-
TECHNISCHES GEBIET
-
Das vorliegende Gebrauchsmuster bezieht sich auf das technische Gebiet der Offshore-Windenergie, insbesondere auf ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie.
-
STAND DER TECHNIK
-
China ist ein Land mit sehr reichen Windenergieressourcen, und Windenergie ist Chinas zweitgrößte emeuerbare Energiequelle. In den letzten Jahren hat das Land die Kohlenstoffneutralität energisch befürwortet und gefördert. Saubere Energien wie Offshore-Windenergie werden ein wichtiger Bestandteil des nationalen Energiesystems sein. Die Ausgangsleistung einer Windkraftanlage hängt jedoch eng mit der Windgeschwindigkeit zusammen. Betroffen von Schwankungen der Offshore-Windgeschwindigkeit ist die Ausgangsleistung von Windkraftanlagen nicht stabil und weist intermittierende und zufällige Eigenschaften auf. Die Speicherung der von Offshore-Windkraftanlagen umgewandelten elektrischen Energie ist zu einem Thema geworden, das einer eingehenden Untersuchung würdig ist.
-
Verglichen mit der Art der Kabelübertragung von elektrischer Energie ist die umfassende Entwicklung und Nutzung von Offshore-Windenergie und Meeresweiden, Wasserstoffenergie, Energiespeicherung und anderen Energiequellen eine wichtige Richtung für die zukünftige Entwicklung. Unter ihnen wird mit dem Durchbruch der Wasserstoffproduktionstechnologie von elektrolytischem Wasser und dem starken Rückgang der Kosten die Wasserstoffproduktion durch Windenergie allmählich kommerzialisiert. Um die Wasserstoffproduktion durch Windenergie zu realisieren, platzieren Ingenieure schwimmende Ventilatoren auf der Meeresoberfläche und verbinden dann Wasserstoffspeichertanks unter dem schwimmenden Ventilator, um Wasserstoffspeichertanks in Meerwasser zu platzieren und eine Wasserstoffproduktion durch Windenergie zu erreichen. Mit der Vertiefung der Meerwassertiefe wird die hydrologische Umgebung im Meerwasser sehr kompliziert, so dass Wasserstoffspeichertanks von Meeresströmungen betroffen sind. Bei schlechtem Wetter ist es für den Wasserstoffspeichertank schwierig, seine eigene Stabilität sicherzustellen, was wiederum die Stabilität des schwimmenden Ventilators beeinträchtigt.
-
INHALT DES VORLIEGENDEN GEBRAUCHSMUSTERS
-
Daher besteht das durch das vorliegende Gebrauchsmuster zu lösende technische Problem darin, die Mängel des Standes der Technik zu überwinden, dass der Wasserstoffspeichertank der Offshore-Windenergie im Stand der Technik schwierig ist, seine eigene Stabilität sicherzustellen, wenn er während des Gebrauchs auf schlechtes Wetter trifft, so dass die Stabilität des schwimmenden Ventilators beeinflusst wird, wodurch ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereitgestellt wird.
-
Um die obigen Probleme zu lösen, stellt das vorliegende Gebrauchsmuster ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, umfassend:
- einen schwimmenden Ventilator mit einer unter dem Meeresspiegel des Ozeans gesunkenen Basis;
- einen Wasserstoffspeichertank, der unter der Basis angeordnet ist und mit der Basis verbunden ist, dass der Wasserstoffspeichertank imstande ist, durch seines Eigengewicht sinkend zu befestigen, oder der Wasserstoffspeichertank einen unteren kombinierten Hilfspfahl aufweist, dass der Hilfspfahl fest mit der Meeresbodenoberfläche verbunden ist.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Anzahl der Hilfspfähle mindestens 3 beträgt und die sämtlichen Hilfspfähle nicht auf derselben geraden Linie liegen.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Hilfspfahl ein Spiralpfahl, ein Einzelpfahl oder ein Fassfundament ist.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wasserstoffspeichertank scheibenförmig oder ellipsoid ist, dass die Basis eine Dreiecksstruktur ist.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wasserstoffspeichertank und die Basis durch eine Ankerkette verbunden sind, dass die Ankerkette sich in einem angespannten Zustand befindet.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wasserstoffspeichertank mit einem Betonmaterial umhüllt ist, dass der Tankkörper ein hochdruckbeständiger Wasserstoffspeicherstahltank ist.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wasserstoffspeichertank mindestens zwei Speicherfässer umfasst, dass jedes der Speicherfässer jeweils fest mit dem Wasserstoffspeichertank verbunden ist, dass die benachbarten Speicherfässer durch ein starres Element fest verbunden sind.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wasserstoffspeichertank auch mindestens ein Wasserspeicherfass umfasst, dass das Wasserspeicherfass fest mit dem Wasserstoffspeichertank verbunden ist, dass das Wasserspeicherfass fest mit den benachbarten Speicherfässern durch ein starres Element verbunden ist.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Wasserstoffspeichertank auch mit einem Steuerelement versehen ist, dass das Steuerelement jeweils signaltechnisch mit dem schwimmenden Ventilator, dem Wasserstoffspeichertank, dem Speicherfass und dem Wasserspeicherfass verbunden ist.
-
Die technische Lösung gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster weist die folgenden Vorteile auf:
- 1. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, umfassend einen schwimmenden Ventilator mit einer unter dem Meeresspiegel des Ozeans gesunkenen Basis; einen Wasserstoffspeichertank, der unter der Basis angeordnet ist und mit der Basis verbunden ist, dass der Wasserstoffspeichertank mindestens einen Hilfspfahl aufweist, dass der Hilfspfahl fest mit der Meeresbodenoberfläche verbunden ist. Der Wasserstoffspeichertank ist mit der Basis des schwimmenden Ventilators verbunden, um den Basiszustand zu stabilisieren, so dass der schwimmende Ventilator einen normalen und stabilen Arbeitszustand auf dem Ozean beibehält. Der Wasserstoffspeichertank kann durch Eigengewicht abgesenkt und befestigt werden oder einen unteren kombinierten Hilfspfahl aufweisen. Der Hilfspfahl ist fest mit der Meeresbodenoberfläche verbunden, wodurch die vertikale und horizontale Tragfähigkeit des Wasserstoffspeichertanks als Ganzes effektiv verbessert wird, um den Einfluss des Wasserstoffspeichertanks auf die Meeresströmung unter der komplexen Meeresumgebung effektiv zu reduzieren. Die Stabilität von sich selbst und der Basis des schwimmenden Ventilators wird sichergestellt, und Schäden oder strukturelle Ermüdung aufgrund von Vibrationen des Wasserstoffspeichertanks werden vermieden, wodurch die Stabilität des schwimmenden Ventilators effektiv verbessert wird. Gleichzeitig wird aufgrund der Rolle des Wasserstoffspeichertanks die Steuerung des schwimmenden Ventilators verstärkt, so dass er sich an den Ventilator mit größerem Megawattwert anpassen und die Einzelstromerzeugung und den Gesamtproduktionswert der Windparkenergie erhöhen kann. Darüber hinaus ersetzt der Wasserstoffspeichertank auch das ursprüngliche Festmacherfundament des schwimmenden Ventilators, das die Vorteile einer einfachen Struktur und einer bequemen Installation aufweist.
- 2. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass die Anzahl der Hilfspfähle mindestens 3 beträgt und die sämtlichen Hilfspfähle nicht auf derselben geraden Linie liegen. Nach dem Prinzip der Drei-Punkt-Bestimmungsebene, die sich nicht auf derselben geraden Linie befindet, verstärkt die Anzahl der Hilfspfähle die Stabilität des Wasserstoffspeichertanks weiter.
- 3. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Hilfspfahl vorzugsweise ein Spiralpfahl ist. Der Spiralpfahl hat niedrige Kosten, kurze Bauzeit, geringen Einfluss auf die Umwelt, die Vorteile einer hohen Präzision und weniger Prozesse und ist nach dem Formen sehr stabil mit der Bodenfläche verbunden. Darüber hinaus kann der Hilfspfahl auch ein Einzelpfahl oder ein Fassfundament sein.
- 4. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Wasserstoffspeichertank scheibenförmig oder ellipsoid ist, dass die Basis eine Dreiecksstruktur ist. Der scheibenförmige oder ellipsoide Wasserstoffspeichertank ermöglicht es dem Wasserstoffspeichertank, mit seiner eigenen Schwerkraft auf den Meeresboden zu sinken, so dass die Dreiecksstruktur der Basis die Stabilität der Basis selbst beibehält.
- 5. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Wasserstoffspeichertank und die Basis durch eine Ankerkette verbunden sind, dass die Ankerkette sich in einem angespannten Zustand befindet. Die angespannte Ankerkette hält den Wasserstoffspeichertank fest mit der Basis verbunden, um die Basis stabil durch den Wasserstoffspeichertank zu halten, so dass sich der schwimmende Ventilator immer in einem sicheren Zustand des reibungslosen Betriebs befindet. In praktischen Anwendungen können Ingenieure die Länge der Ankerkette entsprechend der Meerestiefe flexibel gestalten, wodurch sie sich an Meergebiete mit unterschiedlichen Tiefen anpassen können und den Vorteil niedriger Kosten haben.
- 6. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Wasserstoffspeichertank mit einem Betonmaterial umhüllt ist, dass der Tankkörper ein hochdruckbeständiger Wasserstoffspeicherstahltank ist. Beton hat den Vorteil der Haltbarkeit in Meerwasser, wodurch eine lange Lebensdauer erreicht, Wasserstoffspeichertanks geschützt und die Betriebskosten von Unternehmen gesenkt werden können.
- 7. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Wasserstoffspeichertank mindestens zwei Speicherfässer umfasst, dass jeder der Speicherfässer fest mit dem Wasserstoffspeichertank verbunden ist, dass die benachbarten Speicherfässer durch ein starres Element fest verbunden sind. Es gibt mindestens eine Ausführungen von zwei Speicherfässem. Wenn ein Speicherfass ausfällt, wird die Arbeit anderer Speicherfässer nicht beeinträchtigt, was die Sicherheit des Wasserstoffspeichertanks erhöht. Das Speicherfass ist fest mit dem Wasserstoffspeichertank verbunden und die benachbarten Speicherfässer sind durch ein starres Element fest verbunden, was die Stabilität der inneren Struktur des Wasserstoffspeichertanks stark verbessert. Die Konstruktion des Speicherfasses ermöglicht es dem Wasserstoffspeichertank, Wasserstoff zu speichern, der durch die elektrische Energie erzeugt wird, die von dem schwimmenden Ventilator erzeugt wird, wodurch die Nutzungseffizienz der Stromerzeugung des schwimmenden Ventilators verbessert wird.
- 8. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Wasserstoffspeichertank auch mindestens ein Wasserspeicherfass umfasst, dass das Wasserspeicherfass fest mit dem Wasserstoffspeichertank verbunden ist, dass das Wasserspeicherfass fest mit den benachbarten Speicherfässern durch ein starres Element verbunden ist. Das Wasserspeicherfass ist für die Aufnahme von Meerwasser ausgelegt, so dass die Meerwasserkapazität im Speicherfass entsprechend der Tiefe des Meeresbodens eingestellt werden kann, um sich an unterschiedliche Meerestiefen anzupassen.
- 9. Das vorliegende Gebrauchsmuster stellt ein schwimmendes Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie bereit, dass der Wasserstoffspeichertank auch mit einem Steuerelement versehen ist, dass das Steuerelement jeweils signaltechnisch mit dem schwimmenden Ventilator, dem Wasserstoffspeichertank, dem Speicherfass und dem Wasserspeicherfass verbunden ist. Das Steuerelement kann die Meerwasserkapazität im Speichertank gemäß der Stromerzeugung des schwimmenden Ventilators steuern und kann auch die elektrische Energie des schwimmenden Ventilators in Wasserstoffenergie umwandeln, wodurch die Speicherung von Strom realisiert wird und das Konzept der Kohlenstoffneutralität erfüllt wird.
-
Figurenliste
-
Um die spezifische Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters oder die technische Lösung im Stand der Technik klarer zu beschreiben, werden die Zeichnungen, die in der spezifischen Ausführungsform oder der Beschreibung des Standes der Technik verwendet werden müssen, nachstehend kurz beschrieben. Offensichtlich sind die Zeichnungen in der folgenden Beschreibung einige Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters. Für den gewöhnlichen Fachmann können andere Zeichnungen auf der Grundlage dieser Zeichnungen erhalten werden, ohne kreative Arbeit zu leisten.
- 1 ist ein schematisches Strukturdiagramm des schwimmenden Fundaments für eine tauchfähige Offshore-Windenergie gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters.
- 2 ist ein schematisches Strukturdiagramm des Wasserstoffspeichertanks gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schwimmender Ventilator;
- 2
- Basis;
- 3
- Wasserstoffspeichertank;
- 4
- Hilfspfahl;
- 5
- Ankerkette.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die technische Lösung des vorliegenden Gebrauchsmusters wird im Folgenden in Kombination mit den Zeichnungen klar und vollständig beschrieben. Offensichtlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele einige Ausführungsbeispiele und nicht alle Ausführungsbeispiele des vorliegenden Gebrauchsmusters. Basierend auf den Ausführungsbeispielen in dem vorliegenden Gebrauchsmuster fallen alle anderen Ausführungsbeispiele, die ein gewöhnlicher Fachmann ohne kreative Arbeit erhalten hat, in den Schutzbereich des vorliegenden Gebrauchsmusters.
-
In der Beschreibung des vorliegenden Gebrauchsmusters ist anzumerken, dass die Azimut- oder Positionsbeziehung, die durch die Begriffe Mitte, Oben, Unten, Links, Rechts, Vertikal, Horizontal, Innen, Außen usw. angegeben wird, auf der in den Zeichnungen gezeigten Azimut- oder Positionsbeziehung basiert. Nur um die Beschreibung des vorliegenden Gebrauchsmusters zu erleichtem und die Beschreibung zu vereinfachen, anstatt anzuzeigen oder zu implizieren, dass die Vorrichtung oder Komponente, auf die Bezug genommen wird, eine bestimmte Ausrichtung haben muss, in einer bestimmten Ausrichtung konstruiert und betrieben werden muss, kann daher nicht als Einschränkung des vorliegenden Gebrauchsmusters verstanden werden. Darüber hinaus werden die Begriffe erster, zweiter und dritter nur zu beschreibenden Zwecken verwendet und können nicht als Angabe oder Implikation einer relativen Bedeutung verstanden werden.
-
In der Beschreibung des vorliegenden Gebrauchsmusters ist anzumerken, dass die Begriffe Installation, Anschluss, Verbindung allgemein verstanden werden sollten, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben und definiert ist, beispielsweise eine feste Verbindung, eine abnehmbare Verbindung oder eine integrierte Verbindung; Es kann eine mechanische Verbindung oder eine elektrische Verbindung sein; Es kann direkt oder indirekt über ein Zwischenmedium verbunden sein und kann eine Verbindung innerhalb der beiden Komponenten sein. Für gewöhnlichen Fachmann kann die spezifische Bedeutung der obigen Begriffe in dem vorliegenden Gebrauchsmuster im Einzelfall verstanden werden.
-
Darüber hinaus können die technischen Merkmale, auf die sich die verschiedenen nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen des vorliegenden Gebrauchsmusters beziehen, miteinander kombiniert werden, solange sie nicht im Widerspruch zueinander stehen.
-
Eine spezifische Ausführungsform des schwimmenden Fundaments für eine tauchfähige Offshore-Windenergie, umfassend einen schwimmenden Ventilator 1, der über dem Meeresspiegel schwimmt, und einen Wasserstoffspeichertank 3, der auf dem Meeresboden angeordnet ist, dass der schwimmende Ventilator 1 und der Wasserstoffspeichertank 3 durch eine Ankerkette 5 verbunden sind, wie in 1-2 gezeigt.
-
Um die Verbindung des schwimmenden Ventilators 1 zu realisieren, hat der schwimmende Ventilator 1 eine unter dem Meeresspiegel gesunkene Basis 2, dass die Basis 2 eine Dreiecksstruktur ist, wie in 1 gezeigt.
-
Um die Befestigung des Wasserstoffspeichertanks 3 und des Meeresbodens zu erreichen, hat der Wasserstoffspeichertank 3 fünf Hilfspfähle 4, dass die fünf Hilfspfähle 4 nicht auf derselben geraden Linie liegen, wie in 1 und 2 gezeigt. Insbesondere ist der Hilfspfahl 4 ein Spiralpfahl, dass der Spiralpfahl fest mit dem Wasserstoffspeichertank 3 durch ein Installationsloch verbunden ist, das in dem Wasserstoffspeichertank 3 reserviert ist. Um elektrische Energie in Wasserstoffenergie umzuwandeln und zu speichern, umfasst der Wasserstoffspeichertank 3 auch zwei Speicherfässer, eine elektrolytische Wasservorrichtung, eine komprimierte Wasserstoffvorrichtung und ein Steuerelement, dass die benachbarten Speicherfässer durch ein starres Element fest verbunden sind. Insbesondere ist das starre Element eine Stahlstützstange. Um sich an Meergebiete mit unterschiedlichen Tiefen anzupassen, ist der Wasserstoffspeichertank 3 auch mit einem Wasserspeicherfass versehen, dass das Wasserspeicherfass jeweils fest mit dem Wasserstoffspeichertank 3 und dem Speicherfass verbunden ist, dass das Wasserspeicherfass signaltechnisch mit dem Steuerelement verbunden ist, so dass das Signalelement die Meerwasserkapazität in dem Wasserspeicherfass gemäß der Meerwassertiefe in dem Meergebiet steuert, in dem sich der Wasserstoffspeichertank 3 befindet. Um den Kontakt mit Meerwasser zu erreichen, hat der Wasserstoffspeichertank 3 eine scheibenförmige Form.
-
Um die Verbindung zwischen der Basis 2 des schwimmenden Ventilators 1 und dem Wasserstoffspeichertank 3 zu realisieren, stellt die Ankerkette 5 die Länge flexibel gemäß dem Zielmeergebiet ein und verwendet die Ankerkette 5 zum Verbinden, wie in 1 gezeigt.
-
Um die Arbeitsintensität vor Ort zu verringern, werden der schwimmende Ventilator 1, der Wasserstoffspeichertank 3 und die Ankerkette 5 von der Fabrik hergestellt und verarbeitet und dann zum Zielmeergebiet transportiert. Das Material des Wasserstoffspeichertanks 3 ist Beton, so dass seine Dichte größer als die Dichte des Meerwassers ist und dann in den Meeresboden sinkt, wodurch der Wasserstoffspeichertank 3 auf seiner eigenen Schwerkraft auf dem Meeresboden sitzt.
-
Während des spezifischen Ausführungsprozesses wandelt der schwimmende Ventilator 1 Windenergie in elektrische Energie um. Beim Prozess zum Umwandeln von elektrischer Energie in Wasserstoffenergie durch den Wasserstoffspeichertank 3 überträgt das Steuerelement die erzeugte elektrische Energie an die elektrolytische Wasservorrichtung, um Wasserstoff herzustellen, und die komprimierte Wasserstoffvorrichtung komprimiert den Wasserstoff in einen flüssigen Zustand und speichert ihn dann in dem Speicherfass, wodurch eine Unterlagerung von flüssigem Wasserstoff realisiert wird. Die Integration von Wasserstoffproduktion-Verflüssigung-Speicherung wird in dem Wasserstoffspeichertank 3 realisiert, wodurch die Nutzungseffizienz des schwimmenden Ventilators 1 effektiv verbessert und der Gesamtproduktionswert der Windparkenergie verbessert wird.
-
Das schwimmende Fundament für eine tauchfähige Offshore-Windenergie gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster ersetzt das ursprüngliche Festmacher- und Ankersystem des schwimmenden Ventilators 1. Alle Geräte werden von der Fabrik hergestellt und dann in das Zielmeergebiet transportiert, was die Vorteile niedriger Kosten, modularer Montage, einfacher Struktur und hoher Energienutzungseffizienz aufweist.
-
Als alternative Ausführungsform kann die Basis 2 des schwimmenden Ventilators 1 auch andere Formen wie Vierecke, Fünfecke, Kreise und Ellipsen sein.
-
Als alternative Ausführungsform kann die Anzahl der Hilfspfähle 4 auch 1, 2, 3 oder mehr betragen.
-
Als alternative Ausführungsform kann der Hilfspfahl 4 auch andere Arten von Pfahlgründungen sein, wie z. B. Einzelpfähle und ein Saugfassfundamente.
-
Als alternative Ausführungsform kann die Form des Wasserstoffspeichertanks 3 auch eine sphärische Form, eine ellipsoide Form, eine quadratische Form, eine rechteckige Form und andere Strukturen sein.
-
Als alternative Ausführungsform kann der Wasserstoffspeichertank 3 auch aus einem Speichertank und einem Wasserspeichertank entsprechend der Tiefe des Zielmeergebiets zusammengebaut werden, um eine flexible Installation des Wasserstoffspeichertanks 3 zu erreichen.
-
Als alternative Ausführungsform kann die Ankerkette 5 auch eine Durchlaufankerkette 5 sein.
-
Offensichtlich ist das obige Ausführungsbeispiel nur eine klare Beschreibung der Beispiele und keine Begrenzung der Ausführungsform. Für den gewöhnlichen Fachmann können andere verschiedene Formen von Änderungen oder Modifikationen auf der Grundlage der obigen Beschreibung vorgenommen werden. Es ist unnötig und unmöglich, hier alle Ausführungsformen einzeln aufzuführen. Und die offensichtlichen oder daraus abgeleiteten Änderungen oder Modifikationen liegen immer noch im Schutzbereich des vorliegenden Gebrauchsmusters.
