Claims (42)
1. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море, содержащая:1. System (100) for generating electricity on the high seas, containing:
- плавучее тело (110) в форме корпуса с носовой частью (112) и кормовой оконечностью (111);- floating body (110) in the form of a hull with a bow (112) and aft end (111);
- удлиненную мачту (140) аэродинамической формы, выполненную с возможностью выступания вверх из плавучего тела (110) и поддерживаемую на плавучем теле (110) с возможностью вращения вокруг горизонтальной поперечной оси (122);- an elongated mast (140) of an aerodynamic shape, made with the possibility of protruding upward from the floating body (110) and supported on the floating body (110) with the possibility of rotation around a horizontal transverse axis (122);
- ротор, поддерживаемый на одном конце продольной мачты (140) для вращения вокруг горизонтальной оси, ориентированной в направлении вдоль длины плавучего тела (110);- a rotor supported at one end of the longitudinal mast (140) for rotation about a horizontal axis oriented in the direction along the length of the floating body (110);
- устройство для удержания плавучего тела (110) в положении, при котором носовая часть (112) развернута по направлению к ветру и набегающим волнам;- a device for holding the floating body (110) in a position in which the bow (112) is deployed towards the wind and oncoming waves;
отличающееся тем, чтоdifferent in that
поворотная опора мачты (140) содержит горизонтальную поперечно ориентированную ось (122) вращения, проходящую через центр тяжести мачты (140),the mast swivel support (140) contains a horizontal transversely oriented axis (122) of rotation passing through the center of gravity of the mast (140),
причем центр тяжести мачты (140) лежит в диаметральной плоскости (114) плавучего тела (110) в вертикальном направлении выше кормовой оконечности (111) плавучего тела (110), когда плавучее тело (110) находится в рабочем положении в спокойном море, иmoreover, the center of gravity of the mast (140) lies in the diametrical plane (114) of the floating body (110) in the vertical direction above the aft end (111) of the floating body (110), when the floating body (110) is in working position in a calm sea, and
при этом ось (122) вращения поворотной опоры мачты (140) ортогональна диаметральной плоскости (114) плавучего тела (110).wherein the axis (122) of rotation of the rotary support of the mast (140) is orthogonal to the diametrical plane (114) of the floating body (110).
2. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 1, в которой центр (120) величины плавучего тела (110) лежит в точке на расстоянии в 1/4 или менее общей длины плавучего тела (110) от кормовой оконечности (111) плавучего тела (110).2. The system (100) for generating electricity in the open sea according to claim 1, in which the center (120) of the value of the floating body (110) lies at a point at a distance of 1/4 or less of the total length of the floating body (110) from the aft end ( 111) floating body (110).
3. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 1 или 2, в которой форма плавучего тела (110) в горизонтальной плоскости предпочтительно может быть описана треугольником, причем плавучее тело (110) имеет максимальную ширину у кормовой оконечности (111).3. Offshore power generation system (100) according to claim 1 or 2, in which the shape of the floating body (110) in the horizontal plane can preferably be described by a triangle, and the floating body (110) has a maximum width at the aft end (111) .
4. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 3, в которой форма плавучего тела может быть определена сжимающей нагрузкой на поверхность порядка 3-6 метрических тонн/м2, предпочтительно 4-5 метрических тонн/м2, более предпочтительно 4,5 метрических тонн/м2 на вертикальную проекцию плавучего тела (110) на поверхность с коэффициентом полноты водоизмещения около 0,35,4. The offshore power generation system (100) of claim 3, wherein the shape of the floating body can be determined by a surface compressive load of the order of 3-6 metric tons/m 2 , preferably 4-5 metric tons/m 2 , more preferably 4.5 metric tons / m 2 per vertical projection of the floating body (110) on the surface with a displacement completeness coefficient of about 0.35,
причем коэффициент полноты водоизмещения, задан формулой CB=V/L*B*T, где V - объем подводной части плавучего тела (110), L - длина плавучего тела (110), B - максимальная ширина плавучего тела (110) и T - осадка плавучего тела.moreover, the coefficient of completeness of displacement, is given by the formula CB=V/L*B*T, where V is the volume of the underwater part of the floating body (110), L is the length of the floating body (110), B is the maximum width of the floating body (110) and T - sediment of a floating body.
5. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из пп. 1-4, в которой форма плавучего тела (110) определена осадкой, соответствующей высоте характерной волны в состоянии моря, для которого оно предназначено.5. System (100) generating electricity on the high seas according to one of paragraphs. 1-4, in which the shape of the floating body (110) is determined by the draft corresponding to the height of the characteristic wave in the state of the sea for which it is intended.
6. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из предыдущих пунктов, в которой ротор содержит ветротурбину (130), заключенную в имеющий аэродинамическую конструкцию корпус (131) воздушной турбины, смонтированный/установленный на мачте (140).6. Offshore power generation system (100) according to one of the preceding claims, wherein the rotor comprises a wind turbine (130) enclosed in an aerodynamically designed wind turbine housing (131) mounted/mounted on a mast (140).
7. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 6, в которой корпус (131) ветротурбины может также содержать цистерну водяного балласта.7. The offshore power generation system (100) of claim 6, wherein the wind turbine housing (131) may also contain a ballast water tank.
8. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из предыдущих пунктов, в которой мачта включает в себя следующие положения мачты: рабочее положение (140a), положение (140b) погрузки на борт и технического обслуживания и положение (140c) обеспечения живучести.8. Offshore power generation system (100) according to one of the preceding claims, wherein the mast includes the following mast positions: operating position (140a), loading and maintenance position (140b), and survivability position (140c) .
9. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 8, в которой мачта (140) с ротором в нормальном рабочем положении (140a) и с крыльями ротора в вертикальной плоскости образует угол α с вертикальной плоскостью, причем угол α составляет 0-15 градусов, предпочтительно 6-12 градусов, более предпочтительно 9 градусов, в направлении к корме от плавучего тела.9. Offshore power generation system (100) according to claim 8, wherein the mast (140) with the rotor in the normal operating position (140a) and with the rotor wings in the vertical plane forms an angle α with the vertical plane, where the angle α is 0 -15 degrees, preferably 6-12 degrees, more preferably 9 degrees, aft of the floating body.
10. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 8, в которой мачта (140) в положении (140b) погрузки на борт и технического обслуживания находится с крыльями (132) ротора в горизонтальной плоскости, мачта (140) в положении (140с) обеспечения живучести наклонена с крыльями (132) ротора на 45-50 градусов к корме от плавучего тела относительно вертикальной плоскости.10. The offshore power generation system (100) according to claim 8, wherein the mast (140) is in the loading and maintenance position (140b) with the rotor wings (132) in a horizontal plane, the mast (140) is in the position (140c) ensuring survivability is inclined with the wings (132) of the rotor at 45-50 degrees to the stern of the floating body relative to the vertical plane.
11. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из предыдущих пунктов, которая содержит одно или более устройств для поворота мачты (140) с ветротурбиной (130) между различными положениями (140a-c), причем устройство для поворота мачты (140) содержит канатные средства, лебедки и/или гидравлические цилиндры на основании мачты (140), и в которой канатные средства могут содержать волоконный канат, проволоку, цепь и т.д., и/или гидравлические приводы для корректировки или изменения положений (140a-c) мачты (140).11. The offshore power generation system (100) according to one of the preceding claims, which comprises one or more devices for turning the mast (140) with a wind turbine (130) between different positions (140a-c), wherein the device for turning the mast (140 ) contains rope means, winches and/or hydraulic cylinders on the base of the mast (140), and in which rope means may contain fiber rope, wire, chain, etc., and/or hydraulic actuators for adjusting or changing positions (140a- c) masts (140).
12. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из предыдущих пунктов, в которой обеспечена возможность временной блокировки мачту (140) с ротором в рабочем положении (140a) посредством удерживающего механизма, выполненного с возможностью высвобождения.12. The offshore power generation system (100) according to one of the previous claims, wherein the mast (140) with the rotor in the working position (140a) is temporarily locked by means of a releasable holding mechanism.
13. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 12, в которой удерживающий механизм содержит множество срезных болтов с гидравлическим приводом, расположенных у нижней части шпора мачты.13. The offshore power generation system (100) of claim 12, wherein the holding mechanism comprises a plurality of hydraulically actuated shear bolts located at the bottom of the mast spur.
14. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из пп. 1-11, в которой мачта с ротором сохраняют приблизительно рабочее положение (140a) посредством одного или более демпфирующих устройств (160), с тем чтобы маневрировать мачтой (140) для компенсации килевой качки плавучего тела (110).14. System (100) generating electricity on the high seas according to one of paragraphs. 1-11, in which the mast with the rotor is maintained approximately in the operating position (140a) by means of one or more damping devices (160) in order to maneuver the mast (140) to compensate for the pitching of the floating body (110).
15. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 14, в которой15. The offshore power generation system (100) of claim 14, wherein
одно или более демпфирующих устройств содержат блок для маневрирования мачтой (140),one or more damping devices include a block for maneuvering the mast (140),
причем блок для маневрирования мачтой (140) выполнен с возможностью управления блоком управления, принимающим сигналы от датчиков, например, датчиков волны, датчиков ветра и т.д., иmoreover, the block for maneuvering the mast (140) is configured to control the control unit that receives signals from sensors, for example, wave sensors, wind sensors, etc., and
при этом блок управления выполнен с возможностью активирования демпфирующих устройств (160) для маневрирования мачтой (140) для поддержания мачты (140) как можно в более устойчивом рабочем положении (140a).while the control unit is configured to activate the damping devices (160) for maneuvering the mast (140) to maintain the mast (140) in the most stable working position (140a).
16. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 15, в которой блок для маневрирования мачтой (140) содержит гидравлические цилиндры для компенсации килевой качки плавучего тела (110).16. The offshore power generation system (100) of claim 15, wherein the mast maneuvering unit (140) comprises hydraulic cylinders to compensate for the pitching of the floating body (110).
17. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из предыдущих пунктов, в которой устройство для поддержания плавучего тела (110) против ветра содержит якорную систему, расположенную в носовой части (112) плавучего тела (110) и, возможно, подруливающие устройства по меньшей мере на кормовой оконечности (111) плавучего тела (110).17. The system (100) for generating electricity on the high seas according to one of the previous paragraphs, in which the device for supporting the floating body (110) against the wind contains an anchor system located in the bow (112) of the floating body (110) and, possibly, thrusters devices at least at the aft end (111) of the floating body (110).
18. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из предыдущих пунктов, в которой опора для поворота мачты (140) удерживается по меньшей мере одной опорной стойкой (123), расположенной в кормовой части плавучего тела (110), причем опорные стойки (123) содержат по меньшей мере одну ногу с аэродинамическим поперечным сечением, закрепленную в плавучем теле (110), при этом поворотная опора содержит корпус (121) подшипника, расположенный в верхней части указанной по меньшей мере одной опорной стойки (123).18. The offshore power generation system (100) according to one of the previous claims, in which the mast slewing support (140) is held by at least one support leg (123) located aft of the floating body (110), wherein the support legs (123) contain at least one leg with an aerodynamic cross section, fixed in the floating body (110), while the rotary support contains a bearing housing (121) located in the upper part of the said at least one support post (123).
19. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из пп. 8-18, в которой нижняя часть мачты (140) в нормальном рабочем положении (140a) расположена в отдельном колодце (115) в корпусе плавучего тела (110).19. System (100) generating electricity on the high seas according to one of paragraphs. 8-18, in which the lower part of the mast (140) in the normal working position (140a) is located in a separate well (115) in the body of the floating body (110).
20. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по одному из пп. 11-19, в которой устройства для поворота мачты (140) с ветротурбиной (130) между различными положениями (140a-c) выполнены также или дополнительно с возможностью размещения в колодце (115).20. System (100) generating electricity on the high seas according to one of paragraphs. 11-19, in which the devices for turning the mast (140) with the wind turbine (130) between different positions (140a-c) are also or additionally designed to be placed in the well (115).
21. Система (100) генерирования электроэнергии в открытом море по п. 19 или 20, в которой колодец (115) выполнен с возможностью содержать удерживающий механизм.21. Offshore power generation system (100) according to claim 19 or 20, wherein the well (115) is configured to contain a holding mechanism.
22. Способ погрузки на борт и введения в эксплуатацию мачты (140) со смонтированным ротором на борту плавучего объекта (110), который отличается следующими этапами:22. The method of loading on board and putting into operation a mast (140) with a mounted rotor on board a floating object (110), which is characterized by the following steps:
- помещение мачты (140) с ротором в горизонтальное положение (140b) погрузки на борт на подвижное транспортное средство (170) на причале/берегу или на плавучем средстве на воде;- placing the mast (140) with the rotor in a horizontal position (140b) for loading on board a mobile vehicle (170) on the berth/shore or on a floating craft on the water;
- балластировка водой плавучего тела (110) для приема мачты (140), причем плавучее тело (110) располагают возле подвижного транспортного средства (170);- ballast water floating body (110) to receive the mast (140), and the floating body (110) is placed near the movable vehicle (170);
- откачка водяного балласта для переноса веса мачты (140) с ротором;- pumping out the water ballast to transfer the weight of the mast (140) with the rotor;
поворот мачты (140) с ротором с центром тяжести в опоре посредством известных устройств в требуемые положения мачты (140): рабочее положение (140a), положение (140b) на борту и для технического обслуживания или положение (140c) обеспечения живучести.rotation of the mast (140) with the rotor with the center of gravity in the support by means of known devices to the required positions of the mast (140): working position (140a), position (140b) on board and for maintenance or position (140c) to ensure survivability.
23. Способ по п. 22, также включающий этапы:23. The method according to claim 22, also including the steps:
- введение в зацепление множества срезных болтов с гидравлическим приводом со шпором мачты в нормальном рабочем положении (140a) мачты (140) для блокировки мачты (140) в нормальном рабочем положении (140a); и- engaging a plurality of hydraulically actuated shear bolts with the mast spur in the normal operating position (140a) of the mast (140) to lock the mast (140) in the normal operating position (140a); And
- выведение гидравлических срезных болтов из зацепления со шпором мачты, с тем чтобы активировать тем самым множество гидравлических цилиндров для компенсации килевой качки плавучего тела (110), причем гидравлические цилиндры регулируют угловые положения (160’) мачты (140) для поддержания положения (140) мачты относительно горизонтальной плоскости при спокойном море, составляющем ±2-4 градуса относительно нормального рабочего положения (140a) мачты (140) при спокойном море; илиdisengaging the hydraulic shear bolts from the mast spur, thereby activating a plurality of hydraulic cylinders to compensate for the pitching of the floating body (110), the hydraulic cylinders adjusting the angular positions (160') of the mast (140) to maintain position (140) masts relative to the horizontal plane in calm seas, which is ± 2-4 degrees relative to the normal operating position (140a) of the mast (140) in calm seas; or
- выведение гидравлических срезных болтов из зацеплений со шпором мачты для перемещения мачты (140) в требуемое положение мачты (140): нормальное рабочее положение (140a), положение (140b) загрузки и технического обслуживания или положение (140c) обеспечения живучести.- releasing the hydraulic shear bolts from the mast spur to move the mast (140) to the required mast (140) position: normal operating position (140a), loading and maintenance position (140b), or survival position (140c).