TW201326543A - 安裝於旋轉平臺上的葉片式風力渦輪發電機組 - Google Patents
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Abstract
一種用於將風力之機械能量轉換成電能的安裝設備係包括:一個平台(2);一組垂直軸線葉片(P),其係被連接至該平台使得在該風力的動作下以旋轉方式來驅動該平台;以及至少一個電力產生器(7),其係包括至少一個轉子和至少一個定子,該至少一個轉子係被連接至該旋轉平台且該至少一個定子係被連接至一個固定結構。該安裝設備係包括從該平台的一個周邊區域所升起的一組桅杆(3),而各別的葉片係固接至該組桅杆。
Description
本發明一般來說係與用於將風力之機械能量轉換成電能的安裝設備有關,且更具體而言係與浮動型風力渦輪發電機組有關。
以目前來說,風力發電是繼水力發電之後的第二大可再生能源,在世界各地,由風力發電所產生的電量如今是高過200千兆瓦(GW),其代表全球發電量的2%。風力發電每年所增加的產能大約是40千兆瓦,不過此速率係顯示陸上安裝設備的一個下降趨勢。此速率減緩基本上是由於與該些系統在環境和視覺上相關聯的多項限制。
於是,風力發電廠(wind farm)的建構近來業已被延伸到海水,湖泊和海洋,其目標是對用於安裝具有一個較高產能的渦輪發電機組之新空間提供一條途徑。大部分海上(離岸)的風力渦輪發電機組目前係受到經鋪設在海床上之地基的支持。然而,該些安裝設備係由於其技術而成本昂貴,不易於拆卸且在深度上有所限制。有限的深度係預估為50公尺,超過該有限的深度來建構一個離岸型渦輪發電機組係不再有所獲利回報。因此,此項限制業已使離岸型風力渦輪發電機組的銷售需求被侷限在該等海水,湖泊和海洋的一小塊範圍。
以歐洲為案例,業已發現到在經濟上可運用的風力發
電儲備量中有73%係處在深度超過50公尺的位置。假如使用到地基安置型的風力渦輪發電機組,則該些深度係基於經濟上和技術上的理由而無法接近。然而,該些深度係能使用浮動型的風力渦輪發電機組來接近。
目前處於發展中之大部分浮動型風力渦輪發電機組的計畫經設計以用於水平軸線型風力渦輪發電機組,同樣被稱作為HAWT。該些渦輪發電機組通常係為經安置在一個浮動結構上之三葉片型渦輪發電機組。此解決方案之選擇係由於在使用水平軸線型風力渦輪發電機組上所獲取之可觀經驗,如此係使三葉片型渦輪發電機組成為一個可靠的投資,特別是對於提供經費的銀行來說。
然而,業已發現到該水平軸線型風力渦輪發電機組類型的風力渦輪發電機組不經過設計為操作在一個海上環境,其中係存在包含大浪,湧浪和其它海上現象之可觀的微擾機械應力,使得浮動型風力渦輪發電機組的結構係需要經過強化的穩定性和強度。
一定數量的先前技術文件係敘述該水平軸線型風力渦輪發電機組類型的風力渦輪發電機組之使用。該等文件US 7 891 073,US 7 296 971和US 2001/0037264在此方面係可作為諮詢用。
在該些文件中所敘述之浮動型風力渦輪發電機組各者係使用經安置在一個浮動平台上的一組葉片,且該些浮動型風力渦輪發電機組係基於三個浮動技術,也就是稱作為Espar技術,半潛式技術和TLP(張力腳座平台)的技術。
該Espar技術係基於使用一個縱向且垂直延伸的浮動件,其中該結構的經潛沒部分係長於在吃水線以上的部分,該組件依此一方式的重心係位在漂浮重心以上。因此,此技術係需要一個大的吃水深度,且僅考慮用於超過150公尺的深度。任何較淺的深度係無法相容於該Espar技術。
一個半潛式浮動件係包含經由剛性管路所互連的三個浮動件,該等剛性管路係對該組件賦予強度提升。相較基於該Espar技術的平台來說,此結構係降低風力所引發的傾側,不過此結構對於水平面的振盪係過於敏感。再者,其生產成本係高於其它的技術。
最後,TLP浮動件係基於使用經放置在該海床和一個浮動結構之間的多個張力腳座,該浮動結構上係安置有該風力渦輪發電機組以使得部分地潛入水中。由該等張力腳座所建立之張力係對該浮動型/渦輪發電機組組件提供最大的穩定性,不過沒有靈活度,特別是針對大浪和潮汐的效應。此類型的平台原始係設計為用於石油工業,其目標是避免鑽鑿平台的猛然撞擊且防止該平台被扯離自該海床上所固定的配備。然而,TLP浮動件係未經調適為抵抗水平風壓應力,其係使該渦輪發電機組傾向一側,且可對在背風側的張力腳座造成鬆弛而在迎風側的張力腳座造成過多張力。
再者,多項研究係顯示在大浪所引發的振盪和一個習用三葉片型HAWT的旋轉頻率之間存在有多項干擾。於是,在對等的風力條件下,相較於在陸上所發現具有相同機器設備的彼等者來說,在浮動件上使用HAWT的原型業
已顯示出具有較低的發電效能。由於在海水的移動和該些葉片的移動之間的干擾,此等結果業已顯示出此類型的安裝設備僅遞送所預計發電量的81%。
鑑於上述觀點,同樣被稱為VAWT的垂直軸線型風力渦輪發電機組係對HAWT提供一個有用的替代方案,以用於浮動型風力渦輪發電機組的建構。
事實上,垂直軸線型風力渦輪發電機組係具有四個超越水平軸線型風力渦輪發電機組之主要優勢。
首先,垂直軸線型風力渦輪發電機組繞著一個垂直軸線進行旋轉係使得對風力的動向和對在此動向上的變化不甚敏感。
第二,處在相同動力下,由該風力在該渦輪發電機組上所施加力度的中心在一個垂直軸線型風力渦輪發電機組上相較在一個水平軸線型風力渦輪發電機組上係位於較低的位置,因此有利地減少在該浮動件上作用的槓桿臂狀部。
第三,相較一個水平軸線型風力渦輪發電機組,一個垂直軸線型風力渦輪發電機組之發電線路的較低位置係降低成本且促進一個垂直軸線型風力渦輪發電機組的維護。
最後,該等葉片之大致曲線形狀係允許一個垂直軸線型風力渦輪發電機組以耗損小於一個水平軸線型風力渦輪發電機組之一個空氣動力效率進行振盪。
然而,垂直軸線型風力渦輪發電機組係具有數個缺點。其主要弱點係與缺少強健的葉片有關,該等葉片係被稱為通常所使用的Darrieus葉片。確實,在離心力的效應
下,對安置具有數個MW之功率數額的垂直軸線型風力渦輪發電機組之所有嘗試業已造成該渦輪發電機組的自毀滅。再者,該些機器設備係具有相當低的一個啟動扭力,且因此在啟動時係需要協助。
可以參考文件US 7 397 144,其中係敘述該垂直軸線型風力渦輪發電機組類型的一個浮動型風力渦輪發電機組。
然而,由於事實上該等葉片受到波浪及其所造成之磨損的影響,所以此風力渦輪發電機組係具有數個主要缺點。再者,該等葉片針對該平台之安置作業係顯著地增加維護成本,且降低該渦輪發電機組的使用壽命。
因此,本發明之目的係克服先前技術之風力渦輪發電機組的缺點,且顯著地是在該垂直軸線型風力渦輪發電機組類型之浮動型風力渦輪發電機組上的缺點。
本發明係提出一種用於將該風力之機械能量轉換成電能的安裝設備,其係包括:一個平台;一組垂直軸線葉片,其係被連接至該平台以至於在風力的動作下以旋轉方式來驅動該平台;及一個或更多電力產生器,其係包括至少一個轉子和至少一個定子,該至少一個轉子係被連接至該旋轉平台且該至少一個定子係被連接至一個固定結構。
該安裝設備係包括從該平台的一個周邊區域所升起的一組桅杆,而各別的葉片係固接至該組桅杆。
因為該等葉片安置在從該平台所升起的桅杆上,所以
該垂直軸線型風力渦輪發電機組類型之浮動型風力渦輪發電機組的葉片不會受到波浪的衝擊,而使得上述缺點得以克服。該等桅杆係亦允許該等葉片被提起且暴露於強烈且更為平常的風力,同時亦增加由該等葉片所掃掠的區域。
因此,該等葉片係能聯繫一個用於控制迎風角度的裝置,其在前先技術中若該裝置遭受波之浪衝擊時通常係不可行的。
在一個實施例中,該等桅杆係經傾斜以朝向該平台的外側,且藉由一組固持臂狀部以被牢固至進行旋轉的平台。
在此案例中,將該等桅杆針對該平台之周邊在切線方向予以傾斜係有利的,以供降低在該等桅杆和該平台之間的角度且因而在該結構的各項元件之間提供一個較小的槓桿臂狀部。此外,在經暴露於該風力之葉片上的尾流(wake)效應係藉由下述事實而被緩和:該等葉片係經傾斜且其尾流係僅逐步地相交。
在另一個實施例中,該等桅杆係以一個交越配置而經傾斜朝向該平台的內側,該等桅杆係在該平台進行旋轉的垂直軸線附近交越彼此,諸如一個支撐環形件或多邊形件之一個裝置係被用來將該等桅杆固定於彼此並且在其交越點處被固定至一個轂部。在此「交越」組態設定中,該結構係經過簡易化,輕量化以及提高強度。
在一個實施例中,該平台係浮動在水上的一個平台(例如:在海水上或湖泊上),且係聯繫在該固定結構上作用的一個錨定系統。
在此案例中,該平台係有利地以一個平坦結構的形式來製造,其水平維度係大於其垂直維度。
例如:該平台係能為環形,且能在橫截面上具有一個大致上呈V形的下方部分和一個向外側傾斜的上方表面,以至於最小化波浪的阻力。
一個環狀防傾帶係有利地被設置在該浮動平台的下方部分中。
依據基於本發明之安裝設備的另一特徵,該等葉片係該水平軸線型風力渦輪發電機組類型之三葉片型風力渦輪發電機組的葉片,且各個葉片係聯繫用於調整該迎風角度的一個裝置,進而提供在與水平軸線型風力渦輪發電機組之葉片和其迎風角度之調整系統相關聯的技術成熟度和低生產成本方面的優勢。
應該要注意到:其中定位有該定子之固定結構係能被安置在一個錨定裝置上,該錨定系統係例如包括一組至少一個剛性或彈性鏈條,在該等鏈條上作用之一個壓艙或漂浮裝置,和自該壓艙或漂浮裝置延伸且具有多個終端錨定件之一組鎖鏈。
支持該定子之固定結構係能潛入水中,且能具有可控制的漂浮。
依據本發明之安裝設備係能包含用於儲存在該平台進行轉動期間所產生之動能的構件。
該能量儲存構件係能包括一組壓艙帶重件,其係能沿著該等臂狀部(顯著地是沿著該等固持臂狀部)移動,且
能藉由一個或更多滑輪組而被鏈結到一個或更多配重件。
例如在該浮動件內提供一組壓艙隔間係同樣可行的,其係經設計以在該平台進行旋轉期間藉由離心力的效應或經由一個汲水系統而予以填充水分。
依據本發明之一個特徵,該安裝設備係能包含所謂的牽引式風力渦輪發電機組(例如:Savonius類型)及/或一個馬達,其係經放置在該平台上且經設計以與經安置在該等桅杆上之葉片進行互動,而在啟動上或以低轉速提供一個補充扭力。
在該固定結構上提供一個穩定翼片及/或提供經放置在水下且經固接至該固定結構之一個穩定活動船板係可行。
在該平台和該等桅杆的頂部之間提供多個帆狀件和經連接至該轂部的至少一個輔助浮動件係同樣可行,以用於在完全潛入的情況下維持該漂浮和該安裝設備的垂直度。
一開始,用於將該風力之機械能量轉換成電能之一個安裝設備的第一實施例係將參考圖1和2作出敘述,其中該安裝設備係由一般的參考元件符號1所註記。此安裝設備係基於該垂直軸線型風力渦輪發電機組類型之一個風力渦輪發電機組的使用,換句話說即包括經安置在一個平台上之一組葉片(諸如該等葉片P)的彼等者。
在圖1和2所示之實施例中,該等葉片P係經由從該平台向外徑向延伸之一組相應桅杆(諸如該桅杆3)以被安
置在該平台2上,依此方式而其中該等葉片P被固接至該等桅杆3之區域係被提起在水平面上方,藉此避免該些固接區域受到波浪衝擊的影響。
在此案例中,該風力渦輪發電機組係具有三個葉片P。然而,應該要注意到:其它數量的葉片係能予以使用而沒有悖離本發明的範疇。
從圖1和2中同樣可以看出,該風力渦輪發電機組在此案例中係一個浮動型風力渦輪發電機組,以及顯著地經過設計以被安置在海水處,且更特別是在其中的深度超過50公尺之區域中。然而,該安裝設備1係可經過設計以用於安裝在湖泊、水道或水庫中或者是在冰體上,而沒有悖離本發明的範疇。
該平台2係經製作為具有一個大致環形的平坦浮動件,其所具有之水平維度係大於其垂直維度。因此,該平台2所具有之一個直徑係相當程度地大於其高度達一個因數(該因數可高達或超過10),藉此對該安裝設備賦予高穩定性。該平台2有利地係在其下方部分中具有一個環狀防傾帶E,以對該平台之穩定性有所貢獻。
該等葉片P係從該平台2升起,且以該等葉片之轉動會引起該平台繼而轉動的此一方式來加以連接,以及由於該安裝設備使用水作為一個潤滑劑而具有相對低的損失。
該等桅杆3係經由一個第一組臂狀部4以相對該轂部8進行固持,該第一組臂狀部4係被固接至該等桅杆3之兩個交互相對的上方末端和下方末端,以供軸向地固持該等
桅杆且將該轉動傳遞至該平台和至該轂部。延伸在該平台2和至該等桅杆3的上方終端區域之間的一個第二組固持臂狀部5係作用為固持該等桅杆且傳遞該旋轉移動。
最後,諸如臂狀部6之另一組固持臂狀部係經配置以便使該等桅杆3的上方末端成對地連接,因此使該等桅杆牢固彼此且使該結構硬挺。
如上文所述,由該平台2和經由相應桅杆以被連接至該平台之葉片P的組件係一種在該風力的效應下進行轉動的組件。該安裝設備係進一步包括例如吸入類型的一個或更多電力產生器7,各個電力產生器係包括一個轉子和一個固定定子,該轉子係被連接至從中延伸有該第一組固持臂狀部4之一個轂部8,以便鏈接為隨著該平台2作旋轉,且該固定定子(不可見於圖1和2中)係經由一個傳動軸10而被鏈接至一個固定結構9,該傳動軸10本身係聯繫包括諸如鎖鏈11之一組鎖鏈的一個錨定系統,該等鎖鏈各者係具有一個壓艙或漂浮裝置12和一個終端錨定件13。
由於此配置,經鏈接至包括該傳動軸10,該固定結構9和該錨定系統之繫泊系統的定子係被固持在相對地表參考框架之的一個固定位置(獨立於大浪移動),同時攜載該等葉片之平台係因而在該風力之動作下針對該轉子進行轉動。
由於該平台2之水平維度顯著地大於其垂直維度,且由於建構為一環形之平台所具有的垂直軸線對稱地對應於該等葉片P之旋轉軸線,所以在吃水線上之生成組件係牢
固且強健的。應該要注意到:該平台之直徑係可典型為40到60公尺,但是可以達到或超過100公尺,藉此提供之穩定性大於該等Espar,半潛式浮動件和張力腳座平台技術。
如圖3中所能見到,該平台2係有利地經過環狀塑形成具有一個大致上呈V形的下方部分14之一個垂直橫截面,以在假如該平台經設計為安置在冰體上時最小化與水體或冰體的表面摩擦,和經傾斜向外的一個上方部分15,以供降低波浪的襲擊。該平台2係有利地在其下方部分中具有一個防傾帶E。該平台2之高度係典型可為4到8公尺,但是可以超過10公尺。該些維度係使該平台2可能具有一個低的吃水深度。
關於該等葉片,應該要注意到:由於經由該等桅杆3以安置在該平台上,所以該等葉片係能採取該水平軸線類型之三葉片型風力渦輪發電機組所明顯慣用的葉片型式。各個葉片P係有利地經由一個間隔控制系統16以被安置在該等桅杆3上,藉以多個可變步驟來調整該迎風角度,以用於確保對於各個葉片相對其視在風力的迎風角度一直是最佳的。
應該要注意到:該等葉片之尺寸係可為大約75公尺或更長。因此例如,該安裝設備1在一個實施例中係包含具有大約40到60公尺之一個直徑和大約4到8公尺之一個高度的一個浮動件,多個具有大約75公尺之一個高度的葉片,以及多個具有大約20公尺之一個高度的桅杆。
如圖1和2中所能看見,該等葉片P大致上係經過傾
斜向外,明顯如該等桅杆3之傾斜度的一個結果。
在圖1和2所示之實施例中,同樣應該要注意到:該等桅杆3係進一步經過傾斜以切線方向至該平台2之周邊,以供降低在該等桅杆和該浮動件之間的角度,且因此在該等桅杆和該平台2之間提供一個較短的槓桿槓桿力臂狀部。該等桅杆之傾斜度係同樣緩和該等葉片相對彼此的尾流效應。
在圖1和2所示之實施例中,該等桅杆3係以一個「懸臂」組態設定進行延伸,作為徑向地傾斜向外。
在圖4和5所示之實施例中(其中等同於圖1到3之元件的彼等者係以相同的元件符號所註記),該等桅杆3係以一個交越組態設定進行配置,且在該平台進行旋轉的垂直軸線附近交越彼此。
此實施例再次係包含一個環形浮動平台2,多個從該平台2之一個周邊區域所升起的桅杆3和多個經固接至該等桅杆3之葉片P,以及(多個)電力產生器7,各個電力產生器係包括一個轉子和一個定子,該轉子係被連接至一個轂部8,該轂部8係被鏈接至該桅杆3作旋轉,且該定子係聯繫該錨定系統,該錨定系統係包括該傳動軸10,該結構9和該繫泊系統,該繫泊系統係包括該等鎖鏈11,該等壓艙帶重件或浮動件12和該等終端錨定件13。
在此交越組態設定中,該等桅杆13係被牢固至彼此且經由諸如一個固持環形件或多邊形件17之一個裝置而被牢固至該轂部,且以該等桅杆13的頂部之路徑形成一個圓圈
的一個方式延伸向上,該圓圈所具有之一個半徑係可大於該平台之半徑。在此組態設定中,其中的操作係等同於上文所述的彼等者,該結構係具有一個簡易化,輕量化的結構和較大的強度。
然而,應該要注意到:在上文參考圖1到5所述之實施例中,該等葉片P係經由一個間隔控制系統16以被鏈接至該等桅杆3,該間隔控制系統16係用於調整該迎風角度。類似地,該等葉片係能經過傾斜以切線方向至該平台2之周邊,以用於調變該等葉片相對彼此的尾流效應。
應該要注意到:在上文參考圖1到5所述之實施例中,該定子所鏈接之固定結構9係形成一個潛沒組件。然而,此固定結構9係可在該吃水線以上,而沒有悖離本發明之範疇。
該安裝設備1之產生器7的結構係將參考圖6後作出敘述。
應該要注意到:圖6係對應於具有多個以一個懸臂組態設定進行配置之桅杆的一個安裝設備。然而,應該要注意到:該(等)產生器7之說明係對等地適用於圖4和5的實施例。此說明係對等地適用於,此產生器或該些產生器係經潛入水中或處在該吃水線以上。類似地,該(等)產生器之說明係對適用於其中該固定結構9處在該吃水線以上或處於半潛的實施例。
如圖6中所示,該(等)產生器7各者係包括至少一個轉子R,和納入一組線圈B之至少一個定子S。
該轉子R係納入一組磁性體A,其係以規則間隔而被定位在該組線圈B附近。
該組線圈B係被放置在該傳動軸10的末端處,其係聯繫由滾珠或滾子軸承27或28所導引之兩個穩定軸承板25和26。
因此,當該轉子針對該定子進行轉動時,且特別是在該等磁性體A針對該等線圈進行轉動時,一個電流係被產生。一個傳導纜線C係有利地經設置,此纜線係被定位在該傳動軸中,被連接至該組線圈B且穿過該固定結構9,以遞送在該平台進行轉動期間所產生的電力。
應該要注意到:上文所述本發明使用之垂直軸線型風力渦輪發電機組類型的一個風力渦輪發電機組係以旋轉方式固定至一個浮動平台且具有多個在該水平軸線型風力渦輪發電機組類型的風力渦輪發電機組中所慣用的葉片(具有大約75公尺之一個尺寸)。此安裝設備係能夠產生大約5 MW或更多的電力。
同樣應該要注意到:其中該固定結構潛入水中的一個深度少於大約20公尺之實施例有利地在於,被用來將該固定結構連接至該壓艙或漂浮裝置的鏈條係將另外受到與該平台的碰撞。
然而,應該要注意到:本發明係不被限制到多個業已經過敘述的實施例。
參考圖7,其中多個變化例係可適用於該「懸臂」結構和該「交越」結構兩者,可以看到:在該產生器7的頂部
上提供一個穩定翼片30且例如予以鏈接到該傳動軸10係可行的,以用於避免該安裝設備之固定部件針對該地表參考框架進行轉動。此翼片係可藉由在該水面下(未圖示)的一個活動船板來輔助或加以取代。
同樣應該要注意到:該安裝設備係同樣能包含用於提供一個補償扭力以協助啟動該該安裝設備之構件。例如:該「Savonius」類型知一個風力渦輪發電機組及/或一個馬達係可被放置在旋轉圓柱體8上。帆狀件係可同樣被安裝在該平台2和該等桅杆3的頂部之間。
同樣應該要注意到:該安裝設備係可包含用於儲存在該平台藉由該風力渦輪發電機組之葉片P的動作以進行旋轉期間所產生的動能之構件。
在一個第一實例中,茲能提供可沿著該等徑向臂狀部且聯繫一個或更多配重件33之壓艙裝置(諸如該等裝置32)。因此,當該平台進行轉動時,該等壓艙裝置係經過離心力的偏置,且傾向移動離開該轉動的垂直軸線。相反地,當該安裝設備減慢或停下來時,該些壓艙件係藉由該(等)配重件以朝向該中央軸線返回,且釋放出相對應的動能。
如圖7中所示,在該「懸臂」組態設定中,該等壓艙裝置係可有利地沿著該等固持臂狀部4進行移動。
在一個第二實例中,在該平台2中提供一組隔間(諸如該等隔間31)係可行的,該些隔間係經過設計以在該平台2的旋轉期間以藉由離心力之一個自然方式或者是以經
由汲水器之人工方式而被填充水分,來修改該平台的旋轉移動。因此,由於風能本質上為間歇的,該動能的儲存係能藉由填充儲水槽且因此增加該浮動件的旋轉扭力,以為了假如風力下降時,該浮動件的旋轉扭力係可藉由將浮動件中所含有的水分抽出而被降低。
該等隔間係同樣能經過填充以用於壓載且因此穩定該結構,或者是予以完全地潛入水中以保護免於預期到來的一個氣旋或颱風。提供一個輔助浮動件和一個通訊及控制裝置係可行的,該輔助浮動件係被連接至該定子且具有充足地容量,以在該風力渦輪發電機組整個潛入水中時提供動態漂浮,且該通訊及控制裝置係使潛入水中風力渦輪發電機組能夠受到來自地表面的控制。
假如使用到奇數個葉片,則在直徑上對置各個葉片之隔間係能經過壓載,以在面向該風力之葉片的升起期間補償空氣動態力度之上風優勢,且避免該平台在其轉動期間的振盪。
1‧‧‧安裝設備
2‧‧‧平台
3‧‧‧桅杆
4‧‧‧臂狀部
5‧‧‧臂狀部
6‧‧‧臂狀部
7‧‧‧電力產生器
8‧‧‧轂部/旋轉圓柱體
9‧‧‧固定結構
10‧‧‧傳動軸
11‧‧‧鎖鏈
12‧‧‧壓艙(帶重件)/漂浮裝置(件)
13‧‧‧終端錨定件
14‧‧‧下方部分
15‧‧‧上方部分
16‧‧‧間隔控制系統
17‧‧‧固持環形件/多邊形件
25‧‧‧穩定軸承板
26‧‧‧穩定軸承板
27‧‧‧滾珠/滾子軸承
28‧‧‧滾珠/滾子軸承
30‧‧‧穩定翼片
31‧‧‧隔間
32‧‧‧壓艙裝置(帶重件)
33‧‧‧配重件
A‧‧‧磁性體
B‧‧‧線圈
C‧‧‧傳導纜線
E‧‧‧環狀防傾帶
P‧‧‧葉片
R‧‧‧轉子
S‧‧‧定子
參考後附圖示以提供僅作為非限制性的實例,本發明之其他目標,特徵和優勢業已藉由上述說明而予以揭露出,其中:圖1和2係分別在外觀和全貌上顯示依據本發明中用於將該風力之機械能量轉換成電能的一個安裝設備之實例;
圖3係用以顯示圖2中安裝設備之浮動平台的形狀之一個橫截面圖;圖4和5係顯示依據另一實施例中用於將該風力之機械能量轉換成電能的一個安裝設備之實施例的實例;圖6係用以例示該電力產生器之結構的一個示意圖;圖7係顯示依據本發明之一個轉換安裝設備的各種實施例。
1‧‧‧安裝設備
2‧‧‧平台
3‧‧‧桅杆
4‧‧‧臂狀部
6‧‧‧臂狀部
7‧‧‧電力產生器
8‧‧‧轂部/旋轉圓柱體
9‧‧‧固定結構
10‧‧‧傳動軸
11‧‧‧鎖鏈
12‧‧‧壓艙(帶重件)/漂浮裝置(件)
13‧‧‧終端錨定件
16‧‧‧間隔控制系統
E‧‧‧環狀防傾帶
P‧‧‧葉片
Claims (19)
- 一種用於將風力之機械能量轉換成電能的安裝設備,其係包括:一個平台(2);一組垂直軸線葉片(P),其係被連接至該平台,以至於在該風力的動作下以旋轉方式來驅動該平台;以及至少一個電力產生器(7),其係包括至少一個轉子(R)和至少一個定子(S),該至少一個轉子係被連接至進行旋轉的該平台且該至少一個定子係被連接至一個固定結構(9),該安裝設備之特徵係在於包括從該平台的一個周邊區域所升起的一組桅杆(3),而各別的葉片係被固接至該組桅杆。
- 如申請專利範圍第1項之安裝設備,其中該等桅杆(3)係經傾斜以朝向該平台(2)的外側,且藉由一組固持臂狀部以被牢固至進行旋轉的該平台。
- 如申請專利範圍第1項之安裝設備,其中該等桅杆係以一個交越配置而經傾斜朝向該平台的內側,該等桅杆係在該平台(2)進行旋轉的垂直軸線附近交越彼此,一個支撐裝置(17)係將該等桅杆(3)和一個轂部(8)固定彼此在其交越點處。
- 如申請專利範圍第1或2項之安裝設備,其中該等葉片係延伸自該等桅杆(3),而該等桅杆(3)係在切線方向上傾斜至該平台之周邊。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其中該平台係浮動在水上的一個平台,且係聯繫在該固定結構上作用的一個錨定系統(11,12,13)。
- 如申請專利範圍第5項之安裝設備,其中該平台係以一個平坦結構的形式來製造,其水平維度係大於其垂直維度。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其中該平台係呈環形,且在橫截面上具有一個大致上呈V形的下方部分和一個向外側傾斜的上方表面。
- 如申請專利範圍第7項之安裝設備,其中該平台的下方部分係包含一個環狀防傾帶(E)。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其中該等葉片係三葉片型的水平軸線風力渦輪發電機組的葉片,且各個葉片係聯繫用於調整迎風角度的一個間隔控制系統(16)。
- 如申請專利範圍第5項之安裝設備,其中該定子係定位於該固定結構(9)之上,而該固定結構(9)係被安置在一個錨定裝置上,該錨定系統係包括經潛入水中或在吃水線以上之一個固定裝置,一組剛性或彈性鏈條,在該等鏈條上作用之一個壓艙或漂浮裝置,和自該壓艙或漂浮裝置延伸且具有多個終端錨定件之一組鎖鏈。
- 如申請專利範圍第10項之安裝設備,其中支持該定子之該固定結構係經潛入水中,且具有可控制的漂浮。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其係包含用於儲存在該平台(2)進行轉動期間所產生的動能之構件。
- 如申請專利範圍第12項之安裝設備,其中該能量儲 存構件係包括一組壓艙帶重件(32),其係能沿著該等臂狀部移動,且能被鏈結到一個或更多配重件(33)。
- 如申請專利範圍第12項之安裝設備,其中該平台係包含一組壓艙隔間,其係經設計以在該平台進行旋轉期間予以填充水分。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其係包含所謂的牽引式風力渦輪發電機組及/或經連接至該固定結構的一個馬達。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其係包含經安置在該固定結構上之一個穩定翼片(30)。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其係包含經放置在水下且經固定至該固定結構之一個穩定活動船板。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其係包含在該平台(2)和該等桅杆的頂部之間的多個帆狀件。
- 如申請專利範圍第1到3項中任一項之安裝設備,其係包含經連接至該轂部(8)的至少一個輔助浮動件。
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