本实用新型专利技术提供一种用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体。它包括：浮体主体和工作塔；浮体主体下端设配重组件；浮体主体内设中心舱、配重舱、浮力舱、传感器井；工作塔与中心舱连通；工作塔的顶部支撑平台上安装有测风激光雷达和第一光伏板组件；浮体主体顶面平台上安装有第二光伏板组件；第一光伏板组件和第二光伏板组件的光伏板布置采用水平布置和垂直布置相结合；第二光伏板组件中光伏板总面积不小于20平；第一光伏板组件中光伏板总面积不小于6平。通过优化浮体结构及供能设施的协调设计及光伏板的布置设计，最大化满足受光面积，同时又最小化风阻力，大大提高了浮体的海上生存能力和安全性，能在海上安全生存2年以上。存2年以上。存2年以上。
【技术实现步骤摘要】
用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体
[0001]本技术属于漂浮式海上测风
，特别涉及一种用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体。
技术介绍
[0002]在风电场开发工程中，装载有测风激光雷达的漂浮式海上测风装置，相比传统的在海上修建固定式测风平台，具有成本低、工程建造周期短、工程建造难度小、可重复利用等优势。
[0003]然而，装载有测风激光雷达的漂浮式海上测风装置(简称激光雷达测风浮体)在进行海上测风的过程中，浮体的平动和转动均会不同程度地影响风矢量测量，产生误差，降低测量精度。浮体的横荡、纵荡和升沉运动，会为所测风矢量额外增加一个运动矢量，进而影响测量的风速大小；艏摇运动，会影响测风激光雷达自身的物理定向，会很明显影响所测风向；横摇和纵摇运动，会改变测量光束矢量和被测风矢量之间的夹角，将带来风向测量误差。故而，对于海上测风要求，用于承载激光雷达的浮体的稳定性是至关重要的。
[0004]目前的漂浮式海上测风装置，一般仅有测量风矢量这一项指标，而难以兼具同时还进行测流、测潮和其他海洋水文观测。出现这种现状的原因在于：仅测风激光雷达设备这一项就需要较大的供电量，而且为保证海上测风的供电需求，一般要满足在无法连续得电的情况下，系统还能够提供两周至三周的用电量，以避免测风设备因缺电停摆。如果多种测量设备同时运行，可想而知其用电需求是更大的，而目前的单浮体装置尚难以满足这样的用电需求。另外，所有浮体上的供能装置、设备、构造，都不能影响浮体的海上生存能力，不能影响其自身安全，也不能盲目增加受风、受浪面积。
[0005]CN2020213260544提供了一种用于海上测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，但是，现有的这种用于海上测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，在实际应用过程中发现存在一些缺陷：由于浮体结构及供能设施的协调设计以及光伏板的布置设计欠佳，造成自供能源保障时间有限(半年左右)，导致浮体在海上的生存能力和安全性不够强，一般只能在海上生存半年左右，不能完成2年的海上测风及海洋水文观测任务，不符合海上测风规范要求；工作塔设置由塔筒内转到塔筒外的爬梯，有安全隐患；此外，常发现在测风激光雷达上有海鸟栖息和做窝留下的痕迹，干扰了测风数据的连续性。
技术实现思路
[0006]本技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能大幅提高浮体的海上生存能力和安全性的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体。
[0007]本技术提供用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，具有这样的特征，包括：浮体主体以及固定在浮体主体上的工作塔；其中，浮体主体的上端部直径大于浮体主体的下端部直径，且浮体主体的下端部设置有配重填充区；浮体主体的内部具有中心舱、绕中心舱的外围设置的配重舱、绕配重舱的外围设置的浮力舱、设置在浮力舱的
中部的内装有多种海洋水文观测传感器的直通海洋的传感器井；工作塔的内部与中心舱的内部连通；工作塔的顶部设置有支撑平台，支撑平台上安装有测风激光雷达以及第一光伏板组件；浮体主体的顶面甲板平台上安装有第二光伏板组件；第一光伏板组件和第二光伏板组件的光伏板布置采用水平布置和垂直布置相结合，亦即，第一光伏板组件、第二光伏板组件均包括若干块水平光伏板和数块垂直光伏板；第一光伏板组件、第二光伏板组件的水平光伏板和垂直光伏板均与光伏充电控制器连接；第二光伏板组件中水平光伏板加垂直光伏板的总面积不小于20平方米；第一光伏板组件中水平光伏板加垂直光伏板的总面积不小于6平方米；既最大化满足受光面积，同时又最小化风阻力，提高浮体海上生存能力；中心舱的内部安装有蓄电池组件以及配电柜，蓄电池组件与所述光伏充电控制器电连接，配电柜与蓄电池组件、测风激光雷达以及海洋水文观测传感器电连接。
[0008]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，第一光伏板组件、第二光伏板组件中的光伏板均采用异形太阳能板(梯形太阳能板)或矩形太阳能板与异形太阳能板相结合，水平加垂直布置。
[0009]进一步地，垂直光伏板垂直略倾斜安装固定在垂直光伏板安装支架上(通过螺栓连接固定)；垂直光伏板安装支架底部固定在工作塔顶部的支撑平台上或浮体主体的顶面甲板平台上；水平光伏板水平略倾斜安装固定在水平光伏板安装支架上(通过螺栓连接固定)；水平光伏板安装支架固定在工作塔顶部的支撑平台上或浮体主体的顶面甲板平台上。
[0010]进一步地，本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，所述光伏充电控制器为风光互补的充电控制器；浮体主体的顶面甲板平台上靠外边缘对称布置有2个小型垂直型风机，所述小型垂直型风机与所述风光互补的充电控制器连接，通过所述风光互补的充电控制器与蓄电池组件电连接，实现风光互补。
[0011]进一步地，浮体主体的顶面甲板平台上固定安装有能与小型垂直型风机连接的法兰或安装预留支架；所述小型垂直型风机通过所述法兰或所述安装预留支架固定安装在浮体主体的顶面甲板平台上。
[0012]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，工作塔外面设置有固定在塔筒外壁上的塔筒外爬梯，塔筒外爬梯顶端设有防盗爬梯盖板，所述防盗爬梯盖板是设在工作塔顶部的支撑平台上的一个人孔盖板，该人孔盖板上设有锁，平时不用时该人孔盖板用锁锁住了不能打开。
[0013]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：在测风激光雷达周围的防护支架(即三角形的垂直光伏板安装支架)顶端设有锯齿状防鸟装置。
[0014]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，浮体主体的外侧底面还固定连接有竖直设置的平衡主筒；平衡主筒的下端部可拆卸连接有平衡下筒，平衡下筒的下端部固定有配重块。
[0015]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，平衡主筒的下端部设置有第一法兰；平衡下筒的上端部设置有第二法兰；平衡主筒与平衡下筒之间为法兰连接。
[0016]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，平衡主筒的外壁焊接有若干三角形的剪力板；平衡下筒的上端外壁焊接有若干三角形的剪力板。
[0017]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，平衡主筒的高度为浮体主体的高度的0.1～1.5倍。
[0018]进一步地，在本技术提供的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体中，还可以具有这样的特征：其中，支撑平台上安装有避雷针、航标灯设备、数据传输天线设备。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，其特征在于，包括：浮体主体以及固定在所述浮体主体上的工作塔；所述浮体主体的上端部直径大于所述浮体主体的下端部直径，且所述浮体主体的下端部设置有配重填充区；所述浮体主体的内部具有中心舱、绕所述中心舱的外围设置的配重舱、绕所述配重舱的外围设置的浮力舱、设置在所述浮力舱的中部的内装有多种海洋水文观测传感器的直通海洋的传感器井；工作塔的内部与中心舱的内部连通；工作塔的顶部设置有支撑平台，支撑平台上安装有测风激光雷达以及第一光伏板组件；浮体主体的顶面甲板平台上安装有第二光伏板组件；第一光伏板组件和第二光伏板组件的光伏板布置采用水平布置和垂直布置相结合，第一光伏板组件、第二光伏板组件均包括若干块水平光伏板和数块垂直光伏板；第一光伏板组件、第二光伏板组件的水平光伏板和垂直光伏板均与光伏充电控制器连接；第二光伏板组件中水平光伏板加垂直光伏板的总面积不小于20平方米；第一光伏板组件中水平光伏板加垂直光伏板的总面积不小于6平方米；中心舱的内部安装有蓄电池组件以及配电柜，蓄电池组件与所述光伏充电控制器电连接，配电柜与蓄电池组件、测风激光雷达以及海洋水文观测传感器电连接。2.如权利要求1所述的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，其特征在于：所述第一光伏板组件、所述第二光伏板组件中的光伏板均采用异形太阳能板或矩形太阳能板与异形太阳能板相结合，水平加垂直布置。3.如权利要求1或2所述的用于深远海测风及海洋水文观测的冗余配电自稳单浮体，其特征在于：垂直光伏板垂直略倾斜安装固定在垂直光伏板安装支架上；垂直光伏板安装支架底部固定在工作塔顶部的支撑平台上或浮体主体的顶面甲板平台上；水平光伏板水平略倾斜安装固定在水平光伏板安装支架上；水平光伏板安装支架固定在工...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙雷，张开华，黄琛，张智伟，叶磊，姚雷霆，
申请(专利权)人：上海睿网新能源科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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