实现风机主传动轴12与发电机组10之间的动力连接，整个轴系3下放在上部浮力舱13以及主动压载舱4内部，轴系3上部轴盘18通过螺栓与上部法兰舱盖9紧固连接；浮式基础主要由上部浮力舱13、主动压载舱4、桁架6、垂荡板5、底部压载舱7以及系泊缆绳8组成，上部浮力舱13顶部通过法兰9连接顶部转子系统，下部焊接在主动压载舱4上，形成连接套筒结构；两块正六边形大面积垂荡板5等间距设置在主动压载舱4下，通过六根桁架立管6固定，桁架上下两端分别固定在主动压载舱4底部以及底部压载舱7上表面，在整个装置最下部设置底部压载舱7，为了保证浮式风力机的重心低于浮心，可以在主动压载舱4以及底部压载舱7内加载重物，从而保证风力机正常漂浮在水面上；在主动加载舱4外围边缘以一定间隔设置四条系泊缆绳8，系泊采用半张紧的悬链线型结构，即在每个系泊上都采用锚链-钢缆-锚链的形式；所示电缆14通过上部浮力舱13、主动压载舱4、垂荡板5 以及底部压载舱7，连接到海底变电器，最终汇入电网。

Claims (1)

1.一种海上浮式垂直轴风力发电机，包括转子系统以及浮式基础系统两个部分，所述的转子系统包括塔柱(2)、风机叶片(1)以及轴系(3)，转子系统通过轴系(3)与浮式基础系统相连接，其特征在于，
浮式基础系统包括上部浮力舱(13)、主动压载舱(4)、桁架(6)、垂荡板(5)、底部压载舱(7)以及系泊缆绳(8)，上部浮力舱(13)顶部与轴系相连，下部与主动压载舱(4)相互连通，桁架(6)固定连接在主动压载舱(4)的底部与底部压载舱(7)之间，垂荡板(5)等间距固定在桁架(6)上；在主动加载舱(4)外围边缘以一定间隔设置四条系泊缆绳(8)；轴系(3)置于在上部浮力舱(13)以及主动压载舱(4)内部。
CN201621285629.6U 2016-11-28 2016-11-28 一种海上浮式垂直轴风力发电机 Active CN206647210U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621285629.6U CN206647210U (zh) 2016-11-28 2016-11-28 一种海上浮式垂直轴风力发电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201621285629.6U CN206647210U (zh) 2016-11-28 2016-11-28 一种海上浮式垂直轴风力发电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206647210U true CN206647210U (zh) 2017-11-17

Family

ID=60283716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201621285629.6U Active CN206647210U (zh) 2016-11-28 2016-11-28 一种海上浮式垂直轴风力发电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206647210U (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108412706A (zh) * 2018-04-10 2018-08-17 中国石油大学(华东) 一种可调节平衡的海上浮式风力发电机
JP2020163979A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 浮体構造物、浮体式風力発電装置及び浮体構造物の製造方法
CN113027688A (zh) * 2021-04-21 2021-06-25 哈尔滨工业大学（深圳） 一种浮式风机基座及风机
CN114922781A (zh) * 2022-05-19 2022-08-19 天津大学 一种大型垂直轴风力机传动系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108412706A (zh) * 2018-04-10 2018-08-17 中国石油大学(华东) 一种可调节平衡的海上浮式风力发电机
CN108412706B (zh) * 2018-04-10 2019-12-31 中国石油大学(华东) 一种可调节平衡的海上浮式风力发电机
JP2020163979A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 浮体構造物、浮体式風力発電装置及び浮体構造物の製造方法
KR20210133273A (ko) * 2019-03-29 2021-11-05 재팬 마린 유나이티드 코포레이션 부체 구조물, 부체식 풍력 발전 장치 및 부체 구조물의 제조 방법
CN113646526A (zh) * 2019-03-29 2021-11-12 日联海洋株式会社 浮体结构物、浮体式风力发电装置及浮体结构物的制造方法
JP7234005B2 (ja) 2019-03-29 2023-03-07 ジャパンマリンユナイテッド株式会社 浮体構造物、浮体式風力発電装置及び浮体構造物の製造方法
KR102605582B1 (ko) * 2019-03-29 2023-11-22 재팬 마린 유나이티드 코포레이션 부체 구조물, 부체식 풍력 발전 장치 및 부체 구조물의 제조 방법
TWI846839B (zh) * 2019-03-29 2024-07-01 日商日本日聯海洋股份有限公司 浮式結構物、浮式風力發電設備及浮式結構物的製造方法
CN113027688A (zh) * 2021-04-21 2021-06-25 哈尔滨工业大学（深圳） 一种浮式风机基座及风机
CN114922781A (zh) * 2022-05-19 2022-08-19 天津大学 一种大型垂直轴风力机传动系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103967713B (zh) 基于浮式张力腿平台的风能-波浪能集成发电结构
CN101705904B (zh) 大功率垂直轴潮流发电装置
CN202040026U (zh) 一种海上能源综合利用系统
CN103225315B (zh) 一种由单桩、筒形基础和锚索组成的海上风电基础
CN109026542A (zh) 漂浮式风能-波浪能联合发电系统
CN104960636A (zh) 一种能集聚的多功能组合式海洋发电平台及集聚群
CN206647210U (zh) 一种海上浮式垂直轴风力发电机
CN105649884A (zh) 海上风能与海洋潮流能联合发电平台
CN204802038U (zh) 一种能集聚的多功能组合式海洋发电平台及集聚群
WO2020151160A1 (zh) 基于浮式平台的多能源发电系统
CN102162432A (zh) 海上浮动式风力洋流和波浪发电站
CN103010417A (zh) 适应于水深100米以下小水线面海上风电浮式基础
CN109441727B (zh) 海上波能-风能集成系统及集成发电方法
CN105569928A (zh) 单点系泊式深海浮式风机
CN109209774A (zh) 一种适应冰期的风浪结合振荡浮子发电装置及发电方法
CN107575337A (zh) 基于张力腿平台垂直轴风力机与垂向‑水平两向波浪能发电集成结构
CN102454553B (zh) 一种漂浮式风电场
CN112539140A (zh) 一种软刚臂系泊的多风机浮式系统
CN203285614U (zh) 漂浮式风力机
CN109538424A (zh) 铰接式海上风力机
CN115750200A (zh) 大型抗台风垂直轴风力发电装置及其台风防御方法
CN201416515Y (zh) 海上风力发电装置
CN114645817A (zh) 多自由度波浪能浮子与半潜浮式风机耦合发电系统及方法
CN201874730U (zh) 一种座底式潮流发电装置
CN102606408B (zh) 海上风力发电机组

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 300350 District, Jinnan District, Tianjin Haihe Education Park, 135 beautiful road, Beiyang campus of Tianjin University

Patentee after: Tianjin University

Address before: 300072 Tianjin City, Nankai District Wei Jin Road No. 92

Patentee before: Tianjin University