TW201610296A - 用於離岸應用之多渦輪風力發電平臺 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺(1)，其中該平臺(1)在一延伸方向上具有一實質上長形的形狀且附接至至少兩個停泊點(41、42、43、44、45、46)，其等經調適以在該平臺相對於該等停泊點(41、42、43、44、45、46)處於一原始位置中將該平臺固定於其操作位點處。該平臺(1)包括用於使該平臺繞著一本質上垂直的第一軸(z1)旋轉之構件(MR1)且進一步包括實質上配置成對應於該平臺之該延伸方向之一直線之至少兩個風力渦輪(3)，且該至少兩個風力渦輪(3)各包括一結構支撐組件(6)及一轉子組件(4)。該轉子組件(4)附接至一機艙(5)，該機艙(5)經配置以使用用於使該機艙旋轉之構件(MR2)而旋轉。該平臺(1)進一步包括一控制配置(C)，該控制配置(C)經配置以控制用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)以使該平臺僅在偏離一原始風力方向(OWD)之某些經偵測風力方向期間旋轉，且將該平臺(1)從該原始位置之旋轉限於至多90°，較佳至多±45°。本發明亦係關於一種用於對準配置於根據上述之一浮動式多渦輪風力發電平臺上之風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一風力方向之方法及系統。

Description

用於離岸應用之多渦輪風力發電平臺
本發明大體上係關於一種用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺。
用於在離岸環境中生產可再生能源之解決方案遭遇惡劣的天氣狀況，使組裝及維護任務變得困難。為了承受因天氣狀況施加之力，離岸結構必須為剛性結構。此外，常見的是，離岸結構歸因於構造要求及應用區域兩者而具有一顯著大小。在先前技術中，已知在離岸環境中配置風力渦輪以將通常有利的風力狀況用於風力生產。
先前技術提出常用的且熟習此項技術者已知的關於風力渦輪之配置之不同解決方案。例如，風力渦輪依圖案分散於海洋中之個別平臺或地基上或寄宿多個風力渦輪之大平臺上。先前技術之平臺經設計以寄宿單一風力渦輪或依風力渦輪配置於一平臺上之一方式，其中風由於該整個平臺經旋轉以與風對準而從一實質上恆定的方向接近該平臺。
藉由產生於風力渦輪之轉子組件(即，轉子葉片)後方之尾流產生風力渦輪之間的干擾。尾流為從轉子組件之旋轉產生之紊流且從風力渦輪向後延伸一顯著距離。尾流之紊流隨與渦輪相隔之距離遞減。
為了避免尾流與風力渦輪之間的干擾，風力渦輪大體上經配置 以彼此相隔顯著距離以防止此干擾。在應用於一離岸環境時，此對多渦輪風力平臺產生顯著大小之要求。
在先前技術中，進一步熟知配置一風力渦輪、一結構支撐組件、一轉子組件、一發電機組件及一機艙，其中該機艙配置於該結構支撐組件上，且該機艙經調適以進行旋轉以便使該轉子組件與風對準。儘管一些風力方向比其他風力方向更常見，但有利的是，允許一風力渦輪透過機艙旋轉而獨立於風力方向運轉，其可透過前述設計。不同風力方向產生以下問題：歸因於若發生干擾則有增大磨損及減損電力生產之風險，故需要風力渦輪之間的距離至少為與最不利風力方向相隔之所要距離。此意謂著若風力渦輪相對於彼此分佈成一長形線，則需要風力渦輪之間的距離超出干擾範圍，即，在其外尾流已減少足夠多以使一新渦輪有利地操作之範圍。
一種對由先前技術提出之此問題之解決方案為呈圓形、六邊形或三角形形式且可繞著一中央軸旋轉360°之平臺。藉此，尾流與其他轉子組件之間的距離獨立於風力方向而維持於一恆定長度。藉此，該距離為在所有風力渦輪之間用來產生一相對空間有效之解決方案的最小距離。然而，此等設計仍需要可改良的顯著大小之平臺與生產方法。例如，在多渦輪風力發電平臺之生產期間，標準造船廠船塢用於生產個別部件。然而，歸因於平臺之大小及形式(其在前述解決方案中明顯不同於一習知船之形狀因數及形狀)，故無法在此等船塢內完成平臺。
此為藉由先前技術依一非有利方式以藉由利用其中平臺從造船廠船塢予以移除並放置於靜水中以便最終組裝之一解決方案而予以解決之一問題。在一控制區域(諸如一船塢)外執行組裝顯著地增大與操作相關聯之風險。風險包含例如壞天氣、壞工作狀況、困難操作及對起重機及工具之受限接入。除增大風險外，組裝方法亦促成增大對初 始生產之容限之需求。
此外，由先前技術提出之解決方案包括多個額外缺點。在完成任何類型之平臺之後，必需將平臺再定位至最終生產位點。最終生產位點為離岸位置且一般程序為藉由一或多艘拖船將平臺拖動至某個位置中。此為與大體上時間相關之大成本及風險相關聯之一精細程序。 輸送時間與歸因於減損的生產時間之風險因素及變更的天氣狀況之風險成比例。如熟習此項技術者應明白，歸因於其形狀，大體上難以僅透過水拖動一圓形、三角形或六邊形結構。藉此，先前技術中已知之結構在可拖動其等之速度方面受限。
除低輸送速度外，諸多商業航線亦包括對經過例如對習知風力渦輪平臺而言過窄以致無法經過之蘇伊士運河及巴拿馬運河之船舶之寬度限制。此增加平臺在其中可依其他方式利用該等海峽之水中行進之再定位時間。
鑑於前述問題及先前技術解決方案，有利的是，提供一種在不危及多渦輪設計優點之情況下解決所述限制之至少一些之離岸風力渦輪平臺。
本發明之一目的為提供一種用於電力生產之離岸多渦輪風力發電平臺，其具有依一空間節省方式配置以防止尾流干擾同時不超出通用造船廠船塢及商業航線之最大寬度要求之其風力渦輪。
藉由如在隨附技術方案中所陳述之多渦輪風力發電平臺、方法及系統實現此等目的。
因此，本發明係關於一種用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中該平臺在一延伸方向上具有一實質上長形的形狀且附接至至少兩個停泊點，其等經調適以在該平臺相對於該等停泊點處於一原始位置中藉由在至少兩個平臺連接點中連接至該平臺之附接構 件來將該平臺固定於其操作位點處。該平臺包括用於使該平臺繞著一本質上垂直的第一軸旋轉之構件且進一步包括實質上配置成對應於該平臺之延伸方向之一直線之至少兩個風力渦輪，且該至少兩個風力渦輪各包括一結構支撐組件及經配置以繞著一本質上水平的軸旋轉之一轉子組件。該轉子組件附接至一機艙，該機艙經配置以使用用於使該機艙旋轉之構件來繞著一本質上垂直的第二軸旋轉。本發明之特徵在於該平臺包括一控制配置，該控制配置經配置以控制用於使該平臺旋轉之構件以使該平臺僅在偏離一原始風力方向之某些經偵測風力方向期間旋轉且將該平臺從該原始位置之旋轉限於至多90°，較佳至多±45°，該原始風力方向界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之伸長方向之一方向。
在一項實施例中，用於使該機艙旋轉之該構件及用於使該平臺旋轉之該構件經調適以進行協作以對準該等風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一經偵測的實際風力方向。在一項實施例中，該控制配置可用來控制用於使該平臺旋轉之構件及用於使該機艙旋轉之構件兩者。
藉此，該平臺及該等機艙經調適以進行旋轉以防止產生於該等轉子組件後方之尾流與附近配置之風力渦輪之轉子組件之間的干擾。 該平臺經調適以從該原始平臺位置旋轉介於近似±45°之間以便實現所有風力方向之涵蓋而在尾流之間不具有干擾。然而，一更小的旋轉角度亦可行。藉由該平臺及該等機艙兩者之旋轉，該等機艙之旋轉限於其中其尾流不進入干擾該浮動式多渦輪風力發電平臺上之鄰近風力渦輪之轉子組件之狀態之度數。如前文所述，藉由該機艙之旋轉及該平臺之旋轉之一組合實現此。該平臺之旋轉基於實質上平行於該平臺在其中浮動之水面之一平面，且該機艙之旋轉基於平行於該平臺之旋轉平面之一平面。
將該平臺之可旋轉自由度限於總計90°之一個優點在於可在不具有附接至該平臺之先進可旋轉構件之情況下使用多個停泊點。例如，若該平臺應旋轉360°，則該等停泊點必須依該平臺可繞著其自身軸旋轉而不移動該等停泊點之一方式靈活運用。此產生問題且添加明顯更複雜的解決方案以便實現該目的。藉由限制該平臺之旋轉，可使用具有一固定長度之附接構件之固定停泊點而不具有前述問題之任何一者。
在該平臺之一項實施例中，用於使該機艙旋轉之構件或用於使該平臺旋轉之構件經調適以在風從界定為與該原始風力方向成近似±45°之一第一扇區或界定為與該原始風力方向成近似135°至225°之一第二扇區內之風力方向吹入時單獨用於或一起用於對準該等風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向，且其中用於使該機艙旋轉之構件經調適以在風從界定為與該原始風力方向成近似45°至135°之一第三扇區及界定為與該原始風力方向成近似225°至315°之一第四扇區內之風力方向吹入時與用於使該平臺旋轉之構件一起用於對準該等風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向，使得該平臺從該原始平臺位置旋轉最大90°，較佳至多近似±45°，且該機艙旋轉剩餘度數直至該等轉子組件經對準以本質上垂直於該實際風力方向為止。
對於處於0°(即，本質上平行於該平臺之延伸方向)之機艙之一原始位置，在尾流方向實質上垂直於該平臺且尾流平行於彼此時，干擾風險非常有限。從依一直線對準且位於不同風力渦輪正後方之一轉子組件中樞向後引導尾流。在機艙旋轉之後，干擾風險隨偏離原始風力方向之角度遞增且最終峰值在90°處，其中直接朝向一第二風力渦輪引導一第一風力渦輪之尾流，直接朝向一第三風力渦輪引導該第二風力渦輪之尾流，以此類推。在組合該機艙之一旋轉及該平臺之一旋轉 時，可避免此干擾。
該第一扇區及該第二扇區對應於彼此且僅透過機艙旋轉予以實現，此意謂著該機艙為經對準朝向該等扇區之風之多渦輪風力發電平臺之唯一部件。該第一扇區及該第二扇區亦可僅透過平臺旋轉予以實現，此意謂著僅該平臺旋轉且該等機艙保持處於其原始位置，其中該等轉子組件與該平臺之伸長方向本質上對準。在一項實施例中，當然，該第一扇區及該第二扇區亦可能透過機艙旋轉及平臺旋轉之一組合(例如藉由使該機艙旋轉5°且使該平臺旋轉10°)予以實現。該第三扇區及該第四扇區亦為相對於彼此之對應扇區且透過機艙旋轉及平臺旋轉之一組合予以實現。如此做，該等機艙從處於0°之一原始位置之旋轉從不大於45°或從自一原始位置偏移180°之一位置之旋轉從不大於45°。藉此，該等機艙避免從一原始位置旋轉46°至134°及226°至314°之範圍，其實現將風力渦輪更接近地放置在一起。儘管該平臺之旋轉受限，但組合該旋轉可能實現全部360°之可能風力方向。
在用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，用於使該平臺旋轉之該構件包括經配置以沿該等附接構件之長度移動至少一個平臺連接點之至少兩輛絞車。該平臺透過該等絞車沿該等附接構件之長度移動該等平臺連接點而在實質上平行於水面之一平面中旋轉。
在風力方向變更時，該等轉子組件透過該機艙之旋轉、該平臺之旋轉或其組合與新風力方向對準。在該浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，透過相對於該原始平臺位置用絞車將該平臺提升至新位置中來進行該平臺之旋轉。該等平臺連接點為該等附接構件上當前透過例如絞車與該平臺銜接之點。該等連接點可為該等附接構件上在該等絞車於不同位置之間移動該平臺時取決於平臺位置移動之點。
在用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施 例中，該平臺透過一恆定長度之附接構件附接至該等停泊點。
有關本發明之另一優點在於一恆定長度之附接構件(諸如電纜、導線、鏈條或任何其他形式之附接構件)可用來將該平臺固定於其生產位點處。相對於先前技術解決方案，藉此可能減小該等附接構件之所要長度並且降低對該平臺上之儲存之需要。此進一步具有較少受海水污染之附接構件儲存於該平臺上從而降低腐蝕及機械故障之風險之效應。
在用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，其為包括附接至該平臺之一下區段之至少兩個分隔的實質上長形的浮筒桿之一桁架結構，該等長形浮筒桿經放大以在輸送及/或維護期間充當漂浮浮筒。
有關本發明之一個優點在於放大形狀使該平臺比先前技術解決方案更充分地易於藉由例如一拖船越水拖動。為了進一步增強此功能性，該浮動式多渦輪風力發電平臺之桁架結構已經發展以包括配置於該平臺桁架結構之下部分中之至少兩個放大浮筒桿。該平臺經設計以在具有壓載及不具有壓載之兩情況下穩定，此意謂著對於輸送，可減少或消除該壓載，從而導致該平臺在水中浮動得更高。透過變更該平臺之浮力，可能實現其中該平臺僅浮動在兩個或更多個放大浮筒桿上之一輸送模式。此減小水阻力且該等放大浮筒桿用作類似於一多體船舶(諸如一多體船)之構造之漂浮浮筒。
在用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，該等放大浮筒桿進一步經調適以充當壓載艙。
根據本發明之有關浮動式多渦輪風力發電平臺之另一優點在於上述放大桿進一步用作可取決於該平臺之較佳浮力填充有空氣或水之壓載艙。此可用於如在上述實施例中所述之輸送，而且可用於例如對該平臺進行維護操作時。如前文所述，該等放大桿擔任從水中提離該 平臺之浮筒。此意謂著可對該平臺之所有部件實質上授予接入而無需將其從生產位點移除。
熟習此項技術者應瞭解，在另一實施例中，壓載艙(即，浮筒桿)可部分地或全部地填充有任何其他形式之壓載材料。
在一項實施例中，歸因於藉由該等風力渦輪施於該結構上之力，故需要該壓載以便實現電力生產。
在用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，相鄰風力渦輪之間的空間介於轉子組件直徑之1倍與3倍之間，較佳轉子直徑之1.55倍。
透過該浮動式多渦輪風力發電平臺之前述優點，該平臺處所包括之風力渦輪之間的距離可減小而無需使該平臺旋轉360°。在其中僅利用機艙旋轉之先前技術解決方案中，常見的是諸如轉子組件直徑之五倍之距離，而本發明解決方案實現依例如1.55倍之轉子組件直徑安裝該等風力渦輪。
在用於離岸電力生產之多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，該平臺之寬度、樑及吃水在蘇伊士極限內，較佳在巴拿馬極限內。
蘇伊士及巴拿馬為界定被允許分別運輸經過蘇伊士運河及巴拿馬運河之最大量測之造船學術語。該等術語為被允許運輸之船舶之長度、寬度及吃水之共同術語。
本發明進一步係關於一種用於對準配置於如上文所述之一浮動式多渦輪風力發電平臺上之風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一風力方向之方法。該方法包括以下步驟：˙判定一實際風力方向；˙使該實際風力方向關於一原始風力方向，該原始風力方向界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之伸長方向之一方向； ˙基於該實際風力方向控制該平臺之旋轉且將該平臺從該原始位置之旋轉限於至多90°，較佳至多±45°；˙使用用於使該機艙旋轉之構件及/或用於使該平臺旋轉之構件對準該等風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向。在該方法之一項實施例中，其進一步包括以下步驟：˙在風從界定為與該原始風力方向成±45°之一第一扇區或界定為與該原始風力方向成135°至225°之一第二扇區內之風力方向吹入時，使用用於使該機艙旋轉之構件(MR2)來僅使該機艙旋轉或使用用於使該平臺旋轉之構件(MR1)來僅使該平臺旋轉或者使用用於使該機艙旋轉之構件(MR2)及用於使該平臺旋轉之構件(MR1)兩者來對準該等轉子組件以本質上垂直於該風力方向；˙在風從界定為與該原始風力方向成45°至135°之一第三扇區及界定為與該原始風力方向成225°至315°之一第四扇區內之風力方向吹入時，使用用於使該機艙旋轉之構件與用於使該平臺旋轉之構件一起使該平臺從該原始平臺位置旋轉最大90°，較佳至多±45°，且使該機艙旋轉剩餘度數直至該等轉子組件經對準以本質上垂直於該風力方向為止。
在該方法之一項實施例中，該方法進一步包括以下步驟：˙沿該等附接構件用絞車提升該平臺且藉此使該平臺旋轉。
本發明之另一態樣為一種用於對準配置於如上文所述之一浮動式多渦輪風力發電平臺上之風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一風力方向之系統。該系統包括：用於判定一實際風力方向之構件；用於使該實際風力方向關於一原始風力方向之構件，該原始風力方向界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之伸長方向之一方向；用於藉由控制用於使該機艙旋轉之構件及/或用於使該平臺旋轉之構件來控制對準該等風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於該實際風 力方向之構件。
上述系統能夠用來使一浮動式多渦輪風力發電平臺旋轉使得各個別風力渦輪始終在順風中操作以避免尾流之間的干擾，而無需使用複雜的停泊裝置來允許該平臺之一360°旋轉。因此，該系統使用划算地生產及輸送且附接於其在海上之所需位置處的一風力發電平臺實現一更有效的風力發電生產。在一項實施例中，用於控制該等轉子組件之對準之該構件及/或用於使該平臺旋轉之該構件可為上文所述之控制配置。
為了進一步闡明用於離岸電力生產之多渦輪風力發電平臺及其對準方法，其中該平臺處於一中央位置之原始平臺位置已界定為該原始平臺位置。因此，此為該平臺最初安全地停泊至其中之位置且在一項較佳實施例中為其中至不同停泊點之距離實質上相同之位置、旋轉範圍之中間位置，或其中該等附接構件用絞車提升至其在該平臺處之中心位置之位置。該原始平臺位置無關於任何羅經方位且可依關於其之任何定向。然而，出於描述之目的，該原始平臺位置亦被提及為與原始平臺位置成0°。
1‧‧‧多渦輪風力發電平臺/浮動式多風力渦輪發電平臺
2‧‧‧桁架/桁架結構
3‧‧‧風力渦輪
4‧‧‧轉子組件
5‧‧‧機艙
6‧‧‧結構支撐組件
7‧‧‧浮動式浮筒/圓形桿/長形放大浮筒桿/壓載艙
8‧‧‧結構支撐支柱
31‧‧‧紊流/尾流
41‧‧‧停泊點
42‧‧‧停泊點
43‧‧‧停泊點
44‧‧‧停泊點
45‧‧‧停泊點
46‧‧‧停泊點
47‧‧‧附接構件
49‧‧‧平臺連接點
61‧‧‧風力方向
141‧‧‧第一扇區
142‧‧‧第二扇區
143‧‧‧第三扇區
144‧‧‧第四扇區
150‧‧‧船廠乾船塢
C‧‧‧控制配置
MR1‧‧‧平臺旋轉構件
MR2‧‧‧機艙旋轉構件
OWD‧‧‧原始風力方向
x‧‧‧水平軸
z1‧‧‧第一垂直軸
z2‧‧‧第二垂直軸
現將舉例、參考隨附圖式描述本發明，其中：圖1繪示浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例之一等角視圖。
圖2繪示包括兩個放大浮筒桿之浮動式多渦輪風力發電平臺之一等角視圖。
圖3展示繪示形成於轉子組件後方之尾流之浮動式多渦輪風力發電平臺之一等角視圖。
圖4繪示其中風力方向在與一原始風力方向成0°之第一扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖5繪示其中風力方向在與一原始風力方向成約-45°/315°之第一扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖6繪示其中風力方向在與一原始風力方向位置成約270°之第四扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖7繪示其中風力方向在與一原始風力方向位置成約225°之第二扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖8繪示其中風力方向在與一原始風力方向位置成約180°之第二扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖9繪示其中風力方向在與一原始風力方向位置成約135°之第二扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖10繪示其中風力方向在與一原始風力方向位置成約90°之第三扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖11繪示其中風力方向在與一原始風力方向位置成約45°之第一扇區內之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖12繪示其中繪示若干停泊點之一浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
圖13繪示多渦輪風力發電平臺之一項實施例，其中該平臺藉由至若干停泊點之連接構件從一原始平臺位置旋轉。
圖14繪示四個扇區相對於風力渦輪之一主要略圖。
圖15繪示在用於船之一習知乾船塢中之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例。
在下文中，在參考隨附圖式下揭示本發明之不同實施例之一詳細描述。本文中之所有實例應被視為一般描述之部分且因此可能依任何方式依一般術語組合。可組合或交換各項實施例及方法之個別特徵，除非此組合或交換與浮動式多渦輪風力發電平臺及對準方法之總 體功能明顯矛盾。
圖1繪示多渦輪風力發電平臺1之一項實施例，其中三個風力渦輪3依一界定的延伸方向配置於一長形或一實質上長形的平臺1上。該平臺包括用於使該平臺繞著一第一本質上垂直的軸z1旋轉之構件MR1。平臺1進一步包括一控制配置C，該控制配置C經配置以控制用於使該平臺旋轉之構件MR1以使該平臺僅在某些經偵測風力方向期間旋轉。該控制配置C可為例如受一中央電腦控制之定位於該平臺上或在該平臺遠端之接收關於例如風力方向、風力強度或其他天氣狀況的信號的一配置。平臺1具有包括一起產生支撐該等風力渦輪3之浮動式結構之多個桿之一桁架結構2。
該等風力渦輪透過一結構支撐組件6配置於該平臺上，該結構支撐組件6為支撐一機艙5之支撐組件，一轉子組件4連接至該機艙5且經配置以繞著一本質上水平的軸x旋轉。在一項實施例中，機艙5之旋轉亦可受該控制配置C控制。支撐組件6為該風力渦輪之部件且在一項實施例中可例如為依與此項技術中之習知方式相同的方式支撐一發電機組件、機艙及轉子組件之一支柱。如熟習此項技術者已知，該習知支柱為一呈略錐形的形狀之圓形物。在該浮動式多渦輪平臺之另一實施例中，該支柱為該桁架結構之部件且藉此整個地整合至該平臺之結構。熟習此項技術者應瞭解，儘管該結構支撐組件對該多渦輪風力發電平臺之功能具有重要意義，但該結構支撐組件之設計可具有在如本文中所主張之多渦輪風力發電平臺之範疇內的任何形式或形狀。
轉子組件4通常為具有一水平軸x且配置於結構支撐組件6之頂部處以產生一風力發電渦輪塔之一三轉子葉片風扇。熟習此項技術者應瞭解，該轉子組件可為具有類似特性的任何形式之轉子組件，不限於特定數目個轉子葉片或一特定設計。
該等風力渦輪配置於該平臺上以便產生電力且因此依其等經調 適以從風產生電力之一方式予以配置。轉子組件4附接至一機艙5，該機艙5容置將由轉子組件4之旋轉葉片產生之機械能轉換成電能用於一外部電路之發電機組件。該發電機組件定位於該機艙內且在一典型實施例中包括一變速箱、一發電機、該變速箱與該發電機之間的連接構件以及至該轉子組件之連接構件。該發電機組件可具有任何大小、齒輪比及形狀且在不同實施例中定位於該風力渦輪之不同部件中。
機艙5可旋轉地配置於該結構支撐組件6上且經配置以繞著延伸通過支撐組件6之中心之一第二本質上垂直的軸z2旋轉。藉由用於使該機艙旋轉之構件MR2產生機艙5之該旋轉。用於使該機艙旋轉之該構件MR2包括經配置以使該機艙繞著第二垂直軸z2旋轉360°之一偏航馬達及一偏航驅動器。據說，機艙5可具有其中在轉子組件4之旋轉葉片平行於該平臺之伸長方向時旋轉0°之一原始位置。該機艙相對於平臺1旋轉以調整該等轉子葉片以本質上垂直於風力方向。
該風力方向可界定為偏離一原始風力方向OWD之一風力方向。 原始風力方向OWD可界定為在處於一原始位置時本質上垂直於該平臺之伸長方向之一方向。該原始位置可界定為其中該平臺最初安全地停泊至海床中之位置且在一項較佳實施例中為其中至不同停泊點之距離實質上相同之位置、旋轉範圍之中間位置或其中附接構件用絞車提升至其在該平臺處之中心位置之位置。該原始平臺位置無關於任何羅經方位且可依關於其之任何定向。
在圖1中，若干不同風力方向顯現為相對於原始風力方向OWD之一虛圓之扇區141至144。第一扇區141界定為與該原始風力方向成±45°，第二扇區142界定為與該原始風力方向成135°至225°，第三扇區143界定為與該原始風力方向成45°至135°，且第四扇區144界定為與該原始風力方向成225°至315°。此在圖14及下文中作進一步描述。
從轉子組件4之移動產生紊流。此紊流在此項技術中稱為尾流31 且依錐形形狀形成於該等風力渦輪之轉子組件4後方，參見圖3至圖11。重要的是，來自不同風力渦輪之尾流31不干擾附近渦輪之轉子組件，此係因為此干擾可隨時間致使嚴重破壞且導致總電力生產故障。
亦如圖1中可見，風力渦輪3經放置彼此相隔一距離，該距離對應於轉子組件直徑之1倍與3倍之間以便最小化所要空間同時避免干擾。此距離不同於先前技術解決方案，其中該等風力渦輪之間的距離基於機艙5應可旋轉360°而在尾流與轉子組件之間不發生任何干擾之前提。
作為標準，機艙5之一360°旋轉可行。然而，較佳僅在機艙5經旋轉使得來自不同風力渦輪之尾流31不干擾附近渦輪之轉子組件時啟動電能之產生。在一項實施例中，僅在該平臺從該原始平臺位置旋轉±45°時啟動能源之產生。歸因於其中僅在一特定受限的機艙旋轉角度間隔期間提取電力之本發明解決方案，故產生其中該等轉子組件4後方之尾流不產生干擾之一系統，如下文將作說明。
在一項實施例中，多渦輪風力發電平臺1進一步包括實質上垂直地配置於桁架結構2內之結構支撐支柱8。結構支撐支柱8在一項實施例中沿桁架結構2之外邊緣予以配置且依該結構支撐支柱8之一半或一半以下經調適以支撐風力渦輪3之一方式予以配置。在一進一步實施例中，不支撐風力渦輪3之剩餘結構支撐支柱8寄宿在服務/維護平臺、直升機平臺或便於對多渦輪風力發電平臺1進行維護、生產或接入之任何其他功能。
圖2繪示其中放大桿7配置於平臺1之下部分中之本發明之一項實施例。放大桿7為沿平臺1之下區段延長以產生放大浮筒桿7之長形的放大桿7。
在平臺1之輸送期間，有利的是，減少該結構內之壓載水之量以便減小該平臺總成之水下本體。即使從平臺1移除壓載水，該結構仍 無法理想地透過水來拖動且出現大量水阻力。為了解決此問題，桁架結構2包括附接至該平臺之下區段之兩個分隔的實質上長形的浮筒桿7。該等長形浮筒桿7經放大以在輸送期間充當浮動式浮筒7。此意謂著當該平臺中之壓載量減少時，該平臺之浮力變更，從而致使該平臺依其中僅兩個浮筒桿7直接接觸水面之一位準浮動，藉此產生其中水阻力減小且該平臺如一多體船舶般浮動之一解決方案。
熟習此項技術者應瞭解，對於本發明之不同實施例，浮筒桿7之數目、長度、形狀、形式及大小可變更。在一項較佳實施例中，藉由連接至彼此之圓形桿7產生該桁架結構。然而，應瞭解，可使用依任何合適材料(諸如金屬、鋁、複合材料或任何其他合適材料)之任何形式之桿來產生該結構。藉此，該結構可例如由圓形桿、矩形桿或任何其他形狀之桿構成。
圖3繪示用於離岸電力生產之多渦輪風力發電平臺1之一等角視圖，其中繪示從轉子組件4之移動產生之紊流或尾流31。尾流31依錐形形狀形成於該等風力渦輪之轉子組件4後方。重要的是，來自不同風力渦輪之尾流31不干擾附近渦輪之轉子組件，此係因為此干擾可隨時間致使嚴重破壞且導致總電力生產故障。
如前文所揭示，此為設計先前技術配置之一個原因，其中例如已使用三角形平臺以便在不危及該等風力渦輪之間的所要空間之情況下產生一穩定平臺。
對於其中風力渦輪例如實質上配置成一線之應用領域(諸如圖3中所展示)，藉由最不利風力方向61判定兩個風力渦輪之間的距離。舉實質上垂直於經配置風力渦輪之線之任何風力方向61為例(諸如圖4或圖8中所繪示)，該等風力渦輪之間的距離可相對較短。然而，若該風力方向變更至該線之方向(即，如在例如圖6或圖10中所展示之風力方向)，則尾流31將直接朝向下一風力渦輪噴射，從而產生該等風力渦 輪之間的距離顯著增大之一要求。可藉由以下公式描述判定渦輪之間的距離之關係： 其中「L」為該等風力渦輪之間的距離，「D」為該等轉子組件之直徑，「x」為該尾流之散射角度，且「v」為該機艙從其中該轉子組件之旋轉葉片平行於該平臺之伸長方向之原始機艙位置旋轉之角度(0°至90°)。如在本發明中，藉由減小機艙旋轉速率以僅涵蓋該第一扇區及該第二扇區中之範圍且替代地使該平臺旋轉剩餘度數直至該等風力渦輪之轉子組件經對準以本質上垂直於該風力方向為止或使該平臺旋轉以涵蓋該第一扇區及該第二扇區中之範圍且使該機艙旋轉剩餘度數直至該等風力渦輪之轉子組件經對準以本質上垂直於該風力方向為止，該等風力渦輪之間所要的距離顯著地減小。
現參考隨附圖式繪示此。
對於習知多渦輪電力生產平臺，該等風力渦輪之間的距離大體上為轉子組件之直徑的約5倍以便減小尾流與轉子組件之間的干擾。
如上述公式中可見，該等風力渦輪之間的1.55xD之距離基於該機艙之最大45°旋轉。因此，該平臺之±45°組合旋轉必需涵蓋所有風力方向。因此，該等風力渦輪之間的最佳距離亦取決於該平臺之許可最大旋轉。該平臺之旋轉使該等風力渦輪之地理位置移動且改良其等相對於風力方向之位置使得其等始終在無干擾風中操作。
該多渦輪風力發電平臺利用兩個不同構件以便對準轉子組件與風力方向。熟習此項技術者應瞭解，風可從原始風力方向位置轉動360°且有利於電力生產的是，獨立於風力方向實現電力生產。為了描述該浮動式多渦輪風力發電平臺之優點，360°劃分成四個實質上相等 的虛擬扇區141至144，其中從定位於0°處之原始位置，第一扇區141涵蓋±45°，第二扇區142涵蓋135°至225°，第三扇區143涵蓋45°至135°，且第四扇區144涵蓋225°至315°。此外，一原始機艙位置亦界定為其中各機艙之轉子組件經旋轉以在該平臺處於其原始位置時平行於該平臺之延伸方向之位置。即，在其中電力生產在作用中之浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，對準原始平臺位置、原始風力方向位置及原始機艙位置，參見圖4。然而，在另一實施例中，參見圖5，在風力方向例如已從原始風力方向轉動45°時，該平臺仍可在處於其原始平臺位置時定位於0°處而機艙已從原始機艙位置轉動45°以便對準轉子組件與風力方向。在與原始風力方向成45°之一風力方向之情況下，如圖5中，亦可能替代地使該平臺旋轉45°且使該等機艙保持不旋轉。在一項實施例中，當然亦可能亦在風從第一扇區141或第二扇區142吹入時組合機艙旋轉及平臺旋轉。藉此，原始機艙位置不取決於平臺位置，此係因為若該平臺從其原始位置旋轉45°且該等機艙從其原始位置旋轉45°，則該等轉子組件與原始風力方向成90°，參見圖6。然而，0°之原始風力方向位置實質上與相對於例如一羅經方位成0°之原始平臺位置相同。
如本文中所使用之原始位置為其中對準原始機艙位置、原始平臺方向及原始風力方向位置之一般位置。
該平臺可為包括用於控制該等風力渦輪之轉子組件之對準以本質上垂直於風力方向以便旋轉之構件之一系統之部件。該構件經調適以取決於關於一實際風力方向之經接收資訊而控制平臺1及機艙5之旋轉。此構件可為上文所述之控制配置C。可藉由用於判定實際風力方向61之構件(例如，配置於該平臺上之一風力計)量測或者從天氣預報或其他來源接收該實際風力方向。該系統可進一步包括用於使該實際風力方向關於一原始風力方向之構件，該原始風力方向界定為在該平 臺處於原始位置時本質上垂直於該平臺之伸長方向之一方向。在一項實施例中，用於控制對準之該構件控制兩個不同旋轉構件MR1、MR2，其等進行協作以對準該等風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於風力方向。該兩個構件為：用於使該平臺旋轉之第一構件MR1及用於使該機艙旋轉之第二構件MR2。在量測到風從不同風力方向吹入時，將該等不同構件用於對準。該平臺之旋轉受控制配置C控制，該控制配置C經配置以控制使該平臺旋轉之構件MR1以使該平臺僅在從原始風力方向OWD偏離之某些經偵測風力方向期間旋轉且將平臺1從原始位置之旋轉限於至多90°，較佳至多45°。機艙5之旋轉亦可受該控制配置C控制。
在一項實施例中，透過以下步驟進行對準：- 使該等機艙從一原始機艙位置旋轉或使該平臺從一原始平臺位置旋轉或者使該機艙及該平臺兩者旋轉至其中該等轉子組件與第一扇區141或第二扇區142內之不同風力方向對準之一位置，- 組合地使該等機艙及該平臺從對準該等轉子組件與一第三扇區143及第四扇區144內之不同風力方向之一原始平臺位置旋轉。
在一項實施例中，第一扇區141及第二扇區142為機艙旋轉或平臺旋轉僅透過其實現將該等轉子組件對準於該第一扇區及該第二扇區內之風力方向的扇區。在該等扇區內，機艙旋轉係充分的，而在尾流與多個風力渦輪之轉子組件之間不發生干擾。在另一實施例中，第一扇區141及第二扇區142、機艙旋轉及平臺旋轉之一組合可被使用。
在該浮動式多渦輪風力發電平臺之一項實施例中，第三扇區143及第四扇區144為其中透過機艙旋轉及平臺旋轉之一組合對準轉子組件與風力方向之扇區。
在風從界定為與原始風力方向OWD成近似±45°之第一扇區141或界定為與原始風力方向OWD成近似135°至225°之第二扇區142內之一 方向吹入時，僅該機艙藉由第二旋轉構件MR2之啟動而旋轉或僅該平臺藉由第一旋轉構件MR1之啟動而旋轉。在一項實施例中，該機艙及該平臺兩者稍微旋轉。在風從界定為與原始風力方向OWD成近似45°至135°之第三扇區143及界定為與原始風力方向OWD成近似225°至315°之第四扇區144內之風力方向吹入時，該機艙及該平臺兩者藉由用於控制旋轉之第一構件MR1及第二構件MR2兩者之啟動而旋轉。因此，該機艙及該平臺兩者旋轉。該平臺從該原始平臺位置旋轉最大90°，較佳至多近似±45°，且該機艙旋轉剩餘度數直至該等轉子組件經對準以本質上垂直於風為止。基於該平臺從該原始平臺位置旋轉最大±45°而界定各自第一、第二、第三及第四扇區之角度間隔。
圖4繪示本發明之一第一種風力情況，其中風力方向61來自一0°方向，即，依實質上對平臺1之原始位置而言為理想方向且對應於平臺1之原始位置之一原始風力方向位置。該原始風力方向亦可界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之伸長方向之一方向。對於此風力方向，該等機艙從其原始位置旋轉至0°且該平臺處於其原始位置。應注意，在本文中依順時針度數(即，基於一順時針旋轉之0°至360°)量測該旋轉。
圖5繪示一第二種風力情況，其中風力方向61已從一原始風力方向OWD逆時針轉動45°至一順時針315°位置。對於此風力方向，該等機艙從一原始位置旋轉315°或至少-45°(逆時針)且定位於該第一扇區內。在與該原始風力方向成45°之一風力方向之情況下，如圖5中，亦可能替代地使該平臺旋轉-45°且使該等機艙保持不旋轉，或組合該平臺之一旋轉及該機艙之一旋轉以使該平臺旋轉-30°且使該機艙旋轉-15°。
圖5明顯地繪示尾流31之噴射方向如何不干擾，但此接近於在不發生干擾之情況下可行之最大旋轉，其亦係第一扇區極限為315°之原 因。
圖6繪示一第三種風力情況，其中風力方向61已從一原始風力方向OWD逆時針轉動另一45°至一順時針270°位置。對於此風力方向61，該等機艙維持於其從該原始機艙位置旋轉315°或-45°，且此外該平臺從該原始平臺位置旋轉-45°。藉此，維持風力渦輪之間的旋轉度數且避免尾流與轉子組件之間的干擾。
圖7繪示一風力情況實施例，其中風力方向61已從一原始風力方向OWD逆時針轉動又一45°至一順時針225°位置。對於此風力方向，該等機艙從一原始機艙位置旋轉225°或-135°且該平臺定位於0°之原始平臺位置處。在與一原始風力方向OWD成順時針225°之一風力方向之情況下，如圖7中，亦可能替代地使該平臺旋轉45°且使該等機艙保持不旋轉。
圖8繪示一第五種風力情況，其中風力方向61已從原始風力方向OWD轉動至180°。藉此，該等機艙亦從該原始機艙位置轉動至180°同時該平臺放置於其原始平臺位置中。
圖9繪示一第六種風力情況，其中風已從一原始風力方向OWD轉動至135°。該等機艙亦從該原始機艙位置轉動至135°同時該平臺放置於其原始位置中。在與一原始風力方向OWD成順時針135°之一風力方向之情況下，如圖9中，亦可能替代地使該平臺旋轉-45°且使該等機艙旋轉180°。
圖10繪示一第七種風力情況，其中風已從一原始風力方向OWD轉動至90°。該等機艙從一原始位置轉動至135°且該平臺從其原始位置轉動-45°。亦可能的是，該平臺從其原始位置旋轉+45°且該等機艙從其原始機艙位置轉動+45°。
圖11繪示一第八種風力情況，其中風已從一原始風力方向OWD轉動至順時針45°。該等機艙從一原始機艙位置轉動至45°同時該平臺 放置於其原始位置中。亦可能的是，僅使該平臺從其原始位置旋轉45°且使該等機艙保持處於其原始位置。
圖12繪示用於多個風力渦輪之風力發電平臺1之一項實施例，其中該平臺1附接至經調適以藉由附接構件47將該平臺固定於其操作位點處之六個停泊點41至46。該等附接構件47在至少兩個平臺連接點49中附接至該平臺。熟習此項技術者應瞭解，附接構件47可為任何形式之附接構件，包含但不限於導線、鏈條、繩索及皮帶。熟習此項技術者應進一步瞭解，停泊點之數目可為與圖12中所繪示之停泊點用途相同之停泊點之任何數目。
在如圖12中所繪示之實施例中，平臺1定位於一原始平臺位置中，其中至所有停泊點41至46的距離較佳實質上相等。平臺1可從該原始位置旋轉±45°，如例如圖13中所繪示。
圖13繪示圖12之實施例，其中該平臺從其原始位置旋轉45°。在本發明之不同實施例中，可藉由例如受控制配置C控制之不同旋轉配置進行該旋轉。然而，在一項實施例中，用於使該平臺旋轉之構件MR1包括例如經配置以沿該等附接構件47之長度移動至少一個平臺連接點49之兩輛絞車。沿該等附接構件47用絞車提升該平臺以便使平臺1相對於其原始位置旋轉。在此實施例中，附接構件47之長度保持恆定。其他可能但未展示的用於使該平臺旋轉之構件MR1可為使該平臺旋轉且與將該旋轉鎖定於與其原始位置成最大90°之機械構件組合之推進器或其他引擎。據此，亦可能使用絞車來調整附接構件47之相對長度。
圖14展示繪示四個扇區141至144相對於風力渦輪之一主要略圖。基於如在前文被描述為開始點之0°之原始位置與從此位置之一360°範圍劃分該等扇區。第一扇區141涵蓋介於315°與45°之間的範圍，第二扇區142涵蓋介於135°與225°之間的範圍，第三扇區143涵蓋 介於45°與135°之間的範圍，且第四扇區144涵蓋介於225°與315°之間的範圍。在第一扇區141及第二扇區142中，使用用於使該平臺旋轉之該構件MR1或用於使該機艙旋轉之該構件MR2來對準轉子組件以本質上垂直於風。在第三扇區143及第四扇區144中，一起使用用於使該平臺旋轉之該構件MR1及用於使該機艙旋轉之該構件MR2來對準轉子組件以本質上垂直於風。
圖15繪示在可用於例如組裝或維護平臺1之一般造船廠乾船塢150內之浮動式多風力渦輪平臺1。
然而，浮動式多風力渦輪發電平臺1不限於在一乾船塢中進行組裝。平臺1透過創新的長形放大浮筒桿7系統之浮動式吃水實現幾乎在任何地方生產平臺1。在組裝之後，該平臺可容易從組裝位置浮出而不需任何顯著水深度。此意謂著在一項實施例中，平臺1例如可在一船架、導槽、乾船塢、淺灘、海底或非常接近海洋之任何其他合適位置上組裝。
明顯不同於先前技術解決方案之大小及尺寸亦提供平臺1可經輸送通過其他航線(諸如巴拿馬運河或蘇伊士運河)之優點。此等航線對經過之船舶具有限制。此減少平臺在其中該等海峽為最佳輸送路線之水中行進之再定位時間。
熟習此項技術者應瞭解，若更換船閘、橋樑變更或進行其他量測以變更運河之特性，則量測可變更。因此，本發明不限於當前量測。
然而，當前量測為：蘇伊士： 淨空高度：68m
巴拿馬：
應注意，在上文詳細描述中，任何實施例或一實施例之特徵僅為實例且可依任何方式進行組合，前提係此組合不是明顯矛盾的。
1‧‧‧多渦輪風力發電平臺/浮動式多風力渦輪發電平臺
2‧‧‧桁架/桁架結構
3‧‧‧風力渦輪
4‧‧‧轉子組件
5‧‧‧機艙
6‧‧‧結構支撐組件
8‧‧‧結構支撐支柱
141‧‧‧第一扇區
142‧‧‧第二扇區
143‧‧‧第三扇區
144‧‧‧第四扇區
C‧‧‧控制配置
MR1‧‧‧平臺旋轉構件
MR2‧‧‧機艙旋轉構件
OWD‧‧‧原始風力方向
x‧‧‧水平軸
z1‧‧‧第一垂直軸
z2‧‧‧第二垂直軸

Claims (12)

  1. 一種用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺(1)，其中該平臺(1)在一延伸方向上具有一實質上長形的形狀且附接至至少兩個停泊點(41、42、43、44、45、46)，其等經調適以在該平臺相對於該等停泊點(41、42、43、44、45、46)處於一原始位置中藉由在至少兩個平臺連接點(49)中連接至該平臺(1)之附接構件(47)來將該平臺固定於其操作位點處，該平臺(1)包括用於使該平臺繞著一本質上垂直的第一軸(z1)旋轉之構件(MR1)且進一步包括實質上配置成對應於該平臺之該延伸方向之一直線之至少兩個風力渦輪(3)，且該至少兩個風力渦輪(3)各包括一結構支撐組件(6)及經配置以繞著一本質上水平的軸(x)旋轉之一轉子組件(4)，該轉子組件(4)附接至一機艙(5)，該機艙(5)經配置以使用用於使該機艙旋轉之構件(MR2)來繞著一本質上垂直的第二軸(z2)旋轉，其特徵在於該平臺(1)包括一控制配置(C)，該控制配置(C)經配置以控制用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)以使該平臺僅在偏離一原始風力方向(OWD)之某些經偵測風力方向期間旋轉且將該平臺(1)從該原始位置之旋轉限於至多90°，較佳至多±45°，該原始風力方向界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之該伸長方向之一方向。
  2. 如請求項1之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中用於使該機艙旋轉之該構件(MR2)及用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)經調適以進行協作以對準該等風力渦輪之該等轉子組件以本質上垂直於一經偵測的實際風力方向。
  3. 如請求項2之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中用於使該機艙旋轉之該構件(MR2)或用於使該平臺旋轉之該 構件(MR1)經調適以在風從界定為與該原始風力方向成近似±45°之一第一扇區(141)或界定為與該原始風力方向成近似135°至225°之一第二扇區(142)內之風力方向吹入時單獨用於或一起用於對準該等風力渦輪之該等轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向，且其中用於使該機艙旋轉之該構件(MR2)經調適以在風從界定為與該原始風力方向成近似45°至135°之一第三扇區(143)及界定為與該原始風力方向成近似225°至315°之一第四扇區(144)內之風力方向吹入時與用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)進行協作以對準該等風力渦輪之該等轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向，使得該平臺從該原始平臺位置旋轉最大90°，較佳至多近似±45°，且該機艙旋轉剩餘順時針度數直至該等轉子組件經對準以本質上垂直於該實際風力方向為止。
  4. 如請求項1至3中任一項之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)包括經配置以沿該等附接構件(47)之長度移動至少一個平臺連接點(49)之至少兩輛絞車。
  5. 如請求項1至4中任一項之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中該平臺(1)為包括附接至該平臺(1)之一下區段之至少兩個分隔的實質上長形的浮筒桿(7)之一桁架(2)結構，該等長形浮筒桿(7)為經調適以在輸送及/或維護期間充當漂浮浮筒(7)之長形浮筒桿(7)。
  6. 如請求項6之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中該等長形浮筒桿(7)進一步經調適以充當壓載艙(7)。
  7. 如請求項1至6中任一項之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中相鄰風力渦輪之間的空間介於轉子組件直徑之1倍與3倍之間，較佳為轉子直徑之1.55倍。
  8. 如請求項1至7中任一項之用於離岸電力生產之浮動式多渦輪風力發電平臺，其中該平臺之寬度、樑及吃水在蘇伊士極限內，較佳在巴拿馬極限內。
  9. 一種用於對準配置於如請求項1至8中任一項之浮動式多渦輪風力發電平臺上之風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一風力方向之方法，其特徵在於該方法包括以下步驟：判定一實際風力方向；使該實際風力方向關於一原始風力方向，該原始風力方向界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之該伸長方向之一方向；基於該實際風力方向控制該平臺(1)之該旋轉且將該平臺(1)從該原始位置之該旋轉限於至多90°，較佳至多近似±45°；使用用於使該機艙旋轉之該構件(MR2)及/或用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)對準該等風力渦輪之該等轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向。
  10. 如請求項9之方法，其中，在風從界定為與該原始風力方向成近似±45°之一第一扇區或界定為與該原始風力方向成近似135°至225°之一第二扇區內之風力方向吹入時，使用用於使該機艙旋轉之構件(MR2)來僅使該機艙(5)旋轉或使用用於使該平臺旋轉之構件(MR1)來僅使該平臺(1)旋轉或者使用用於使該機艙旋轉之該構件(MR2)及用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)兩者來對準該等轉子組件以本質上垂直於該風力方向；在風從界定為與該原始風力方向成近似45°至135°之一第三扇區及界定為與該原始風力方向成近似225°至315°之一第四扇區內之風力方向吹入時，使用用於使該機艙旋轉之構件(MR2)與用於 使該平臺旋轉之構件(MR1)一起使該平臺從該原始平臺位置旋轉最大90°，較佳至多近似±45°，且使該機艙旋轉剩餘度數直至該等轉子組件經對準以本質上垂直於該風力方向為止。
  11. 如請求項9至10中任一項之對準配置於一浮動式多渦輪風力發電平臺上之風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一風力方向之方法，其中該方法進一步包括以下步驟：沿該等附接構件用絞車提升該平臺且藉此使該平臺旋轉。
  12. 一種用於對準配置於如請求項1至8中任一項之浮動式多渦輪風力發電平臺上之風力渦輪之轉子組件以本質上垂直於一風力方向之系統，其特徵在於該系統包括：用於判定一實際風力方向之構件；用於使該實際風力方向關於一原始風力方向之構件，該原始風力方向界定為在該平臺處於該原始位置時本質上垂直於該平臺之該伸長方向之一方向；用於藉由控制用於使該機艙旋轉之該構件(MR2)及/或用於使該平臺旋轉之該構件(MR1)來控制對準該等風力渦輪之該等轉子組件以本質上垂直於該實際風力方向之構件。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI598507B (zh) * 2016-11-11 2017-09-11 財團法人金屬工業研究發展中心 具對風功能之風力發電設備及其對風方法
TWI691646B (zh) * 2018-12-20 2020-04-21 財團法人船舶暨海洋產業研發中心 水下基座組裝及運輸用之共同承接平台
TWI765613B (zh) * 2020-03-23 2022-05-21 丹麥商西門子歌美颯再生能源公司 浮動式風力渦輪機設施及操作浮動式風力渦輪機設施的方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015121371B4 (de) * 2015-12-08 2018-11-15 Aerodyn Consulting Singapore Pte Ltd Offshore-Windpark
EP3388664B1 (en) * 2017-04-11 2022-06-22 XEMC Darwind BV Buoyant structure carrying wind turbines
US10495065B2 (en) * 2017-05-03 2019-12-03 William O. Fortner Multi-turbine platform tower assembly and related methods systems, and apparatus
FR3067047B1 (fr) * 2017-06-06 2019-07-26 Ideol Procede de mise a l'eau
AU2018294185B2 (en) 2017-06-27 2024-04-04 Philipp Wagner Wind farm with mutually braced masts
JP6746552B2 (ja) * 2017-10-17 2020-08-26 三菱重工業株式会社 風力発電装置
KR102088520B1 (ko) * 2018-10-01 2020-03-13 한국해양과학기술원 풍력 터빈의 피로하중을 저감시키기 위한 해상 풍력발전설비
US11560876B2 (en) 2019-03-18 2023-01-24 George J. Syrovy Stabilized horizontal-axis wind turbine
CN111550372B (zh) * 2020-06-17 2021-06-15 苏州讯如电子科技有限公司 一种自主浮沉对风的小型海上风电机组
CN111980870B (zh) * 2020-09-03 2021-07-06 明阳智慧能源集团股份公司 一种抑制漂浮式双叶轮风电机组浮台横摇运动的控制方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU3964000A (en) * 1999-03-29 2000-10-16 Hans Meier Offshore wind power installation
DE20008482U1 (de) * 2000-05-11 2000-09-07 Kusan Andre Schwimmende Energieanlage für den Offshorebereich zur Gewinnung elektrischer Energie
WO2007009464A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Pp Energy Aps Plant for exploiting wind energy at sea
DK2271547T3 (da) * 2008-04-23 2014-04-07 Principle Power Inc Søjlestabiliseret offshore-platform med vandindfangningsplader og asymmetrisk fortøjningssystem til støtte for offshore-vindmøller
RU2555778C2 (ru) * 2009-12-07 2015-07-10 Гексикон Аб Плавучая энерговырабатывающая станция
DK201000268A (da) * 2010-03-31 2010-03-31 Uggen Per Vindmøller monteret på deplacerende fundament

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI598507B (zh) * 2016-11-11 2017-09-11 財團法人金屬工業研究發展中心 具對風功能之風力發電設備及其對風方法
TWI691646B (zh) * 2018-12-20 2020-04-21 財團法人船舶暨海洋產業研發中心 水下基座組裝及運輸用之共同承接平台
TWI765613B (zh) * 2020-03-23 2022-05-21 丹麥商西門子歌美颯再生能源公司 浮動式風力渦輪機設施及操作浮動式風力渦輪機設施的方法

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