CN210859050U - 一种基于自升式海工平台的绿色能源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于自升式海工平台的绿色能源系统。目的是克服现有技术中的不足，提供一种废气排放少，空气污染小，船员居住环境舒适的基于自升式海工平台的绿色能源系统。为此，本实用新型的解决要点是：本系统通过风力驱动垂直轴风力发电机组进行发电，将风能转化成电能，通过锂电池储能系统对电能进行稳压储能，再向外输出参数稳定、质量较好的电源。本实用新型能具有经济、节能、零排放、静音、振动小等优点。

Description

一种基于自升式海工平台的绿色能源系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于自升式海工平台的绿色能源系统，应用于船舶及海洋工程设计领域。

背景技术

现有的自升式海工平台，一般采用柴油停泊发电机组作为停泊工况下的电源装置。其主要组成设备有：柴油停泊发电机组、相关的供油管路系统。平台上通过供油管路供给柴油作为柴油停泊发电机组的动力能源。但柴油停泊发电机组运行时产生的废气，含有大量氮氧化物和硫氧化物，这些物质对空气有严重的污染；同时柴油停泊发电机组运行时产生的噪音和振动非常大，对船员居住环境的舒适性有很大影响。

目前，全世界各国都对环境保护非常重视，全球针对船舶及海洋工程废气排放的相关法规越来越严格；同时国际海事组织对于船员居住环境的舒适性也有更严格的要求。为了减少自升式海工平台在停泊工况下柴油停泊发电机组运行时产生的废气，减少对空气的污染；同时为了降低柴油停泊发电机组运行时产生的噪音和振动，提高船员居住环境的舒适性，设计了一种基于自升式海工平台的绿色能源系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种废气排放少，空气污染小，船员居住环境舒适的基于自升式海工平台的绿色能源系统，其工作原理是：本系统通过风力驱动垂直轴风力发电机组进行发电，将风能转化成电能。由于自然环境中的风速是不断变化的，所以风力发电机发出的电能参数也是有波动的，通过锂电池储能系统对电能进行稳压储能，再向外输出参数稳定、质量较好的电源。

本实用新型目的是通过下列技术方案实现的：

一种基于自升式海工平台的绿色能源系统，包括垂直轴风力发电机组、锂电池储能系统、平台桩腿、电缆、电缆卷筒、充放电装置、锂电池组；其连接关系是：垂直轴风力发电机组与平台桩腿上的电缆的一端相连接，电缆从平台桩腿顶部向下敷设，连接到安装在主甲板上的电缆卷筒，从电缆卷筒沿主甲板下的专用电缆通道继续敷设电缆至充放电装置，充放电装置再通过电缆与锂电池储能系统中的锂电池组相连接，从而组成了完整的绿色能源系统；

所述垂直轴风力发电机组共3台，每台额定功率260KW，运行风速4m/s-40m/s，运行噪音≤10dB，分别安装在自升式海工平台的3个平台桩腿顶部，选用旋转直径小于桩腿最大直径的垂直轴风力发电机组，进一步减少垂直轴风力发电机组对自升式海工平台作业的影响；垂直轴风力发电机组基座水平面中心与桩腿水平面外接圆中心对齐，垂直轴风力发电机组基座与桩腿顶部焊接在一起，并进行适当的结构加强；

所述电缆卷筒设置在自升式海工平台主甲板上，电缆卷筒与主甲板焊接在一起，电缆卷筒跟随桩腿的升降运动而滚动，保证从垂直轴风力发电机组到电缆卷筒的电缆随着桩腿的升降而伸长或缩短，电缆卷筒到锂电池储能系统的电缆，在主甲板下的专用电缆通道中采用固定式安装；

所述锂电池储能系统包括锂电池组和充放电装置，安装在专门的锂电池储存室，储存室采取适当的通风措施，保证锂电池储存室的温度、湿度相对稳定；垂直轴风力发电机组发出的电通过充放电装置整流变压后，为锂电池组充电；当锂电池组放电时，通过充放电装置稳压后，将电源供给负载；

由于采取上述技术方案使本实用新型具有如下优点及效果：

1.节能

根据本平台自身的工作特点，当环境恶劣风速较大时，本平台需要进入停泊工况，等待安装窗口期，此时可以利用较大的风速，提高风力发电机的效率，有利于清洁能源系统的能源利用率。

2.零排放

本平台的绿色能源系统，利用天然风能资源发电，可实现废气零排放，对环境非常友好。

3.静音

垂直轴风力发电机组的噪音可达到≤10dB的级别，相比于常规柴油停泊发电机组的噪音，可以算是十分的静音，对船员的居住舒适性有很大提高。

4.振动小

由于垂直轴风力发电机组受力均匀，垂直轴风力发电机组通过桩腿传递到平台主体上的振动相对较小，比安装在船员居住区的柴油停泊发电机组所产生的振动小很多，对船员的居住舒适性有很大提高。

5.经济

按照700kW柴油停泊发电机组和本平台的绿色能源系统做对比，虽然绿色能源系统的初投资较高，但在平台20年全寿命周期内，绿色能源系统的经济性非常可观。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图

图2为本实用新型的电路原理图。

图3为本实用新型垂直轴风力发电机组侧视布置图。

图4为本实用新型垂直轴风力发电机组俯视布置图。

图5为本实用新型锂电池储能系统结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

一种基于自升式海工平台的绿色能源系统如图1、2、3、4、5所示，包括垂直轴风力发电机组1、锂电池储能系统2、平台桩腿3、电缆4、电缆卷筒5、充放电装置6、锂电池组7；其连接关系是：垂直轴风力发电机组1与平台桩腿3上的电缆4的一端相连接，电缆4从平台桩腿3顶部向下敷设，连接到安装在主甲板上的电缆卷筒5，从电缆卷筒5沿主甲板下的专用电缆通道继续敷设电缆4至充放电装置6，充放电装置6再通过电缆4与锂电池储能系统2中的锂电池组7相连接；

所述垂直轴风力发电机组1如图1、2、3、4所示，共3台，每台额定功率260KW，运行风速4m/s-40m/s，运行噪音≤10dB，分别安装在自升式海工平台的3个平台桩腿3顶部，选用旋转直径小于桩腿最大直径的垂直轴风力发电机组1，垂直轴风力发电机组1基座水平面中心与平台桩腿水平面外接圆中心对齐，垂直轴风力发电机组1基座与平台桩腿3顶部焊接在一起，并进行适当的结构加强；

所述电缆卷筒5如图1所示设置在自升式海工平台主甲板上，电缆卷筒5与主甲板焊接在一起，电缆卷筒5跟随平台桩腿3的升降运动而滚动，保证从垂直轴风力发电机组1到电缆卷筒5的电缆4随着平台桩腿3的升降而伸长或缩短，电缆卷筒5到锂电池储能系统2的电缆，在主甲板下的专用电缆通道中采用固定式安装；

所述锂电池储能系统2如图1、2、5所示，包括锂电池组7和充放电装置6，安装在专门的锂电池储存室8，锂电池储存室8采取适当的通风措施，保证锂电池储存室的温度、湿度相对稳定；垂直轴风力发电机组1发出的电通过充放电装置6整流变压后，为锂电池组7充电；当锂电池组7放电时，通过充放电装置6稳压后，将电源供给负载。

Claims (1)

1.一种基于自升式海工平台的绿色能源系统，其特征是：包括垂直轴风力发电机组(1)、锂电池储能系统(2)、平台桩腿(3)、电缆(4)、电缆卷筒(5)、充放电装置(6)、锂电池组(7)；其连接关系是：垂直轴风力发电机组(1)与平台桩腿(3)上的电缆(4)的一端相连接，电缆(4)从平台桩腿(3)顶部向下敷设，连接到安装在主甲板上的电缆卷筒(5)，从电缆卷筒(5)沿主甲板下的专用电缆通道继续敷设电缆(4)至充放电装置(6)，充放电装置(6)再通过电缆(4)与锂电池储能系统(2)中的锂电池组(7)相连接；所述垂直轴风力发电机组(1)，共3台，每台额定功率260KW，运行风速4m/s-40m/s，运行噪音≤10dB，分别安装在自升式海工平台的3个平台桩腿(3)顶部，选用旋转直径小于桩腿最大直径的垂直轴风力发电机组(1)，垂直轴风力发电机组(1)基座水平面中心与平台桩腿水平面外接圆中心对齐，垂直轴风力发电机组(1)基座与平台桩腿(3)顶部焊接在一起，并进行适当的结构加强；所述电缆卷筒(5)设置在自升式海工平台主甲板上，电缆卷筒(5)与主甲板焊接在一起，电缆卷筒(5)跟随平台桩腿(3)的升降运动而滚动，保证从垂直轴风力发电机组(1)到电缆卷筒(5)的电缆(4)随着平台桩腿(3)的升降而伸长或缩短，电缆卷筒(5)到锂电池储能系统(2)的电缆，在主甲板下的专用电缆通道中采用固定式安装；所述锂电池储能系统(2)包括锂电池组(7)和充放电装置(6)，安装在专门的锂电池储存室(8)；垂直轴风力发电机组(1)发出的电通过充放电装置(6)整流变压后，为锂电池组(7)充电；当锂电池组(7)放电时，通过充放电装置(6)稳压后，将电源供给负载。

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