一种漂浮式风电机的方向调节装置的制作方法

1.本公开涉及风电技术领域，尤其涉及一种漂浮式风电机的方向调节装置。


背景技术：

2.风力发电是一种发展较早、目前已较为成熟的新能源发电技术，其地位已愈发重要。随着风电技术逐渐由陆上转移到海上，漂浮式风电机已经成为可再生能源发展领域的焦点。相关技术中，漂浮式风电机机组机头上安装有偏航系统，该偏航系统重量大，大大增加漂浮式风电机整体重量。


技术实现要素：

3.本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种漂浮式风电机的方向调节装置。
5.本实用新型的第二个目的在于提出一种漂浮式风电机。
6.为达到上述第一个目的，本实用新型提出的一种漂浮式风电机的方向调节装置，包括：风向仪和角度调节水浆组件；其中，所述风向仪固定安装在所述漂浮式风电机的立柱顶端上部表面，所述角度调节水浆组件安装在所述漂浮式风电机的底座两侧；所述角度调节水桨组件，包括：控制器和角度调节部件；所述控制器与所述角度调节部件通信连接，所述控制器控制所述角度调节部件的工作；所述控制器与所述风向仪通信连接，用于接收所述风向仪采集的数据。
7.所述装置还包括风向调节组件，包括：风向调节板和转动电机；所述转动电机与所述风向调节板转动连接，用于驱动风向调节板；所述风向调节板转动连接所述漂浮式风电机的底座顶端，所述风向调节板在打开状态和关闭状态之间变化；所述打开状态时，所述风向调节板与所述底座呈现垂直放置状态；所述关闭状态时，所述风向调节板与所述底座呈现平行放置状态。
8.所述风向调节组件，还包括：折叠部；所述折叠部设置在所述风向调节板的转动轴上，用于将所述风向调节板打开或者折叠。
9.所述风向调节组件，还包括：滑动部；所述滑动部设置在所述风向调节板的底部，用于将所述风向调节板滑动至所述底座上的放置槽内。
10.所述风向调节板为等腰三棱柱形状。
11.所述转动电机的输入端与所述漂浮式风电机的储电池的输出端连接。
12.所述角度调节水桨组件包括驱动电机和转向桨，所述转向桨的转轴转动连接所述驱动电机的输出轴。
13.所述驱动电机输入端与所述漂浮式风电机的储电池的输出端连接。
14.为达到上述第二个目的，实用新型提出的一种漂浮式风电机，包括：方向调节装置、叶轮、立柱、底座；所述叶轮转动连接在所述立柱的上端，所述立柱的下端固定在所述底座上。
15.所述叶轮的输出端与所述储电池的输入端连接。
16.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.图1是本公开一个实施方式的一种漂浮式风电机的方向调节装置的侧视图；
18.图2是本公开一个实施方式的一种漂浮式风电机的方向调节装置的俯视图。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
20.如图1所示，本公开实施例提出的一种漂浮式风电机的方向调节装置，包括(1)风向仪和角度调节水浆组件。
21.其中，(1)风向仪固定安装在漂浮式风电机的(2)立柱顶端上部表面，角度调节水浆组件安装在漂浮式风电机(3)底座两侧。
22.角度调节水桨组件，包括：(4)控制器和(5)角度调节部件。
23.(4)控制器与(5)角度调节部件通信连接，(4)控制器控制(5)角度调节部件的工作。
24.(4)控制器与(1)风向仪通信连接，用于接收(1)风向仪采集的数据。
25.在本公开实施例中，(1)风向仪可为风速(1)风向仪。需要说明的是，风速(1)风向仪在采集风速时，采用了自动指北装置，测量时无需人工对北，简化测量操作。可选地，风速(1)风向仪还采用传统的三环旋转架结构，仪器内的单片机对风速传感器的输出频率进行采样、计算，最后仪器输出瞬时风速、一分钟平均风速、瞬时风级、一分钟平均风级、平均风速及对应的浪高。需要说明的是，(1)风向仪固定安装在漂浮式风电机的(2)立柱顶端上部表面，具体固定位置需要根据漂浮式风电机所在海域的海况进行设定，此处不作任何限定。
26.进一步地，当(1)风向仪采集到实时风速和实时风向后，可通过通信连接发送给控制模块进行数据处理。控制模块可为电脑、单片机等，此处不作任何限定，具体根据实际情况进行设定。
27.控制模块在获取到(1)风向仪发送来的风向信息后，可根据风向信息生成控制指令，发送给角度调节水桨部件，并由角度调节水桨部件对漂浮式风电机调整至(7)叶轮正对风向的状态。
28.实现中，不同的海域，海况差异很大，因此，需要不同的角度调节水桨部件进行调节。在本公开实施例中，(5)角度调节部件可为多种，举例来说，可为转轮式、喷气式等，此处不作任何限定，具体根据实际情况进行设定。
29.需要说明的是，漂浮式发电机的正常的工作状态为(7)叶轮正对风向，即(7)叶轮平面与风向呈90
°
打开状态。当(7)叶轮朝向不是正对风向时，风力对(7)叶轮的作用力效果
会减小，甚至会阻碍(7)叶轮的正常转动发电，降低(7)叶轮转动发电的效率。因此，我们需要将(7)叶轮时刻调整至正对风向，在此工作状态下，漂浮式发电机的风能转化率最高。
30.相较于现有技术，本实用新型取消了安装于漂浮式风电机机组机头上的偏航系统，降低了机头重量，从而降低漂浮式风电机转向的成本。
31.在本公开的一个实施例中，方向调节装置还包括风向调节组件，包括(6) 风向调节板和转动电机，转动电机与(6)风向调节板转动连接，用于驱动(6) 风向调节板，(6)风向调节板转动连接漂浮式风电机的(3)底座顶端，(6) 风向调节板在打开状态和关闭状态之间变化；打开状态时，(6)风向调节板与(3)底座呈现垂直放置状态；关闭状态时，(6)风向调节板与(3)底座呈现平行放置状态。
32.如图2所示，该(6)风向调节板为等腰三棱柱形状，响应于(6)风向调节板在打开状态时，(6)风向调节板的顶角正对漂浮式风电机的(2)立柱。
33.在本公开的一个实施例中，(3)底座上表面设有(2)放置槽，响应于(6) 风向调节板处于关闭状态时，(6)风向调节板放置在(2)放置槽内。当(7) 叶轮朝向与风向夹角大于角度阈值时，(6)风向调节板无法起到调节的方向作用，甚至会对角度调节水桨部件的调向产生阻碍，因此，通过将(6)风向调节板放置在(3)底座上表面设置的(2)放置槽内，可以减小(6)风向调节板对角度调节水桨部件的阻碍，提高本实用新型一种漂浮式风电机的方向调节装置的实用性。
34.进一步地，风向调节组件还包括折叠部，折叠部设置在(6)风向调节板的转动轴上，用于将(6)风向调节板打开或者折叠。
35.风向调节组件还包括滑动部，滑动部设置在(6)风向调节板的底部，用于将(6)风向调节板滑动至(3)底座上的(2)放置槽内。需要说明的是，该滑动部可为滑轮滑动、滑面滑动等，具体需要根据实际需要进行设定，此处不作任何限定。
36.在本公开实施例中，当漂浮式发电机的(7)叶轮朝向与风向夹角小于角度阈值时，漂浮式发电机的可通过将(6)风向调节板处于垂直放置状态，并通过风力对(6)风向调节板两侧板面的作用力，对漂浮式发电机进行精确调向。该角度阈值为(7)叶轮朝向和风向的夹角，可以理解的是，该角度阈值为提前设定好的，并可根据实际情况进行更改，举例来说，该角度阈值可为5
°
、 10
°
等。
37.进一步地，(6)风向调节板还可通过自然风对其的作用力，对漂浮式发电机起到自动调向的作用，由此，通过(6)风向调节板的自动调向作用，可以大大减小漂浮式发电机的调向成本。
38.当漂浮式发电机的(7)叶轮朝向与风向夹角大于角度阈值时，漂浮式发电机的可通过将(6)风向调节板处于关闭状态，此时漂浮式发电机的转向主要通过角度调节水桨组件进行转向调节。
39.在本公开的一个实施例中，漂浮式风电机的(3)底座内部固定设有转动电机，(6)风向调节板的转动轴转动连接转动电机的输出端。由此，可通过转动电机为(6)风向调节板的状态转换提供动力。
40.控制模块控制(6)风向调节板在打开状态和关闭状态之间进行转换。需要说明的是，当控制模块接收到(1)风向仪发送来的风向信息，并将风向与 (7)叶轮朝向的夹角与角度阈值进行比较，当风向与(7)叶轮朝向的夹角大于角度阈值时，控制模块控制(6)风向调
节板处于关闭状态，当风向与(7) 叶轮朝向的夹角小于角度阈值时，控制模块控制(6)风向调节板处于打开状态。
41.需要说明的是，(6)风向调节板在打开状态时，(6)风向调节板的顶角正对漂浮式风电机的(2)立柱。由此，可以保证(6)风向调节板的调节作用，并且，当(7)叶轮处于正对风向状态时，可以保证(6)风向调节板两侧板面受力均匀。
42.在本公开的一个实施例中，角度调节水桨部件包括驱动电机和转向桨，转向桨的转轴转动连接驱动电机的输出轴，驱动电机的输入电压为漂浮式风电机的储电池提供的。相较于现有技术的方向调节装置的动力提供设备为柴油机或者汽油机，本实用新型的方向调节装置可通过风电机自己产生的电力，对角度调节水桨部件提供能源。可以去除人工进行补充燃料的工序，降低漂浮式风电机的运行成本。
43.本实用新型还提供了一种漂浮式风电机，如图1所示，包括：方向调节装置、(7)叶轮模块、(2)立柱、(3)底座和储电池；(7)叶轮模块转动连接在(2)立柱的上端，(2)立柱的下端固定在(3)底座上。
44.进一步地，(7)叶轮的输出端与储电池的输入端连接。由此，通过(7) 叶轮转动产生的一部分电力，可在储电池进行储存，以便当漂浮式风电机需要进方向调节时，储电池可将存储的电力输送给方向调节装置，为其提供动力。相较于现有技术的方向调节装置的动力提供设备为柴油机或者汽油机，本实用新型的方向调节装置可通过风电机自己产生的电力，对角度调节水桨部件提供能源，实现自给自足，降低漂浮式风电机的运行成本，提升本公开漂浮式风电机的实用性。
45.在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。