一种浮式风机模块及其系统

本公开属于海洋可再生能源利用，具体涉及一种浮式风机模块及其系统。

背景技术：

1、海上风能是一种可再生清洁能源，具有风资源丰富、发电效率高、环境影响小等优势。海上风电的关键技术之一是风机基础，它需要能够稳定地支撑风电机组，并将电能输送到岸边。目前，海上风电开发正逐渐从浅海走向深海，这就需要开发新型的风机基础，以适应不同的水深和海洋环境。

2、浮式风机基础是一种创新的海上风机基础技术，它将风电机组安装在一个漂浮在海面上的平台上，并通过锚泊系统固定在海底。浮式风机基础的优点是可以在深海区域利用强劲而稳定的风力进行发电，同时减少对海洋生态和渔业的影响。浮式风机基础的主要挑战是如何保证其在复杂的海洋环境中的稳定性和安全性。

3、目前，常见的浮式风机基础类型有单立柱式、半潜式、驳船式和张力腿式等，但系泊系统复杂、安装成本高昂，且受海流、水深与潮位变化影响大。

4、我国海上风电开发条件具有水深较浅，台风多发的特点，这就对浮式风机基础提出了更高的要求。为了降低风机系统环境载荷、扩大风机基础水深适用范围、提高风机工作效率，现提出一种浮式风机模块及其系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本公开的目的在于提供一种浮式风机模块及其系统，解决了现有技术中浮式风机模块系泊系统复杂、安装成本高昂的问题。

2、本公开的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种浮式风机模块，所述浮式风机模块包括,

4、风机发电模块，风机发电模块安装在异形臂上端；

5、浮体模块，浮体模块上设有三个固定点，每个固定点上均设有异形臂；

6、异形臂，异形臂下端安装在所述固定点上，异形臂上端与风机发电模块固定连接。

7、进一步地，所述三个固定点构呈等腰三角形，其中顶角角度为40°-60°，所述风机发电模块的中心轴线方向与顶角平分线方向一致，风机发电模块迎风面朝向顶角。

8、进一步地，所述风机发电模块与异型臂顶端连接方式采用焊接或法兰螺栓连接方式。风机发电模块布置位置投影大致在三角形底边的几何中心位置。

9、一种浮式风机系统，所述系统包括一种浮式风机模块和系泊模块；

10、系泊模块，包括一根系泊绳，系泊绳两端分别安装在位于顶角位置的固定点和锚点上，所述系泊绳两端有且只有一端采用连接点可旋转的方式安装。

11、所述系泊绳与锚点采用可旋转的方式为：在锚点设置轴承、系泊绳与锚点采用球连接、锚点设置环形槽，系泊绳上设有与环形槽配合的滑块、系泊绳通过套环安装在锚点腰线处其中的一种。

12、本公开的有益效果：

13、1、本公开的浮式风机模块及其系统，解决了现有技术中浮式风机基础结构复杂、安装成本高昂、运行效率低下等技术问题；

14、2、本公开的浮式风机模块及其系统，采用了单点系泊和可旋转的连接方式，使浮式风机模块能够在海面上随着风向和波浪的变化而移动，提高其灵活性和适应性，并减少其对海底地质和潮位变化的影响；

15、3、本公开的浮式风机模块及其系统，采用了多种不同形状和结构的浮体模块，可以增加其对风力、波浪、水流等环境载荷的抵抗能力，提高其稳定性和安全性；

16、4、本公开的浮式风机模块及其系统，采用了钢结构材料制造，具有强度高、耐腐蚀、寿命长等优点；

17、5、本公开的浮式风机模块及其系统，可以在深海区域利用强劲而稳定的风力进行发电，同时减少对海洋生态和渔业的影响。

技术特征：

1.一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮式风机模块包括,

2.根据权利要求1所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述三个固定点构呈等腰三角形，其中顶角角度为40°-60°，所述风机发电模块的中心轴线方向与顶角平分线方向一致，风机发电模块迎风面朝向顶角。

3.根据权利要求1所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮体模块1包括三个浮体，固定点位于浮体上，两个浮体之间通过连接柱固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮体模块包括三个漂浮柱，三个漂浮柱收尾连接构成等腰三角形，固定点位于漂浮柱两两连接点处。

5.根据权利要求1所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮体模块包括y形的固定架，固定点分别位于固定架的三个边上，固定架的三个边分别设有浮体，所述浮体通过锚链与固定架连接。

6.根据权利要求1所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮体模块包括v形的浮体，所述固定点分别位于浮体的顶点和两端。

7.根据权利要求1-6之一所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮体模块下方设有配重块，所述配重块通过锚链与浮体模块连接，所述锚链与浮体模块连接点位于固定点上。

8.根据权利要求1-6之一所述的一种浮式风机模块，其特征在于，所述浮体或用于提供浮力的装置均采用网状镂空结构，里面包括多个小浮筒或者浮力材料。

9.一种浮式风机系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1-8之一所述的一种浮式风机模块和系泊模块；

10.根据权利要求9所述的一种浮式风机系统，其特征在于，所述系泊绳与锚点采用可旋转的方式为：在锚点设置轴承、系泊绳与锚点采用球连接、锚点设置环形槽，系泊绳上设有与环形槽配合的滑块、系泊绳通过套环安装在锚点腰线处其中的一种。

技术总结
本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，涉及一种浮式风机模块及其系统。该浮式风机模块包括风机发电模块、浮体模块和异形臂。风机发电模块是一种常规的海上风力发电机组，可以将风能转化为电能，并通过电缆输送到岸边或其他设施。浮体模块是一种具有特定形状和结构的浮体，可以提供足够的浮力和稳定性，使风机发电模块能够漂浮在海面上，并抵抗风力、波浪、水流等环境载荷。异形臂是一种连接风机发电模块和浮体模块的臂状结构，可以将风机发电模块抬升到一定的高度，以提高其发电效率和可靠性，并减少其对海洋生态和渔业的影响。

技术研发人员：邓燕飞,张明明,冯宇,熊伟,李贺,朱翠芝
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17