阅读说明：本技术 一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台 (Floating platform combining wind power generation and seawater hydrogen production ) 是由 霍仕环 邹荔兵 张启应 段博志 孙加鹏 周名军 刘凡鹰 夏宗朝 赵春雨 杨明川 于 2021-01-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及风能发电技术领域,具体涉及一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台,包括浮式基础、海水制氢装置和支撑装置,浮式基础上设置有塔架,塔架上安装有风力发电机组,支撑装置设置在浮式基础上,支撑装置与塔架底端相连接,海水制氢装置设置在支撑装置上。本发明将风力发电机和海水制氢装置整合在同一个浮式平台上,在该浮式平台上,可以实现风力发电与海水制氢的协同进行,能有效综合地利用海洋能源,提高综合收益；风力发电机组产生的电能可为海水制氢装置供电,可直接用于海水电解制氢,实现能源的转化利用；支撑装置充分利用了原有的浮式基础,并且与浮式基础共用一套锚泊系统,极大地减少了海水制氢的建造成本。(The invention relates to the technical field of wind power generation, in particular to a floating platform combining wind power generation and seawater hydrogen production. The wind driven generator and the seawater hydrogen production device are integrated on the same floating platform, and the floating platform can realize the cooperative operation of wind power generation and seawater hydrogen production, effectively and comprehensively utilize ocean energy and improve the comprehensive benefit; the electric energy generated by the wind generating set can supply power for the seawater hydrogen production device, and can be directly used for seawater electrolysis hydrogen production to realize the conversion and utilization of energy; the supporting device makes full use of the original floating foundation and shares a set of anchoring system with the floating foundation, thereby greatly reducing the construction cost of seawater hydrogen production.)

一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台

技术领域

本发明涉及风能发电技术领域，具体涉及一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台。

背景技术

常规的风力发电机是采用单根直立的塔架，在塔架顶部安装风力发电机组和旋转叶片，风力发电机组通常采用单风轮主动偏航系统，风力发电机组主要是上风向机组，浮动式基础采用多点锚固方式固定。现有的风力发电机未能与其他能源形式进行联合，对浮动式基础的利用率低。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台，在该浮式平台上可以实现风力发电，同时也能实现海水制氢。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台，包括浮式基础、海水制氢装置和支撑装置，浮式基础上设置有塔架，塔架上安装有风力发电机组，支撑装置设置在浮式基础上，支撑装置与塔架底端相连接，海水制氢装置设置在支撑装置上。

进一步的，浮式基础为Y型浮式基础，Y型浮式基础包括第一基础段、第二基础段和第三基础段，第一基础段的端部设置有上风向浮筒，第二基础段和第三基础段的端部均设置有下风向浮筒。

进一步的，塔架为Y型塔架，Y型塔架倾斜设置在第一基础段、第二基础段和第三基础段的相交处，Y型塔架包括塔架主杆和连接在塔架主杆上的两个塔架分支，两个塔架分支的顶部均设置有风力发电机组。

进一步的，两个风力发电机组均通过钢绞线与上风向浮筒连接，两个风力发电机组分别通过钢绞线与同一侧的下风向浮筒连接，两个风力发电机组之间也通过钢绞线连接。

进一步的，风力发电机组采用双风轮被动偏航系统。

进一步的，Y型塔架的截面为翼型。

进一步的，支撑装置包括支撑框架和支撑平台，支撑框架设置在塔架主杆、第二基础段和第三基础段的相交处，支撑框架与塔架主杆固定连接，支撑框架的底部连接在第二基础段和第三基础段上，支撑框架由多根空心钢管连接而成，支撑平台固定连接在支撑框架上。

进一步的，海水制氢装置设置在支撑平台上，海水制氢装置包括依次设置的海水淡化系统、电解水制氢系统、氢气压缩净化系统和氢气存储仓库。

进一步的，支撑平台上还设置有Y型浮式基础散热系统。

进一步的，Y型浮式基础的底部设置有锚泊系统。

总的说来，本发明具有如下优点：

一、本发明将风力发电机和海水制氢装置整合在同一个浮式平台上，在该浮式平台上，可以实现风力发电与海水制氢的协同进行，能有效综合地利用海洋能源，提高综合收益。

二、本发明的风力发电机组产生的电能可为海水制氢装置供电，可直接用于海水电解制氢，实现能源的转化利用，避免了昂贵的海缆传输，转化成氢能再利用可实现效益最大化。

三、本发明的支撑装置结构简单、空间较大，充分利用了原有的浮式基础，并且与浮式基础共用一套锚泊系统，极大地减少了海水制氢的建造成本。

四、本发明的支撑装置与浮式基础和塔架连接牢固，便于海水制氢装置的布置和使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的侧面结构示意图。

图3是本发明海水制氢装置和支撑装置的结构示意图。

其中：1为Y型浮式基础，1-1为第一基础段，1-2为第二基础段，1-3为第三基础段，2为上风向浮筒，3为下风向浮筒，4为Y型塔架，4-1为塔架主杆，4-2为塔架分支，5为风力发电机组，6为钢绞线，7为海水制氢装置，7-1为海水淡化系统，7-2为电解水制氢系统，7-3为氢气压缩净化系统，7-4为氢气存储仓库，8为支撑装置，8-1为支撑框架，8-2为支撑平台，9为Y型浮式基础散热系统，10为锚泊系统。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种联合风能发电和海水制氢的浮式平台，包括浮式基础、海水制氢装置和支撑装置，浮式基础上设置有塔架，塔架上安装有风力发电机组，支撑装置设置在浮式基础上，支撑装置与塔架底端相连接，海水制氢装置设置在支撑装置上。

如图1和图2所示，浮式基础为Y型浮式基础，Y型浮式基础包括第一基础段、第二基础段和第三基础段，第一基础段的端部设置有上风向浮筒，第二基础段和第三基础段的端部均设置有下风向浮筒。Y型浮式基础的底部设置有锚泊系统。

如图1和图2所示，塔架为Y型塔架，Y型塔架的截面为翼型，Y型塔架倾斜设置在第一基础段、第二基础段和第三基础段的相交处，Y型塔架包括塔架主杆和连接在塔架主杆上的两个塔架分支，两个塔架分支的顶部均设置有风力发电机组，风力发电机组采用双风轮被动偏航系统。设置Y型塔架和两个风力发电机组，能有效地提高风力发电的产能。Y型塔架的截面为翼型，在使用时，翼型截面的长轴方向处于结构载荷大的方向，翼型截面的短轴方向处于结构载荷小的方向，既能保证风力发电机安全，又能最大限度地发挥材料性能，提升经济性。

如图1和图2所示，两个风力发电机组均通过钢绞线与上风向浮筒连接，两个风力发电机组分别通过钢绞线与同一侧的下风向浮筒连接，两个风力发电机组之间也通过钢绞线连接。通过钢绞线可以提高Y型塔架与Y型浮式基础连接的稳定性。

如图1和图3所示，支撑装置包括支撑框架和支撑平台，支撑框架设置在塔架主杆、第二基础段和第三基础段的相交处，支撑框架与塔架主杆固定连接，支撑框架的底部连接在第二基础段和第三基础段上，支撑框架由多根空心钢管连接而成，支撑平台固定连接在支撑框架上。采用多根空心钢管制作支撑框架，可以增加浮力。

如图3所示，海水制氢装置设置在支撑平台上，海水制氢装置包括依次设置的海水淡化系统、电解水制氢系统、氢气压缩净化系统和氢气存储仓库。海水先通过海水淡化系统进行淡化，再经过电解水制氢系统进行电解得到氢气，然后再通过氢气压缩净化系统进行压缩与净化，最后储存在氢气存储仓库中，再通过运输船远走。

如图3所示，支撑平台上还设置有Y型浮式基础散热系统，通过该散热系统可以对Y型浮式基础进行散热，防止温度过高。

总的说来，本发明将风力发电机和海水制氢装置整合在同一个浮式平台上，在该浮式平台上，可以实现风力发电与海水制氢的协同进行，能有效综合地利用海洋能源，提高综合收益。本发明的风力发电机组产生的电能可为海水制氢装置供电，可直接用于海水电解制氢，实现能源的转化利用，避免了昂贵的海缆传输，转化成氢能再利用可实现效益最大化。本发明的支撑装置结构简单、空间较大，充分利用了原有的浮式基础，并且与浮式基础共用一套锚泊系统，极大地减少了海水制氢的建造成本，本发明的支撑装置与浮式基础和塔架连接牢固，便于海水制氢装置的布置和使用。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。