用于潮汐涡轮机的平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及潮汐涡轮机，尤其但不仅仅涉及用于支撑潮汐涡轮机的平台或底座，以利于近海潮汐涡轮机的部署，并由此减少近海潮汐涡轮机的部署成本。以下术语“重力基础(gravity base)”、“平台(platform) ”和“地基(foundat1n) ”可交替地用来表示用于安装和支撑至少一个潮汐涡轮机的结构。
【背景技术】
[0002]与对应的更成熟的风能相比，潮汐可再生能源是一个新兴的市场。考虑到潮汐流是可预测的并且全球潮汐能资源是巨大的，潮汐能被期待成为一种对全球可再生能源结构有重要贡献的能源。与风能相比，潮汐可再生能源的能量成本仍然是非常高昂的。这主要归因于与潮汐涡轮机的海上安装、维护和取回相关的内在的高成本。
[0003]潮汐涡轮机(功能用作海洋发电机)的地基、平台或基础可以大概分为两组，即完全水下的和漂浮的。具有单粧基础(monopile)、粧基导管架(piled jacket)(三脚架或四方结构(quad))或重力基础的涡轮机完全淹没在水下，而浮动式涡轮机或浮船(pontoons)通常固定于海底。单粧基础和粧基导管架需要水下钻孔以将它们的地基固定到海底，但单粧基础和粧基导管架可以由轻型结构制成。另一方面，重力基础并不需要水下钻孔，这意味着重力基础更有可能直接安装。然而，为了抵挡因潮汐流而产生的倾覆力矩，重力基础相对地大而且重。浮动式涡轮机并不需要水下工作，但配重锚需要防止涡轮机被潮汐或波浪掀翻。
[0004]通常，对大多完全浸入水下的潮汐涡轮机的一个不方便的特性是，这种潮汐涡轮机需要近海的吊车，以将结构从安装船运至海底。为满足近海安装的需要，数量有限的装配有吊车的船舶必然提高完全水下的潮汐涡轮机的安装成本。普遍发现的是，在这种潮汐涡轮机中，近海安装占成本的绝大部分。某些涡轮机使用定制船舶部署，但由于这种船舶每次只能部署一个涡轮机，因此，安装费用仍然昂贵。
[0005]因此，本发明的目的是提供一种用于潮汐涡轮机的新的平台，和一种涡轮机装置，该涡轮机装置缓解了上述缺点，或者至少为该行业和公众提供有用的可替代品。
【发明内容】
[0006]根据本发明的优选实施方式，提供一种用于支撑潮汐涡轮机的重力基础，该重力基础在不需要吊车将涡轮机和该基础从船舶运至大海的情况下能够海上部署。不需要在海底钻孔，并且所述基础的部署可以更快更容易地完成。
[0007]根据本发明的重力基础可具有通过结构的方式加强的压载罐或压载舱。压载罐或压载舱最初可以是空的(即充满空气)，以使得所述重力基础可以漂浮在港口或造船厂。之后，可通过传统的拖船将所述重力基础拖至其海上目的地。一旦到达部署位置，所述压载舱可以通过适当控制地注入海水进行压载，以使得所述重力基础以稳定的方式下降到目标海底位置。随着海水填满所述压载舱，所述压载舱中的空气通过位于顶部的通风管道被置换。
[0008]本发明还致力于提供一种涡轮机地基，该涡轮机地基在不需要吊车的情况下易于维护，并且停用也容易。对于所述涡轮机的恢复，所述压载舱内的海水可以通过管道抽出。在所述压载舱之间适当地调整海水的抽出，以使得所述地基可以以可控且稳定的方式上升。随着海水被抽出，空气通过管道被吸入所述压载舱中。当绝大多数的海水从所述压载舱中抽出时，整个地基悬浮并且所述涡轮机暴露，从而可以进行维护工作。漂浮的地基还可以通过拖船拖至港口或造船厂以停用。在停用的过程中，没有任何粧基或结构遗留在海底，这也是本申请的一个优点。
[0009]本发明还致力于提供一种平台，该平台的重心低于其浮心，以使得所述平台可以以稳定的方式下降。这可以通过在充满空气的压载舱的下面设置压载结构实现，该压载结构占必要重量的主要部分。与先前技术中使用可拆分的且轻型的设备安装涡轮机的方法不同，本发明有利地结合了所述压载舱的结构构造和所述压载结构的重量，以提供用作重力基础的必要的重量。因此，在安装的前后不需要起重设备的连接和拆卸。
[0010]本发明还致力于提供一种涡轮机平台，在没有对整体结构的完整性让步的情况下，该涡轮机平台由性价比高的材料构造而成。这种结构可以由标准化铸造金属建成，并且钢筋混凝土可以用作压载物以节约成本。
[0011]本发明还致力于提供一种被动式重力基础，在这种被动式重力基础中，不存在任何活动的移动机械部件提高了所述地基的可靠性。
[0012]本发明还致力于提供一种涡轮机平台，该涡轮机平台不需要用于部署所述涡轮机的定制船舶。所述平台可以由传统的拖船拖至海上以进行部署，并且可以被拖至岸上以进行维护或停用。通过船舶上的双向水栗系统可以实现所述压载舱中海水的供应和抽出。
[0013]本发明还致力于提供一种连接两个或多个平台的方法，使得他们可以通过例如拖船一起拖至其部署位置。注意到优点在于，在一次行程中可完成多个安装，由此节约了行进时间和成本。
[0014]本发明还致力于提供一种地基，该地基可以漂浮和停泊在海底。由于发现75%的潮汐能在水深的上半部，因此，有利的是将所述涡轮机设置在该区域以使得所提取的能量最大化。这种漂浮式地基或平台可以是支撑涡轮机的浮船，所述涡轮机可以被降至水面之下以获取潮汐能，或者上升以进行维护。这对于样机试验来说尤其有用。当所述涡轮机下降至水下时，所述浮船还可以通过拖船以不同的速度拖动以模拟不同的潮汐速度。在海底固定所述涡轮机的费用变得极其昂贵的位置设置浮动平台也是必要的。
[0015]根据本发明的第一方面，提供一种用于支撑潮汐涡轮机的平台，所述平台包括(a)至少一个船体，至少一个潮汐涡轮机能够安装于该至少一个船体；(b)多个压载舱，该多个压载舱设置在所述船体中，以及(c)压载结构，该压载结构设置在所述船体中并且位于所述多个压载舱的下方；其中，当所述压载舱卸除压载时所述平台能够浮动在水体上，且当所述压载舱压载时所述平台适应于下沉到所述水体的底部。
[0016]根据本发明的第二方面，提供一种潮汐涡轮机组合装置，该潮汐涡轮机组合装置包括至少一个潮汐涡轮机，该至少一个潮汐涡轮机安装于用于支撑潮汐涡轮机的平台，所述平台包括(a)至少一个船体，至少一个潮汐涡轮机能够安装于该至少一个船体，(b)多个压载舱，该多个压载舱位于所述船体中，以及(c)压载结构，该压载结构位于所述船体中并位于所述多个压载舱的下方；其中，当所述压载舱卸除压载时所述平台能够漂浮在水体上，且当所述压载舱压载时所述平台适应于下降到所述水体的底部。
[0017]根据本发明的第三方面，提供一种平台组合装置，该平台组合装置包括用于支撑潮汐涡轮机的至少两个平台，每个所述平台包括(a)至少一个船体，至少一个潮汐涡轮机能够安装于该至少一个船体，(b)多个压载舱，该多个压载舱位于所述船体中，以及(c)压载结构，该压载结构位于所述船体中并且位于所述多个压载舱的下方；其中，当所述压载舱卸除压载时所述平台能够漂浮在水体上，且当所述压载舱压载时所述平台适应于下降到所述水体的底部，并且其中，所述至少两个平台的所述船体通过至少一个细长的连接件能够可释放地彼此连接。
[0018]根据本发明的第四方面，提供一种潮汐涡轮机组合装置，该潮汐涡轮机组合装置包括安装于平台组件的至少一个潮汐涡轮机，所述平台组件包括用于支撑潮汐涡轮机的至少两个平台，每个所述平台包括(a)至少一个船体，至少一个潮汐涡轮机能够安装于该至少一个船体，(b)多个压载舱，该多个压载舱位于所述船体中，以及(c)压载结构，该压载结构位于所述船体中并且位于所述多个压载舱的下方；其中，当所述压载舱卸除压载时所述平台能够漂浮在水体上，且当所述压载舱压载时所述平台适应于下降到所述水体的底部，并且其中，所述至少两个平台的所述船体通过至少一个细长的连接件能够可释放地彼此连接。
[0019]根据本发明的第五方面，提供一种用于支撑潮汐涡轮机的平台，所述平台包括(a)至少一个浮船；(b)至少两个立柱，该至少两个立柱限制于所述浮船，以及(c)压载舱，该压载舱安装在所述立柱的底端并在所述立柱之间；其中，至少一个潮汐涡轮机能够安装在所述立柱之间并在所述压载舱上方，并且其中，当所述压载舱压载时，所述立柱适应于相对于所述浮船移动至第一位置以使得所述潮汐涡轮机沿预定路径沉入所述水体中，当所述压载舱卸除压载时，所述立柱适应于相对于所述浮船移动至第二位置以使得所述潮汐涡轮机沿所述预定路径上升至所述水体的表面。
[0020]根据本发明的第六方面，提供一种潮汐涡轮机组合装置，该潮汐涡轮机组合装置包括至少一个潮汐涡轮机，该至少一个潮汐涡轮机安装于用于支撑潮汐涡轮机的平台，所述平台包括(a)至少一个浮船，(b)至少两个立柱，该至少两个立柱限制于所述浮船；以及(c)压载舱，该压载舱安装在所述立柱的底端并在所述立柱之间；其中，至少一个潮汐涡轮机能够安装在所述立柱之间并在所述压载舱的上方，并且其中，当所述压载舱压载时，所述立柱适应于相对于所述浮船移动至第一位置以使得所述潮汐涡轮机沿预定路径沉入所述水体中，当所述压载舱卸除压载时，所述立柱适应于相对于所述浮船移动至第二位置以使得所述潮汐涡轮机沿所述预定路径上升至所述水体的表面。
[0021]根据本发明的第七方面，提供一种用于支撑潮汐涡轮机的平台，所述平台包括(a)至少一个浮船，(b)至少两个立柱，该至少两个立柱固定于所述浮船；以及(c)压载舱，该压载舱限制在所述立柱之间；其中，至少一个潮汐涡轮机能够限制在所述立柱之间并能够安装在所述压载舱的上方，并且其中，当所述压载舱压载时，所述潮汐涡轮机和所述压载舱适应于相对于所述浮船移动至第一位置以使得所述潮汐涡轮机沿预定路径沉入水体中，当所述压载舱卸除压载时，所述潮汐涡轮机和所述压载舱适应于相对于所述浮船移动至第二位置以使得所述潮汐涡轮机沿所述预定路径上升至所