一种漂浮式海上风电机组及海上光伏平台的制作方法

1.本发明涉及海上能源发电设施技术领域，特别是一种漂浮式海上风电机组及海上光伏平台。


背景技术：

2.相比陆上风电，海上风电和海上光伏平台不占地、不扰民，海上风力发电平均风速高，风况普遍优于陆上，并且风切变也小于陆上。因而海上的风更平稳，风能和光伏发电作为清洁可再生资源，已从电力基础能源的补充能源发展成为替代能源，甚至在未来会成为中国电力发展的主力，特别是海上光伏平台及海上风电机组，在我国发展前景广阔，发展潜力巨大。
3.风力发电原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。在海上，风向变化快，风力发电机组难以快速有效捕捉最佳风向，导致风力发电转化效率较低，同时当风力过大时，桨叶在迎风面垂直旋转的工况下会产生很大风阻，造成风力发电机主轴失速，对桨叶、基座和发电机都可能造成损害。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷和不足，本发明提出了一种漂浮式海上风电机组及海上光伏平台。
5.本发明的技术方案：一种漂浮式海上风电机组，包括基座，基座上固定安装有塔架，塔架顶部转动连接有机舱，机舱顶部设置有竖向设置的迎风板，机舱内部左侧固定安装有发电机，发电机的输入轴连接桨叶；所述迎风板呈凹凸状设置，迎风板呈内凹状一侧朝向桨叶迎风面一侧设置。
6.前述的一种漂浮式海上风电机组中，所述机舱的顶部内开设有滑槽，滑槽的内部滑动设置有滑板，滑板的上侧与迎风板底部固定连接，滑板的右侧固定连接弹簧二的左端，弹簧二的右端与机舱内壁固定连接。
7.前述的一种漂浮式海上风电机组中，所述塔架内部设置有驱动机构，驱动机构包括通过固定板与塔架内壁固定连接的电机，电机的输出轴向上固定连接有调节板，调节板的内部设有螺杆，螺杆的两端均与调节板转动连接，螺杆上螺纹连接滑块一，滑块一顶部转动连接有滑块二，滑块二滑动连接转板，转板连接主轴的下端；所述主轴通过固定板设置于塔架中，固定板的与塔架的内壁固定连接。
8.前述的一种漂浮式海上风电机组中，所述驱动机构上方设置有传动机构，驱动机构设于机舱底部，驱动机构包括两端固定连接于机舱内壁的固定架，固定架的中部向下连接弹簧一的上端，弹簧一的下端与上齿盘相抵接，上齿盘中滑动设置有竖杆，竖杆上端固定连接有固定架，竖杆上部设置于弹簧一内；所述传动机构还包括与主轴的上端连接的下齿盘，下齿盘和上齿盘啮合。
9.前述的一种漂浮式海上风电机组中，所述有机舱内部右侧设置有调节机构，调节
机构包括与机舱内壁固定连接的限位板，限位板转动连接横杆的左端，横杆外部从左向右依次滑动套设有圆盘和滑筒，圆盘和滑筒连接，圆盘上设有设有槽道，槽道与y型架的头端滑动连接，y型架的尾端连接滑板的下侧；所述滑筒的上侧固定安装有限位块，限位块的两侧连接有限位杆一，限位杆一滑动连接l型架的一端，l型架的另一端滑动连接有两根限位杆二，两根有限位杆二固定连接有移动块，移动块的左侧为u型开口结构，u型开口之间设有滑轨，滑轨上端与机舱内壁连接，滑轨与移动块滑动连接，滑轨左侧连接连接杆一端，连接杆另一端与l型架的拐角处转动连接。
10.一种漂浮式海上光伏平台，所述漂浮式海上光伏平台包括上述的漂浮式海上风电机组。
11.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.本发明通过设置的驱动机构，带动机舱带动桨叶往复转动，可以根据不同风向范围调节滑块一位于调节板中段的位置，适应不同风向角度，从而提高风能利用率，提升发电效率。
12.2.本发明中调节机构通过限位杆二带动移动块沿滑轨移动，连杆与横杆之间存在夹角，尾板转动带动导向柱转动，导向柱通过u型块带动连杆转动，移动块和l型架均沿横杆轴向转动，进而尾板相对机舱可以转动，同理，驱动机构通过传动机构带动机舱进行转动，使机舱带动桨叶转动，避开风向，从而避免因风力过大，使发电机和桨叶过载损坏，提高机组的使用寿命。
13.3.本发明通过设置的调节机构，当风力过大时，风力越大，迎风板移动距离越大，弹簧二压缩程度越大，进而滑筒向右移动距离越大，l型架转动角度越大，从而连杆与横杆之间的夹角越大，尾板相对机舱可自由转动角度越大，机舱转动调节角度越大，效果越好。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
15.图1为本发明提出的漂浮式海上风电机组的结构示意图；图2为本发明提出的漂浮式海上风电机组的局部剖视结构示意图；图3为本技术提出的漂浮式海上风电机组的驱动机构和传动机构的连接结构示意图；图4为本发明提出的漂浮式海上风电机组的驱动机构的局部剖视结构示意图；图5为本发明图2中a处放大结构示意图。
16.图中：1-基座；2-塔架；3-机舱；4-驱动机构；41-转板；42-主轴；43-电机；44-调节板；45-滑块一；46-螺杆；47-滑块二；5-传动机构；51-下齿盘；52-上齿盘；53-竖杆；54-固定架；55-弹簧一；6-调节机构；61-l型架；62-移动块；63-u型块；64-滑轨；65-横杆；66-滑筒；67-尾板；68-限位块；69-限位杆一；691-限位杆二；692-y型架；693-圆盘；694-槽道；695-限位板；696-连杆；697-导向柱；698-转动架；699-连接杆。7-迎风板；8-发电机；9-桨叶；10-滑槽；11-滑板；12-弹簧二。
具体实施方式
17.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。
18.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
19.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
20.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
21.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
23.实施例1。一种漂浮式海上风电机组，结构参考如图1-5，包括基座1，基座1上固定安装有塔架2，塔架2顶部转动连接有机舱3，机舱3顶部设置有竖向设置的迎风板7，机舱3内部左侧固定安装有发电机8，发电机8的输入轴连接桨叶9；所述迎风板7呈凹凸状设置，迎风板7呈内凹状一侧朝向桨叶9迎风面一侧设置。其中，迎风板7呈内凹状一侧朝向桨叶9迎风面一侧，起到减少其他方向的风力干扰的效果。
24.所述机舱3的顶部内开设有滑槽10，滑槽10的内部滑动设置有滑板11，滑板11的上侧与迎风板7底部固定连接，滑板11的右侧固定连接弹簧二12的左端，弹簧二12的右端与机舱3内壁固定连接。海上风推动迎风板7时，弹簧二12压缩，滑板11沿滑槽10滑动。
25.所述塔架2内部设置有驱动机构4，驱动机构4包括通过固定板与塔架2内壁固定连接的电机43，电机43的输出轴向上固定连接有调节板44，调节板44的内部设有螺杆46，螺杆46的两端均与调节板44转动连接，螺杆46上螺纹连接滑块一45，滑块一45顶部转动连接有滑块二47，滑块二47滑动连接转板41，转板41连接主轴42的下端；所述主轴42通过固定板设置于塔架2中，固定板的与塔架2的内壁固定连接。驱动机构4的作用是根据不同风向范围调节滑块一45位于调节板44中段的位置，以适应不同风向角度。
26.所述驱动机构4上方设置有传动机构5，驱动机构5设于机舱3底部，驱动机构5包括两端固定连接于机舱3内壁的固定架54，固定架54的中部向下连接弹簧一55的上端，弹簧一55的下端与上齿盘52相抵接，上齿盘52中滑动设置有竖杆53，竖杆53上端固定连接有固定架54，竖杆53上部设置于弹簧一55内；所述传动机构5还包括与主轴42的上端连接的下齿盘51，下齿盘51和上齿盘52啮合。传动机构5的作用是将驱动机构4的动力传给机舱3，使机舱3可转向；具体的，下齿盘51随主轴42转动带动上齿盘52转动，进而竖杆53通过固定架54带动机舱3进行转动。
27.实施例2。一种漂浮式海上风电机组，结构参考如图1-5，本实施例在实施例1的结构基础上设置调节机构6，结构基座1上固定安装有塔架2，塔架2内部设置有驱动机构4，驱动机构4连接传动机构5，驱动机构5设于机舱3底部；所述塔架2顶部转动连接有机舱3，机舱3的内部左侧固定安装有发电机8，发电机8的输入轴通过传动组件传动连接桨叶9；所述滑板11的底部连接调节机构6。
28.所述有机舱3内部右侧设置有调节机构6，调节机构6包括与机舱3内壁固定连接的限位板695，限位板695转动连接横杆65的左端，横杆65外部从左向右依次滑动套设有圆盘693和滑筒66，圆盘693和滑筒66连接，圆盘693上设有设有槽道694，槽道694与y型架692的头端滑动连接，y型架692的尾端连接滑板11的下侧；所述滑筒66的上侧固定安装有限位块68，限位块68的两侧连接有限位杆一69，限位杆一69滑动连接l型架61的一端，l型架61的另一端滑动连接有两根限位杆二691，两根有限位杆二691固定连接有移动块62，移动块62的左侧为u型开口结构，u型开口之间设有滑轨64，滑轨64上端与机舱3内壁连接，滑轨64与移动块62滑动连接，滑轨64左侧连接连接杆699一端，连接杆699另一端与l型架61的拐角处转动连接。调节机构6的作用是避免因风力过大，使发电机8和桨叶9过载损坏，提高机组的使用寿命。
29.本漂浮式海上风电机组的工作原理：将本漂浮式海上风电机组放在海上进行风力发电，风向转变较快时，启动电机43，电机43带动调节板44转动，滑块一45跟随调节板44沿电机43输出轴轴向转动；主轴42对转板41进行限位固定，进而滑块二47通过转板41带动主轴42进行往复转动，下齿盘51随主轴42转动带动上齿盘52转动，进而竖杆53通过固定架54带动机舱3进行转动，从而可以调整机舱3的朝向；如此，面对风向多变时，可以有效调节桨叶9的朝向，使机舱3带动桨叶9进行往复转动，寻找风力最大的角度。
30.本装置转动至风力最大角度时，迎风板7在弹簧二12的弹力作用下处于初始位置，连杆696和横杆65轴心位于同一轴线上，进而尾板67不能通过转动架698带动导向柱697相对机舱3进行转动，此时在风的吹动下，尾板67带动机舱3进行转动，使桨叶9正面朝向风吹过来的方向，上齿盘52沿竖杆53向上移动并压缩弹簧一55脱离下齿盘51，传动机构5断开，使机舱3在尾板67的带动下正面朝向风吹过来的方向，从而使桨叶9可以最大程度接收风力的推动，提高风能转化效率，有效提升风力发电效率。
31.在不同海域和不同季节的情况下，风刮动角度范围不同，此时维护人员可以通过转动螺杆46带动滑块一45，调节滑块一45在调节板44向左移动至极端位置时，滑块一45位于电机43输出轴的轴线上，滑块一45相对滑块二47自转动，滑块二47不动，从而转板41不再转动，主轴42固定不动，机舱3固定，使桨叶9固定朝向风力最大方向，提高海上风能转化效
率。
32.当滑块一45沿调节板44向右移动，滑块一45位于调节板44中段位置，调节板44带动滑块一45沿电机43输出轴轴向转动，主轴42对转板41进行限位固定，滑块二47相对转板41往复滑动，且其往复滑动范围为转板41相对主轴42的一侧，进而滑块二47通过转板41带动主轴42进行往复转动，进而带动机舱3带动桨叶9往复转动，可以根据不同风向范围调节滑块一45位于调节板44中段的位置，适应不同风向角度，从而提高风能利用率，提升发电效率。
33.当滑块一45向右移动至调节板44极限位置时，滑块二47相对转板41往复滑动，且其往复滑动范围为转板41相对主轴42的两侧，进而滑块二47通过转板41带动主轴42进行单向旋转，进而带动机舱3带动桨叶9单向旋转，进而适应不同风向情况，提高风能转化效率。
34.当风力过大时，桨叶9和发电机8过载，风推动迎风板7，弹簧二12压缩，滑板11沿滑槽10滑动，y型架692通过圆盘693推动滑筒66沿横杆65轴向向右移动，限位块68带动限位杆一69推动l型架61转动，l型架61右端通过限位杆二691带动移动块62沿滑轨64移动，连杆696与横杆65之间存在夹角，尾板67转动带动导向柱697转动，导向柱697通过u型块63带动连杆696转动，移动块62和l型架61均沿横杆65轴向转动，进而尾板67相对机舱3可以转动；同理，驱动机构4通过传动机构5带动机舱3进行转动，使机舱3带动桨叶9转动，避开风向，从而避免因风力过大，使发电机8和桨叶9过载损坏，提高机组的使用寿命；风力过大时，风力越大，迎风板7移动距离越大，弹簧二12压缩程度越大，进而滑筒66向右移动距离越大，l型架61转动角度越大，从而连杆696与横杆65之间的夹角越大，尾板67相对机舱3可自由转动角度越大，机舱3转动调节角度越大，效果越好。
35.实施例3。一种漂浮式海上光伏平台，本平台使用实施例3中的漂浮式海上风电机组。
36.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种漂浮式海上风电机组，包括基座（1），其特征在于：所述基座（1）上固定安装有塔架（2），塔架（2）顶部转动连接有机舱（3），机舱（3）顶部设置有竖向设置的迎风板（7），机舱（3）内部左侧固定安装有发电机（8），发电机（8）的输入轴连接桨叶（9）；所述迎风板（7）呈凹凸状设置，迎风板（7）呈内凹状一侧朝向桨叶（9）迎风面一侧设置。2.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上风电机组，其特征在于：所述机舱（3）的顶部内开设有滑槽（10），滑槽（10）的内部滑动设置有滑板（11），滑板（11）的上侧与迎风板（7）底部固定连接，滑板（11）的右侧固定连接弹簧二（12）的左端，弹簧二（12）的右端与机舱（3）内壁固定连接。3.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上风电机组，其特征在于：所述塔架（2）内部设置有驱动机构（4），驱动机构（4）包括通过固定板与塔架（2）内壁固定连接的电机（43），电机（43）的输出轴向上固定连接有调节板（44），调节板（44）的内部设有螺杆（46），螺杆（46）的两端均与调节板（44）转动连接，螺杆（46）上螺纹连接滑块一（45），滑块一（45）顶部转动连接有滑块二（47），滑块二（47）滑动连接转板（41），转板（41）连接主轴（42）的下端；所述主轴（42）通过固定板设置于塔架（2）中，固定板的与塔架（2）的内壁固定连接。4.根据权利要求3所述的一种漂浮式海上风电机组，其特征在于：所述驱动机构（4）上方设置有传动机构（5），驱动机构（5）设于机舱（3）底部，驱动机构（5）包括两端固定连接于机舱（3）内壁的固定架（54），固定架（54）的中部向下连接弹簧一（55）的上端，弹簧一（55）的下端与上齿盘（52）相抵接，上齿盘（52）中滑动设置有竖杆（53），竖杆（53）上端固定连接有固定架（54），竖杆（53）上部设置于弹簧一（55）内；所述传动机构（5）还包括与主轴（42）的上端连接的下齿盘（51），下齿盘（51）和上齿盘（52）啮合。5.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上风电机组，其特征在于：所述有机舱（3）内部右侧设置有调节机构（6），调节机构（6）包括与机舱（3）内壁固定连接的限位板（695），限位板（695）转动连接横杆（65）的左端，横杆（65）外部从左向右依次滑动套设有圆盘（693）和滑筒（66），圆盘（693）和滑筒（66）连接，圆盘（693）上设有设有槽道（694），槽道（694）与y型架（692）的头端滑动连接，y型架（692）的尾端连接滑板（11）的下侧；所述滑筒（66）的上侧固定安装有限位块（68），限位块（68）的两侧连接有限位杆一（69），限位杆一（69）滑动连接l型架（61）的一端，l型架（61）的另一端滑动连接有两根限位杆二（691），两根有限位杆二（691）固定连接有移动块（62），移动块（62）的左侧为u型开口结构，u型开口之间设有滑轨（64），滑轨（64）上端与机舱（3）内壁连接，滑轨（64）与移动块（62）滑动连接，滑轨（64）左侧连接连接杆（699）的一端，连接杆（699的）另一端与l型架（61）的拐角处转动连接。6.一种漂浮式海上光伏平台，其特征在于：所述漂浮式海上光伏平台包括权利要求1-5任一项所述的漂浮式海上风电机组。

技术总结
本发明公开了一种漂浮式海上风电机组及海上光伏平台，包括基座，基座上固定安装有塔架，塔架顶部转动连接有机舱，机舱顶部设置有竖向设置的迎风板，机舱内部左侧固定安装有发电机，发电机的输入轴连接桨叶；所述迎风板呈凹凸状设置，迎风板呈内凹状一侧朝向桨叶迎风面一侧设置。本发明通过设置驱动机构以适应不同风向角度，从而提高风能利用率，提升发电效率；设置调节机构避免因风力过大，使发电机和桨叶过载损坏，提高机组的使用寿命。提高机组的使用寿命。提高机组的使用寿命。


技术研发人员：严浩 宋思谕 刘金洋 杨俊元 常强
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2022.12.07
技术公布日：2023/5/4