阅读说明：本技术 一种联合风能和洋流能发电的浮式平台 (Floating platform for generating electricity by combining wind energy and ocean current energy ) 是由 霍仕环 邹荔兵 张启应 段博志 孙加鹏 卢军 刘凡鹰 夏宗朝 赵春雨 柳胜举 于 2021-01-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种联合风能和洋流能发电的浮式平台,包括浮式基础、上风向浮筒、下风向浮筒、洋流能发电装置、翼型截面塔架、风力发电机组主机、风轮；浮式基础包括三个浮式基础支臂；三个浮式基础支臂的一端连接,形成Y型；一个浮式基础支臂的上部安装有上风向浮筒；另外两个浮式基础支臂的上部分别安装有下风向浮筒；三个浮式基础支臂连接处上部斜向布置翼型截面塔架；下风向浮筒对应的浮式基础支臂下部及三个浮式基础支臂连接处的下部安装有洋流能发电装置；所述翼型截面塔架顶部安装有两个风力发电机组主机；所述两个风力发电机组主机上分别安装有一个风轮；浮式基础支臂内部中空,设置有电缆；上风向浮筒内部安装有高压滑环和配电设备。(The invention discloses a floating platform for generating power by combining wind energy and ocean current energy, which comprises a floating foundation, an upwind buoy, a downwind buoy, an ocean current energy generating device, a wing-shaped section tower, a wind generating set host and a wind wheel, wherein the upwind buoy is arranged on the floating foundation; the floating foundation comprises three floating foundation support arms; one ends of the three floating foundation support arms are connected to form a Y shape; the upper part of a floating foundation support arm is provided with an upwind direction buoy; the upper parts of the other two floating foundation support arms are respectively provided with a downwind buoy; the upper part of the joint of the three floating foundation support arms is obliquely provided with an airfoil section tower; the lower parts of the floating foundation support arms corresponding to the downwind floating cylinders and the lower parts of the joints of the three floating foundation support arms are provided with ocean current energy power generation devices; two wind generating set main machines are installed at the top of the tower frame with the wing-shaped section; the two wind generating set main machines are respectively provided with a wind wheel; the floating foundation support arm is hollow and is provided with a cable; and a high-voltage slip ring and power distribution equipment are arranged in the upwind direction buoy.)

一种联合风能和洋流能发电的浮式平台

技术领域

本发明涉及海上发电领域，尤其涉及一种联合风能和洋流能发电的浮式平台。

背景技术

常规风力发电机组结构是单风轮主动偏航系统，未与其他能源形式进行联合。传统风力发电机组为上风向机组，浮动式平台为多点锚固平台，与洋流能的联合发电尚处于研究阶段。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种联合风能和洋流能发电的浮式平台。实现了洋流能与风能的联合发电，降低了洋流能发电装置建造成本，洋流能的吸收更加稳定。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种联合风能和洋流能发电的浮式平台，包括浮式基础、上风向浮筒、下风向浮筒、洋流能发电装置、翼型截面塔架、风力发电机组主机以及风轮；

所述浮式基础包括三个浮式基础支臂；所述三个浮式基础支臂的一端连接，形成Y型；一个所述浮式基础支臂的上部安装有上风向浮筒；另外两个所述浮式基础支臂的上部分别安装有下风向浮筒；所述三个浮式基础支臂连接处上部斜向布置翼型截面塔架；

下风向浮筒对应的浮式基础支臂下部及三个浮式基础支臂连接处的下部安装有洋流能发电装置；三个所述洋流能发电装置的主机分别布置于下风向浮筒内部及翼型截面塔架底段内部；所述翼型截面塔架顶部安装有两个风力发电机组主机；所述两个风力发电机组主机上分别安装有一个风轮；

所述浮式基础支臂内部中空，设置有电缆；所述上风向浮筒内部安装有高压滑环和配电设备。

进一步的，所述洋流能发电装置使用法兰和螺栓连接固定在浮式基础支臂下部。

进一步的，所述浮式基础支臂与洋流能发电装置之间安装有偏航轴承。偏航轴承可以使洋流能发电装置始终正面面相洋流流向，保证洋流能发电装置稳定发电。

进一步的，所述风力发电机组主机和洋流能发电装置的主机产生的电能由海缆送出。

进一步的，所述洋流能发电装置采用水平轴式或垂直轴式。

进一步的，所述浮式基础支臂上可以安装单个洋流能发电装置或多个阵列布置的洋流能发电装置。采用多个阵列布置的洋流能发电装置可以进一步充分利用洋流能，提高发电效率。

进一步的，所述洋流能发电装置上安装有导流罩。导流罩具有导流、聚能的作用，可以使通过洋流能发电装置的水流能量更加集中，获能效果更高。

进一步的，所述浮式基础支臂的材质为混凝土。

进一步的，所述翼型截面塔架的塔顶与浮式基础支臂之间使用钢绞线连接固定。钢绞线可以起到固定翼型截面塔架的作用。

进一步的，所述上风向浮筒所对应的浮式基础支臂下部安装有单点锚泊系统。单点锚泊系统可以将浮式平台系留于指定位置，使其保持在预定位置。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、洋流能发电装置与风能发电装置共用同一个浮式基础，实现了洋流能和风能的联合发电。

2、洋流能发电装置结构简单，充分利用浮式基础的结构，共用锚泊系统，大大降低洋流能发电装置建造成本。

3、洋流能发电装置位于海平面以下较深处，避免海浪的影响，洋流能的吸收更加稳定。

4、风能与洋流能共用一套配电设备，有效降低开发成本。

附图说明

图1是本发明实施例中一种联合风能和洋流能发电的浮式平台正视图；

图2是本发明实施例中一种联合风能和洋流能发电的浮式平台立体图；

图3是本发明实施例中下风向浮筒及洋流能发电装置的结构图。

其中：1：浮式基础、2：浮式基础支臂、3：上风向浮筒、4：单点锚泊系统、5：下风向浮筒、6：洋流能发电装置、7：翼型截面塔架、8：风力发电机组主机、9：风轮、10：钢绞线、11：偏航轴承。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-2所示，一种联合风能和洋流能发电的浮式平台，包括浮式基础1、上风向浮筒3、下风向浮筒5、洋流能发电装置6、翼型截面塔架7、风力发电机组主机8、风轮9。浮式基础1包括三个浮式基础支臂2，浮式基础支臂2内部中空，中空的内部设置有电缆。三个浮式基础支臂2的一端连接，形成Y字型。一个浮式基础支臂2的外端上部安装有上风向浮筒3，另外两个浮式基础支臂2的外端上部分别安装有一个下风向浮筒5，下风向浮筒5对应的浮式基础支臂2的下部及三个浮式基础支臂2连接处的下部安装有洋流能发电装置6，三个浮式基础支臂2连接处上部斜向布置翼型截面塔架7。三个洋流能发电装置6的主机分别布置于两个下风向浮筒5内部及翼型截面塔架7底段内部。翼型截面塔架7呈Y型，Y型顶部安装有两个风力发电机组主机8，两个风力发电机组主机8的输出轴上分别安装有一个风轮9。上风向浮筒3内部安装有高压滑环和配电设备，用以整合洋流能发电装置和风力发电装置所产生的电能。三个洋流能发电装置6发出的电能与两个风力发电机组主机8发出的电能汇集到一起，经由布置在浮式基础支臂内部的电缆接入上风向浮筒3内部的高压滑环和配电设备，电能再由海缆送出。翼型截面塔架7塔顶与浮式平台1之间使用钢绞线10连接，起到固定翼型截面塔架的作用。上风向浮筒3所对应的浮式基础支臂2下部安装有单点锚泊系统4，单点锚泊系统4可以将浮式平台系留于指定位置，使其保持在预定位置。

洋流能发电装置6使用法兰和螺栓连接固定在浮式基础支臂2的下部。如图3所示，下风向浮筒5所对应浮式基础支臂2与洋流能发电装置6之间安装有偏航轴承11，偏航轴承11可以使洋流能发电装置6始终正面面向洋流流向，保证洋流能发电装置6稳定发电。

浮式基础1上共有3个洋流能发电装置安装位置，每个安装位置可以安装单个洋流能发电装置，也可以安装多个阵列布置的洋流能发电装置，采用多个阵列布置的洋流能发电装置可以进一步充分利用洋流能，提高发电效率。洋流能发电装置6的旋转轴可以平行或垂直于水流方向，即可以选用水平轴式洋流能发电装置或垂直轴式洋流能发电装置。洋流能发电装置6上还可以安装导流罩，导流罩具有导流、聚能的作用，可以使通过洋流能发电装置6的水流能量更加集中，获能效果更高。浮式基础支臂2的材质为混凝土。

本发明的工作原理为：风轮和风力发电机组主机将风能转化为电能，装有自偏航系统的洋流能发电装置位于海平面之下，追踪洋流流向并吸收洋流能，将洋流能转化为电能。二者发出的电能经由布置在浮式基础支臂内部的电缆，通过上风向浮筒内部的高压滑环和配电设备进行整合，最后由海缆送出。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。