一种海上风电储能系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种海上风电储能系统。


背景技术：

2.海上风电集中制氢或电化学储能系统建设，同时在平台配备多能互补装置，将电力产生的绿氢通过船舶、海底管道等方式送出或在海上就地为船舶动力设备更换电池或加氢，推动了海上风电深远海开发。
3.目前，海上风电建设过程中存在严重的“弃风弃电”现象，不能够有效利用风力资源，海上施工船舶每天需要消耗大量动力燃油，代价巨大；现有技术存在不同形式的多能互补发电装置，但是缺乏集中的海上风电储能系统，未能解决风电场的电力浪费问题；漂浮式风机及漂浮式集成平台都需要通过系泊锚链系统进行固定，单独的施工建造成本高昂。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的系泊锚链系统建造成本高昂的缺陷，从而提供一种海上风电储能系统。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种海上风电储能系统，包括：
6.风机机构，所述风机机构漂浮于海面上，所述风机机构通过第一锚链连接有第一桩锚，所述第一桩锚固定设置于海床上；
7.集成平台，所述集成平台漂浮于海面上，并通过第二锚链与所述第一桩锚固定，所述集成平台上设有波浪能发电装置和/或太阳能发电装置以及与所述波浪能发电装置和/或太阳能发电装置相连的电池储能机构。
8.可选地，所述风机机构包括多个第一风机，所述第一风机设置在所述集成平台的一侧，多个所述第一风机间隔设置；
9.一个所述第一桩锚对应连接所述集成平台及一个所述第一风机；
10.或，一个所述第一桩锚对应连接所述集成平台及相邻的两个所述第一风机。
11.可选地，所述风机机构还包括多个第二风机，所述第二风机设置在所述集成平台远离所述第一风机的一侧，多个所述第二风机间隔设置；
12.一个所述第一桩锚对应连接所述集成平台及一个所述第二风机；
13.或，一个所述第一桩锚对应连接所述集成平台及相邻的两个所述第二风机。
14.可选地，所述集成平台的上方设置有第一面板，所述太阳能发电装置包括设置在所述第一面板上的多个光伏板，所述电池储能机构设置在所述第一面板与所述集成平台之间，所述电池储能机构与所述风机机构和所述光伏板连接。
15.可选地，所述集成平台上还设置有多组制氢装置，所述制氢装置包括：
16.电解水制氢机构，所述电解水制氢机构与所述电池储能机构连接；
17.储氢机构，所述储氢机构设置于所述电解水制氢机构底部，适于储存所述电解水制氢机构生成的氢气。
18.可选地，所述电解水制氢机构设置在所述第一面板与所述集成平台之间。
19.可选地，所述集成平台包括由多根连杆组成的网格状支撑架、设置在所述支撑架上的立柱、设置在所述支撑架上方的第二面板以及固定设置在所述支撑架下方的浮力筒组件，所述立柱穿过所述第二面板与所述第一面板相连，所述电池储能机构及所述电解水制氢机构均位于所述第二面板上，所述浮力筒组件包括若干构成所述储氢机构的第一浮力筒。
20.可选地，所述第一浮力筒底部固定连接有垂荡板。
21.可选地，所述网格状支撑架的两侧分别与波浪能发电装置连接。
22.可选地，所述浮力筒组件还包括若干第二浮力筒，所述第二浮力筒通过所述第二锚链与所述第一桩锚固定连接。
23.可选地，所述海上风电储能系统还包括第二桩锚，所述第二桩锚固定设置于海床上，所述第二桩锚与所述第一风机或所述第二风机通过第三锚链固定连接。
24.本实用新型技术方案，具有如下优点：
25.1.本实用新型提供的一种海上风电储能系统，风机机构与第一桩锚固定，在集成平台建造时，直接将集成平台与第一桩锚通过第二锚链固定，避免了现有技术中单独为集成平台建造系泊系统而造成施工建造成本高昂的问题，同时减少了施工工序，提高了风电场的整体施工效率及储能系统的经济性。
26.2.本实用新型提供的一种海上风电储能系统，同时在集成平台上安装波浪能发电装置及太阳能发电装置，实现多种能量在一个平台集中开发利用，且在集成平台上安装制氢装置，可以在海上风电场并网之前将风机机构工作产生的清洁电力通过制氢的方式存储起来，同时可为附近施工船舶提供氢燃料动力，降低海上施工船舶的动力燃油消耗，降低船舶的碳排放。
27.3.本实用新型提供的一种海上风电储能系统，在集成平台上安装电池储能装置，在海上风电场并网之前将风机工作产生的清洁电力通过电池储能的方式存储起来，同时可为附近施工船舶提供电池更换服务；在海上风电场并网完成后，可以解决用电低谷期电力消纳问题，将多余电力通过新的形式存储起来，为其他动力设备供给电力来源。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型提供的一种储能系统的结构示意图；
30.图2为图1所示的储能系统的俯视图；
31.图3为图1所示的储能系统的部分结构示意图；
32.图4为集成平台的第一结构示意图；
33.图5为集成平台的爆炸图；
34.图6为光伏板的结构示意图；
35.图7为集成平台的部分结构示意图；
36.图8为集成平台的第二结构示意图。
37.附图标记说明：
38.1-风机机构；
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11-第一风机；
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12-第二风机；
39.2-第一桩锚；
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21-第一锚链；
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22-第二锚链；
40.3-集成平台；
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31-第一面板；
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32-支撑架；
41.321-立柱；
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33-第二面板；
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34-底架；
42.4-波浪能发电装置；
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5-电池储能机构；
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6-光伏板；
43.61-支架；
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7-制氢装置；
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71-电解水制氢机构；
44.72-第一浮力筒；
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721-垂荡板；
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8-第二浮力筒；
45.9-第二桩锚；
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91-第三锚链。
具体实施方式
46.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
47.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
50.本实施例提供一种海上风电储能系统。
51.在一个实施方式中，如图1-3所示，海上风电储能系统包括风机机构1及集成平台3。其中，风机机构1漂浮于海面上，风机机构1通过第一锚链21连接有第一桩锚2，第一桩锚2固定设置于海床上；集成平台3漂浮于海面上，并通过第二锚链22与第一桩锚2固定，集成平台3上设有波浪能发电装置4和/或太阳能发电装置以及与波浪能发电装置4和/或太阳能发电装置相连的电池储能机构5。在该实施方式中，风机机构1与第一桩锚2固定，在集成平台3建造时，直接将集成平台3与第一桩锚2通过第二锚链22固定，避免了现有技术中单独为集成平台3建造系泊系统而造成施工建造成本高昂的问题，同时减少了施工工序，提高了风电场的整体施工效率及储能系统的经济性；同时在集成平台3上安装波浪能发电装置4及太阳能发电装置，实现多种能量在一个平台集中开发利用；在集成平台3上安装电池储能装置，在海上风电场并网之前将风机工作产生的清洁电力通过电池储能的方式存储起来，同时可
为附近施工船舶提供电池更换服务，在海上风电场并网完成后，可以解决用电低谷期电力消纳问题，将多余电力通过新的形式存储起来，为其他动力设备供给电力来源。
52.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，风机机构1包括多个第一风机11，第一风机11设置在集成平台3的一侧，多个第一风机11间隔设置。
53.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，一个第一桩锚2对应连接集成平台3及一个第一风机11。在一个可替换的实施方式中，一个第一桩锚2对应连接集成平台3及相邻的两个第一风机11。
54.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，风机机构1还包括多个第二风机12，第二风机12设置在集成平台3远离第一风机11的一侧，多个第二风机12间隔设置。在该实施方式中，将集成平台3设置在第一风机11及第二风机12之间，因此集成平台3可以与更多的第一桩锚2进行固定，且电池储能机构5可以与第一风机11及第二风机12均连接，从而储存更多的能量，提高了集成平台3整体的储能量。
55.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，一个第一桩锚2对应连接集成平台3及一个第二风机12。在一个可替换的实施方式中，一个第一桩锚2对应连接集成平台3及相邻的两个第二风机12。
56.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，海上风电储能系统还包括第二桩锚9，第二桩锚9固定设置于海床上，第二桩锚9与第一风机11或第二风机12通过第三锚链91固定连接。
57.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一桩锚2的直径大于第二桩锚9。在该实施方式中，由于第一桩锚2需要与多个第一风机11或第二风机12连接，因此第一桩锚2的整体承载力要求更高，因此第一桩锚2的直径大于第二桩锚9，可提高第一桩锚2的承载力，使第一桩锚2稳定地连接第一桩锚2、第二桩锚9或集成平台3。
58.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图4及图5所示，集成平台3的上方设置有第一面板31，太阳能发电装置包括设置在第一面板31上的多个光伏板6，电池储能机构5设置在第一面板31与集成平台3之间，电池储能机构5与风机机构1和光伏板6连接。在该实施方式中，在第一面板31上设置多个光伏板6，将太阳能转化为电能，电池储能机构5将这部分电能进行储存。
59.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图6及图7所示，光伏板6通过支架61与第一面板31连接，且光伏板6可绕支架61转动。在该实施方式中，光伏板6可根据太阳光强弱变化进行整体旋转，从而更好地利用太阳能。
60.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图8所示，集成平台3上还设置有多组制氢装置7，制氢装置7包括电解水制氢机构71及储氢机构。其中，电解水制氢机构71与电池储能机构5连接；储氢机构设置于电解水制氢机构71底部，适于储存电解水制氢机构71生成的氢气。在该实施方式中，电解水制氢机构71主要功能是经过海水淡化机构将海水净化为淡水后，通过水溶液电解槽将淡化后的水电解生成氢气和氧气，然后将氧气和氢气分离开，最后利用多个第一浮力筒72将液氢储存，可为附近施工船舶提供氢燃料动力，降低海上施工船舶的动力燃油消耗，降低船舶的碳排放，且储能系统可将波浪能、光伏、漂浮式海上风电场发电所产生的液氢通过海底管网运输至附近岛屿或陆地使用。
61.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，电解水制氢机构71设置在
第一面板31与集成平台3之间。在该实施方式中，将电解水制氢机构71设置在第一面板31与集成平台3之间，提高储能系统的结构整体性。
62.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，集成平台3包括由多根连杆组成的网格状支撑架32、设置在支撑架32上的立柱321、设置在支撑架32上方的第二面板33以及固定设置在支撑架32下方的浮力筒组件，立柱321穿过第二面板33与第一面板31相连，电池储能机构5及电解水制氢机构71均位于第二面板33上，浮力筒组件包括若干构成储氢机构的第一浮力筒72。在该实施方式中，第一浮力筒72既作为集成平台3的浮体结构，同时也作为电解水制氢装置7的储氢机构，利用第一浮力筒72来储氢，简化了结构。
63.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，立柱321与支撑架32一体成型。
64.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一浮力筒72底部设置有底架34，底架34与多个第一浮力筒72固定连接。在该实施方式中，第一浮力筒72利用自身强度承担支撑架32及底架34传递的荷载，根据需要亦可设置竖向斜支撑构件。
65.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一浮力筒72底部固定连接有垂荡板721。
66.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，垂荡板721的轴线与第一浮力筒72的轴线共线。在该实施方式中，垂荡板721与第一浮力筒72的中心轴线一致，有利于增加集成平台3在水中的竖向运动阻尼，提高集成平台3的稳定性。
67.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，网格状支撑架32的两侧分别与波浪能发电装置4连接。在该实施方式中，波浪能发电装置4安装在集成平台3周围，并与集成平台3进行可靠连接，波浪能发电装置4一端部分浸入海水，通过泵气装置将波浪产生的能量转换成空气能，再由气轮机驱动发电机发电。
68.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，浮力筒组件还包括若干第二浮力筒8，第二浮力筒8通过第二锚链22与第一桩锚2固定连接。在该实施方式中，第二浮力筒8与第一浮力筒72共同对集成平台3起支撑作用，且第二浮力筒8与第一桩锚2连接，提高集成平台3的稳定性。
69.本实施例提供的海上风电储能系统，安装施工方法如下：
70.s1.在临近码头的工厂就近建造集成平台3，包括由多根连杆组成的网格状支撑架32、设置在支撑架32上的立柱321，并在支撑架32上设置波浪能发电装置4、接着铺设第二面板33，随后安装电池储能装置和电解水制氢机构71，在立柱321上铺设第一面板31，安装支架61后再安装光伏板6；
71.s2.采用浮拖法运输风机机构1，将风机机构1运输至预定位置，与第一桩锚2及第二桩锚9进行连接，完成第一风机11及第二风机12的安装，将第一锚链21或第二锚链22的与集成平台3连接的一端固定在第一桩锚2上，另一端临时固定在第一风机11或第二风机12的平台上；
72.s3.通过多只施工船机设备将集成平台3拖航至预定地点，通过吊装船舶将临时固定的第一锚链21或第二锚链22进行吊装，与集成平台3四角的第二浮力筒8进行连接，完成集成平台3的整体安装；
73.s4.将集成平台3对应的第一风机11及第二风机12通过海缆与电池储能装置和电
解水制氢机构71进行连接，沿着海缆长度设置多个浮体，确保海缆安全；
74.s5.海上新能源船舶在施工或海上货物运输过程中，到达指定的集成平台3进行电池更换、液氢添加或船舶运出；制氢量较大时在海底铺设液氢运输管道，与附近岛屿或陆地连接，建立加氢站。
75.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。