本申请涉及一种改进的，尤其是更简单、更轻便、更具有机械稳定性以及更具有操作可靠性的能够漂浮的海上风力发电站(100)。所述发电站能够通过被构造为电力线与保持缆绳的组合的线缆(110)，而被连接至单个固定位置的锚定点(111)，使得该发电站能够以六个自由度运动，所述电力线以至少几乎不受载荷的方式被保持，所述保持缆绳吸收用于将所述风力发电站保持在所述锚定点而产生的所有机械力。联接器(112)布置在所述线缆与所述风力发电站之间的单个连接点(118)处，所述联接器由用于进行电连接的滑动联接器以及用于进行力的机械传递的转动联接器构造而成。所述风力发电站具有被构造为具有压载单元(102)和浮力单元(103)的半潜式平台的支撑单元(101)，尤其是浮体单元，并且所述风力发电站具有固定连接到所述支撑单元的支撑桅杆(104)，并具有固定布置在所述支撑桅杆上的机械舱(105)，所述机械舱具有至少一个转子(106)和至少一个发电机。在所述连接点与所述转子的基本竖直的旋转面之间形成最大可能的水平距离。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可漂浮海上风力发电站，即涉及一种在外海域和/或内陆水域的岸外使用的风力发电站。
技术介绍
DE 20 2010 003 654 U1公开了一种用于生成电力的漂浮式风力发电站，该漂浮式风力发电站具有绕水平旋转轴线旋转的转子叶片。利用配备有多个外壳的筏上的铰接支架，来以铰接的方式布置由转子叶片驱动的电力发电机，其中，经由机械驱动的枢轴接头将发电机和铰接支架连接至筏，该枢轴接头绕水平枢轴操作。在该风力发电站的情况下，通过系船索将连接线缆和锚链固定至浮体的两个首舷，即将连接线缆和锚链划分为多个链或线缆。存在柔性线缆连接，该柔性线缆连接允许风力发电站自动定向至风或涌浪。这里，提供与浮体的可拆连接，以用于固定。连接线缆和锚链还被锚定至洋底的混凝土箱。柔性线缆连接允许风力发电站自动定向至风或涌浪。为了维护和维修，风力发电站被起重机拖入海港的码头，或者被拖入建立在陆地上的中央维护与维修车间，并且通过淹没浮体来将风力发电站置于陆地上。文献DE 10 2009 040 648 A1公开了一种可漂浮海上风力发电站，其具有漂浮体、以及在漂浮体上布置并具有桅杆的结构，在桅杆上以可旋转的方式安装有驱动发电机的至少一个转子。该文献还公开了经由多个链环和回转支承的、可漂浮海上风力发电站至混凝土锚墩的机械耦合，该混凝土锚墩沉在洋底并被称为地基。为了允许漂浮体绕地基进行畅通的旋转运动或回转运动，使得漂浮体的朝向能够匹配改变的风向，优选经由回转支承将这些链环固定到地基。这里，漂浮体的旋转运动优选在没有附加驱动的情况下发生。由于地基上的枢轴
点被布置在漂浮体之外，因此该发电站自动旋转到风中。地基优选为可漂浮、可淹没设计，因此能够以漂浮方式运输整个风力发电站。经由电缆和具有电源引线的另一回转支承，发生至海底线缆的电耦合。根据文献DE 10 2009 040 648 A1，这里描述的桅杆具有水滴形横截面轮廓，该水滴形横截面轮廓造成了桅杆的一种支撑表面轮廓，这种支撑表面轮廓增大了与发生的弯曲力有关的稳定性。由于作用在转子叶片上的风压不能被完全转换为旋转运动，因此产生了必须被桅杆的结构吸收的相当大的弯曲载荷。通过水滴形横截面轮廓，其中横截面与桅杆的纵向延伸垂直定位，不仅能够实现桅杆的载荷最优化结构，而且能够减小作用在桅杆上的力。水滴形横截面轮廓减小了作用在桅杆上的风压，这使得能够将结构设计得更加细长轻便，或者能够使用更大的转子和发电机。此外，水滴形横截面轮廓结构导致了当风向改变时，漂浮体更加容易且快速地旋转到风中，因此，转子总是相对于风向而被最优定向，而无需复杂的附加调整。根据文献DE 10 2009 040 648 A1，漂浮体还具有被椭圆形或水滴形套管包围的中心管，从而形成了中间空间。以与桅杆的情况类似的方式，套管提供了在流动方面有利且让人联想到机翼结构的轮廓。椭圆形套管或近似水滴形套管包围与静力学有关的中心管。可以通过泡沫材料，尤其是向套管提供适当的压力稳定性的封闭孔或尺寸稳定的跑沫，来填充中间空间。中心管被优选设计为可淹没的，因此风力发电站的漂浮水平能够适于各种条件。这里，以能够以漂浮方式将整个风力发电站拖到期望的使用位置的方式，来选择中心管的尺寸和漂浮体的尺寸。为了实现风力发电站的增大的稳定性，在使用位置处，风力发电站被锚定并被可选择地下降。这里，优选的下降深度为水面下5至10米。此外，由此降低了波动和表层流的影响。为了提高风力发电站的水平，例如为了出于维护的目的而将风力发电站拖入海港，相反地，也可以再次掏空中心管。发电机与桅杆上的转子一起布置。转子和发电机可以布置在桅杆的上端。原则上，也可以不将发电机直接布置在转子上，而将发电机置于桅杆内部或者放在漂浮体上的不同位置。然后，需要经由齿轮传动和传动元件为各发电机带
来动能。布置在桅杆上被称为机舱中的发电机，能够被刚性固定到桅杆，因此无需发生经由旋转轴承的、转子和发电机到桅杆的复杂的旋转固定。这还降低了风力发电站的生产和维护成本。文献DE 10 2010 040 887 A1公开了一种用于在水中支撑至少一个塔的漂浮设备，该漂浮设备具有漂浮式平板结构，以将该设备稳定在水面上，其中，通过该平板结构来支撑所述至少一个塔。该漂浮设备还包括至少一个压载物，该至少一个压载物以整个设备的重心位于平板结构的静水浮力点下方的方式，布置在平板结构下方，因此所述至少一个塔基本垂直于水面。平板结构用作漂浮体并与压载物相互作用。压载物还可以被构造为桥梁道碴槽。文献DE 10 2010 040 887 A1描述了构件的旋转可能性彼此不同的实施例。这些实施例从无论如何都无法实现构件的轴向旋转的实施例，变化到如下实施例，在该实施例中，塔、塔的延伸部、压载物以及平板结构能够绕塔的纵轴进行轴向旋转。这引起了不同的运动可能性。此外，描述了不同的漂浮体形状，例如梯形、椭圆形、圆形和具有收敛点的半圆形。在这些形状中，梯形和具有收敛点的半圆形允许平板结构自动定向至风和/或至流，即水流。文献DE 10 2010 040 887 A1还描述了通过风力发电站的平板结构、塔和/或转子的适当形状，能够实现如下效果：转子总是沿风向自动旋转。塔可以具有不同的形状，例如以水滴形的方式圆柱包裹的形状，因此，塔(随着转子)自动将自身置于风中。以上在可旋转塔变体的情况下均使用了这种特殊形状的塔，这是因为除了最小化风载荷之外，还导致了塔自身旋转到风中。文献DE 10 2010 040 887 A1还描述了根据先张法预应力锚定可能性，可以完全在水面下对平板结构进行拉动和固定，或者作为半潜式平台而部分在水面下对平板结构进行拉动和固定，其中，压载物为整个单元带来了附加稳定。优选如下平板结构，该平板结构自身具有低重心，即，平板结构例如位于水下三分之二处。由此，平板结构更加稳定，并且减小了平板结构的摇摆或平板结构倾斜/翻到的风险。文献DE 11 2011 100 405 T5展示了一种漂浮式风力发电机组，其包括附装
到机舱的转子、与转子相连接的上支柱、在上支柱与下支柱之间布置的稳定舱、以及经由万向接头以可旋转的方式连接到下支柱的锚，该万向接头允许在所有方向上进行旋转，其中，稳定舱的浮力中心点相对于纵向中心轴偏心布置，该纵向中心轴贯穿上支柱和下支柱。具有转子的机舱被固定连接到上支柱。支柱的下锚定点区域中的回转支承与滑动环一起用于电连接，并且使得支柱和转子能够随风旋转而无需附加的机械力，并且在过程中使得转子能够位于支柱的背风处，滑动环布置在水位线正上方的支柱的横截面中。结果，产生自动自定向。由于例如在利勃海尔建筑起重机中使用的回转支承能够耐水/耐盐，并且能够长期在极端条件下使用，因此回转支承14可以方便地具有与这种回转支承相同的规格。回转支承和滑动环方便地具有如下结构，该结构防止在风力发电机组中从发电机向配电网下行的电缆的扭动，该发电机位于风力发电机组的下部的机舱中。根据文献DE 11 2011 100 405 T5，上支柱还具有水滴形或机翼形横截面，以避免转子的旋转区域中的漩涡，并确保支柱后面的最大层流。此外，存在压载系统，其中，上支柱和下支柱被划分为不同的室，各室经由各线路延伸到公共连接点，在该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可漂浮海上风力发电站(100)，其包括以下特征：●所述风力发电站(100)能够通过线缆(110)连接至单个位置固定的锚定点(111)，从而可以以六个自由度运动，所述线缆(110)被设计为电力线与保持缆绳的组合，所述电力线以至少几乎不受载荷的方式被保持，所述保持缆绳至少基本吸收用于将所述风力发电站(100)保持在所述锚定点(111)而产生的所有机械力，其中，联接器(112)布置在所述线缆(110)与所述风力发电站(100)之间的单个连接点(118)处，所述联接器(112)由用于提供电连接的滑动联接器以及用于提供力的机械传递的转动联接器形成；●所述风力发电站(100)具有支撑单元(101)，尤其是浮体单元，所述支撑单元(101)被设计为具有压载单元(102)和浮力单元(103)的半潜式平台；●所述风力发电站(100)具有固定连接到所述支撑单元(101)的支撑桅杆(104)，并具有固定布置在所述支撑桅杆上的机械舱(105)，并具有至少一个转子(106)和至少一个发电机；●在所述连接点(118)与所述转子(106)的基本竖直的旋转面之间形成最大可能的水平距离。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 DE 102013111115.71.一种可漂浮海上风力发电站(100)，其包括以下特征：●所述风力发电站(100)能够通过线缆(110)连接至单个位置固定的锚定点(111)，从而可以以六个自由度运动，所述线缆(110)被设计为电力线与保持缆绳的组合，所述电力线以至少几乎不受载荷的方式被保持，所述保持缆绳至少基本吸收用于将所述风力发电站(100)保持在所述锚定点(111)而产生的所有机械力，其中，联接器(112)布置在所述线缆(110)与所述风力发电站(100)之间的单个连接点(118)处，所述联接器(112)由用于提供电连接的滑动联接器以及用于提供力的机械传递的转动联接器形成；●所述风力发电站(100)具有支撑单元(101)，尤其是浮体单元，所述支撑单元(101)被设计为具有压载单元(102)和浮力单元(103)的半潜式平台；●所述风力发电站(100)具有固定连接到所述支撑单元(101)的支撑桅杆(104)，并具有固定布置在所述支撑桅杆上的机械舱(105)，并具有至少一个转子(106)和至少一个发电机；●在所述连接点(118)与所述转子(106)的基本竖直的旋转面之间形成最大可能的水平距离。2.根据权利要求1所述的风力发电站(100)，其特征在于，具有滑动联接器和/或转动联接器的所述联接器(112)被万向悬挂在所述风力发电站(100)上。3.根据权利要求1或2所述的风力发电站(100)，其特征在于，在每种情况下，所述支撑单元(101)具有三个压载单元(102)和三个浮力单元(103)，其中，所述浮力单元(103)至少几乎布置在三角平面图的角处，所述三角平面图关于所述至少一个转子(106)的旋转轴线(117)至少基本对称，并且一个压载单元(102)在每两个浮力单元(103)之间延伸。4.根据权利要求3所述的风力发电站(100)，其特征在于，所述浮力单元(103)具有带有附加压载单元的双层底。5.根据权利要求3或4所述的风力发电站(100)，其特征在于，所述支撑桅杆(104)布置在相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：延斯·克鲁斯，
申请(专利权)人：林霍夫海洋公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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