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海上風(fēng)力強(qiáng)勁穩(wěn)定,尤其是在遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域風(fēng)能就更加強(qiáng)大;遠(yuǎn)海海域可建設(shè)海上風(fēng)電的區(qū)域廣泛,擁有極其巨大的風(fēng)電開發(fā)空間潛力。此外多數(shù)國家沿海區(qū)域又均是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),對(duì)于電力需求常年旺盛。 然而,沿用現(xiàn)有整機(jī)形態(tài)的風(fēng)電機(jī)組去發(fā)展近海海上風(fēng)電并非易事,用其開發(fā)遠(yuǎn)海深海區(qū)域的風(fēng)能更是無法實(shí)現(xiàn),而采用漂浮型海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將是最理想、最方便、最廉價(jià)的選擇,是海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。但是發(fā)展漂浮型風(fēng)力發(fā)電如果仍然沿用現(xiàn)有整機(jī)形態(tài)與出力方式的風(fēng)機(jī)也將難于形成優(yōu)質(zhì)化的效果,甚至無法正常使用。 發(fā)展海上風(fēng)電實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)單機(jī)大型化設(shè)計(jì)是必然選擇,但現(xiàn)有垂直軸風(fēng)機(jī)均難于實(shí)現(xiàn)大型化設(shè)計(jì),而采用現(xiàn)有水平軸風(fēng)機(jī)在其大型化設(shè)計(jì)后將與浮動(dòng)基礎(chǔ)條件之間形成嚴(yán)重的力學(xué)原理的對(duì)立背離,即:風(fēng)機(jī)功率越大,浮動(dòng)設(shè)計(jì)越難。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)功率越是加大將導(dǎo)致葉片大幅度延長,還將迫使塔架加高導(dǎo)致風(fēng)機(jī)頂部水平方向乘風(fēng)推力加大,從而形成了杠桿式撬動(dòng)基礎(chǔ)力量的加劇放大,將使塔架強(qiáng)度的要求加大,將使浮動(dòng)基礎(chǔ)容易破壞,更易引發(fā)整體性質(zhì)的傾斜倒塌。 此外,當(dāng)前風(fēng)機(jī)的發(fā)電機(jī)設(shè)備全部是在頂部設(shè)置,形成了頭重腳輕的整體重量分布格局,在浮動(dòng)基礎(chǔ)條件下風(fēng)機(jī)頂部重中稍微偏離垂直中心就將形成杠桿式超級(jí)放大的傾斜倒塌力量,導(dǎo)致其難于在單一浮動(dòng)基礎(chǔ)上形成穩(wěn)定的設(shè)置。 采用多機(jī)相互連接組合形成大面積的剛性浮動(dòng)基礎(chǔ)是解決上述問題的唯一出路,但是當(dāng)前的大型風(fēng)機(jī)風(fēng)輪葉片偏航旋轉(zhuǎn)占用空間很大,其將導(dǎo)致兩個(gè)風(fēng)機(jī)之間必須具備很遠(yuǎn)的設(shè)計(jì)距離,在上述杠桿式巨大撬動(dòng)基礎(chǔ)力矩下及形成的傾斜倒塌力量作用下將導(dǎo)致兩個(gè)浮動(dòng)體之間的連接結(jié)構(gòu)與連接材料在巨大風(fēng)浪下難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固安全設(shè)計(jì)與安全應(yīng)用。 如果將兩個(gè)機(jī)組之間的連接結(jié)構(gòu)采用超級(jí)加強(qiáng)設(shè)計(jì),又將導(dǎo)致在風(fēng)機(jī)出力形成能力不大的情況下漂浮型風(fēng)電機(jī)組整體重量巨大、整體成本巨大,這將與浮動(dòng)設(shè)計(jì)的初衷形成嚴(yán)重的背離,甚至難于實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)設(shè)計(jì)。 此外,現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉片沒有回避臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)的調(diào)控結(jié)構(gòu)與調(diào)控能力也將導(dǎo)致在海上應(yīng)用過程中形成許多現(xiàn)實(shí)的困難問題與巨大危險(xiǎn)。由此可見,優(yōu)質(zhì)化發(fā)展漂浮型海上風(fēng)電并非僅僅是浮動(dòng)基礎(chǔ)的問題,更要有適合于海上漂浮型風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)機(jī)機(jī)型創(chuàng)新作為前提基礎(chǔ)!救后w化水平軸風(fēng)機(jī)海上浮動(dòng)乘風(fēng)錨鏈固定也是一個(gè)問題,否則將吹跑】。 漂浮型風(fēng)電機(jī)組與海上漂浮型風(fēng)力發(fā)電站發(fā)明專利創(chuàng)新技術(shù)可全部優(yōu)質(zhì)化滿足各種規(guī)模化海上漂浮型風(fēng)電發(fā)展需求,包括特大規(guī)模化海上漂浮型風(fēng)電發(fā)展需求,形成全新優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用效果;漂浮型風(fēng)電機(jī)組與海上漂浮型風(fēng)力發(fā)電站可填補(bǔ)近海、遠(yuǎn)海海上風(fēng)能開發(fā)整機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的缺失與相關(guān)產(chǎn)品的市場空白。

浮動(dòng)風(fēng)電站俯視圖,下面是海水

漂浮型風(fēng)電機(jī)組與海上漂浮型風(fēng)電站
漂浮型風(fēng)電機(jī)組是由大型立軸風(fēng)電機(jī)組與浮動(dòng)基礎(chǔ)一體化緊密配合構(gòu)成,大型立軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)包括在機(jī)組中部設(shè)置塔架,在塔架的上部設(shè)有圍繞塔架旋轉(zhuǎn)的立式風(fēng)輪,在立式風(fēng)輪上通常均布設(shè)置4-6個(gè)旋轉(zhuǎn)風(fēng)力板,大直徑的風(fēng)輪可形成6-12個(gè)旋轉(zhuǎn)風(fēng)力板。在各個(gè)旋轉(zhuǎn)風(fēng)力板的外側(cè)排列設(shè)置通過推拉方式可一同實(shí)現(xiàn)迎風(fēng)一側(cè)展開大面積乘風(fēng)與逆風(fēng)一側(cè)收縮實(shí)現(xiàn)幾乎無阻力回轉(zhuǎn)周期性交替變化的排列葉片,其還可實(shí)現(xiàn)在迎風(fēng)一側(cè)時(shí)對(duì)于排列葉片開閉大小程度的控制變化,達(dá)成立式風(fēng)輪適應(yīng)風(fēng)力強(qiáng)弱變化及其形成出力能力變化的調(diào)控和實(shí)現(xiàn)將迎風(fēng)一側(cè)排列葉片也全部敞開的臺(tái)風(fēng)狀態(tài)調(diào)控,風(fēng)輪乘風(fēng)方向變化是以風(fēng)向標(biāo)方向變化為傳感器信號(hào)的自動(dòng)控制。 通過上述調(diào)控過程形成的穩(wěn)定的立式風(fēng)輪乘風(fēng)旋轉(zhuǎn)出力由傳動(dòng)齒輪組以及上下傳動(dòng)軸的配合傳動(dòng)傳遞到在浮動(dòng)基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置的發(fā)電機(jī)或多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電能力,及再實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪出力能力調(diào)控與多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)發(fā)電機(jī)投入工作數(shù)量配合的雙重價(jià)值化調(diào)控,即:葉片調(diào)控是在發(fā)電機(jī)投入工作數(shù)量的梯級(jí)發(fā)電能力之間進(jìn)行微調(diào),達(dá)成無階梯的過渡。 浮動(dòng)基礎(chǔ)通常是由大型鋼結(jié)構(gòu)箱體構(gòu)成,浮動(dòng)基礎(chǔ)箱體內(nèi)部設(shè)置大型立軸風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)或者多發(fā)電機(jī)調(diào)控系統(tǒng)(除了頂部調(diào)控排列葉片開閉程度與調(diào)控驅(qū)動(dòng)對(duì)風(fēng)裝置的電機(jī)之外)的全部電器控制系統(tǒng)設(shè)備,在浮動(dòng)基礎(chǔ)上設(shè)置通風(fēng)管路與傳動(dòng)軸套管,傳動(dòng)軸套管同時(shí)兼有通風(fēng)管(出氣)與支撐傳動(dòng)齒輪箱的功能作用,而通風(fēng)管路(進(jìn)氣)同時(shí)兼有設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)出浮動(dòng)基礎(chǔ)內(nèi)發(fā)電機(jī)設(shè)備間的功能作用,在進(jìn)氣的通風(fēng)管路上設(shè)有遮蔽雨水過濾空氣的裝置,防止或者消除海水、鹽霧、雨水進(jìn)入設(shè)備機(jī)艙;浮動(dòng)基礎(chǔ)多數(shù)箱體體積置于水面之下。 海上漂浮型風(fēng)電站是由2個(gè)以上漂浮型風(fēng)電機(jī)組以多種不同形態(tài)組合形成的一體化整體設(shè)計(jì),其是將漂浮型風(fēng)電機(jī)組的浮動(dòng)基礎(chǔ)以不同組合形態(tài)相互連接形成的一體化組合體結(jié)構(gòu),通過多個(gè)漂浮型風(fēng)電機(jī)組的相互連接可形成更加穩(wěn)定的龐大整體組合基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),可抗拒深海巨大風(fēng)浪與形成更加高大的風(fēng)機(jī)形態(tài)與功率設(shè)計(jì),滿足更大規(guī)模海上風(fēng)電發(fā)展的需求;由若干個(gè)海上漂浮型風(fēng)電站排列共同構(gòu)成小型、中型、大型漂浮型海上風(fēng)電場。 海上漂浮型風(fēng)電機(jī)組的整體結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢(shì)與出力方式形成優(yōu)勢(shì)完全滿足了海上漂浮型風(fēng)電機(jī)組的關(guān)鍵性能要求,立式風(fēng)輪采用超薄排列葉片設(shè)計(jì)將導(dǎo)致風(fēng)輪重量較輕,從而形成上輕、下重、乘風(fēng)出力能力很大卻不會(huì)導(dǎo)致巨大的側(cè)面水平推力的形成,巨大乘風(fēng)出力不能形成頂部杠桿撬動(dòng)基礎(chǔ)效應(yīng)及形成塔架被迫加高的需求形成的倒塌危險(xiǎn),風(fēng)機(jī)的出力調(diào)控范圍很大、擁有回避臺(tái)風(fēng)的調(diào)控手段、在風(fēng)機(jī)頂部設(shè)置避雷針可天然擁有避雷結(jié)構(gòu)等風(fēng)機(jī)整體綜合性能優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)。 漂浮型風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)輪可以通過排列葉片寬度、高度、旋轉(zhuǎn)力矩、風(fēng)力板數(shù)量設(shè)計(jì)輕松拓展能力,因此通常單機(jī)功率就可輕易達(dá)到5—20兆瓦,由于機(jī)組絕大多數(shù)重量均設(shè)置在水面之下,因此導(dǎo)致機(jī)組在水中將形成“漂流瓶、不倒翁”的力學(xué)效果,其浮動(dòng)基礎(chǔ)與大型立軸風(fēng)電機(jī)組的優(yōu)質(zhì)化配合可導(dǎo)致相互利用、相得益彰的優(yōu)勢(shì)效果形成。 而通過多機(jī)組合形成的海上漂浮型風(fēng)電站的各個(gè)機(jī)組之間的相互連接結(jié)構(gòu)由于其沒有抗拒因風(fēng)機(jī)頭重腳輕形成的巨大杠桿撬動(dòng)效應(yīng)與倒塌力矩的巨大扭矩吃力的問題,各個(gè)漂浮型風(fēng)電機(jī)組之間又無需距離很遠(yuǎn)設(shè)置,因此導(dǎo)致安全穩(wěn)定長久的應(yīng)用,導(dǎo)致連接結(jié)構(gòu)與連接材料成本重量的降低,甚至還可形成非完全剛性的連接結(jié)構(gòu),導(dǎo)致大型浮動(dòng)風(fēng)電站的各個(gè)機(jī)組形成與波浪共同起伏的波浪式整體柔性浮動(dòng)狀態(tài),因此可抗拒滔天巨浪對(duì)于完全剛性的巨大漂浮平臺(tái)形成的淹沒式的沖擊。(文章主體內(nèi)容來自發(fā)明專利申請(qǐng)文件)
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