漂浮式风力发电平台和漂浮式风力发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电领域，尤其涉及漂浮式风力发电平台和漂浮式风力发电系统。


背景技术：

2.相关技术中的漂浮式风力发电平台，包括风机和搭载风机的漂浮式基础。该漂浮式风力发电平台在具体应用中存在以下不足之处：
3.1)漂浮式风力发电平台多点系泊系统的漂浮式基础上不能安装多台风机，当海上风向变化时若要让风机取得最大的发电效率，需要依靠偏航系统对风。
4.2)若在漂浮式基础上安装两台及以上风机时，进行偏航对风可能会出现在沿风来向风机叶轮一前一后的情况，这会使前面的风机吸收风能后导致后一风机吸收的风能较少，从而导致后一风机的发电效率较低，并且前一风机的尾流场极其复杂，对后一风机造成的影响很难分析。
5.3)由于风机叶轮直径特别大，单点系泊系统的漂浮式基础若以传统直立圆柱式塔筒安装多台风机，会出现浮体宽度十分巨大的情况。


技术实现要素：

6.本实用新型的第一个目的在于提供一种漂浮式风力发电平台，其旨在解决相关技术的漂浮式风力平台发电效率低的技术问题。
7.为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：
8.一种漂浮式风力发电平台，包括至少两个船体以及至少两个用于安装风机的支撑部件；
9.所述至少两个船体沿水平方向并排设置，且相邻的两个所述船体的一端相连接，另一端相远离；相邻的两个所述船体以二者之间距逐渐增大的趋势从一端朝向另一端倾斜延伸；
10.每个所述船体的顶部分别向上延伸有所述支撑部件，相邻的所述支撑部件沿远离各自重心的方向对称倾斜设置。
11.在一些实施例中，所述船体包括船首、第一船身、第二船身、第一船尾和第二船尾，所述船首、所述第一船尾和所述第二船尾沿水平方向间隔设置，所述第一船身连接于所述船首与所述第一船尾之间，所述第二船身连接于所述船首与所述第二船尾之间，且所述第一船身和第二船身以二者之间距逐渐增大的趋势从所述船首分别延伸至所述第一船尾和所述第二船尾，所述船首从下往上以逐渐远离所述第一船尾和所述第二船尾的方向倾斜向上延伸；
12.所述支撑部件包括第一支撑部件和第二支撑部件，所述第一支撑部件从所述第一船尾向上延伸以用于安装第一风机，所述第二支撑部件从所述第二船尾向上延伸以用于安装第二风机。
13.在一些实施例中，所述船首以周向轮廓形状和尺寸不变的形式从下向上倾斜延伸。
14.在一些实施例中，所述船首的周向轮廓以宽度逐渐变小的趋势朝远离所述第一船尾和所述第二船尾的方向倾斜延伸；或者，
15.所述船首的周向轮廓形状为拐角处呈圆角设置的三角形。
16.在一些实施例中，所述船首相对竖直方向从下向上倾斜延伸；且/或，
17.所述船首设有用于连接单点系泊装置的系泊部，所述系泊部靠近所述船首的底部。
18.在一些实施例中，所述第一船尾具有背对所述第二船尾的第一侧部，所述第二船尾具有背对所述第一船尾的第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部以二者之间距逐渐增大的趋势从下向上倾斜延伸。
19.在一些实施例中，所述第一支撑部件和所述第二支撑部件以二者之间距逐渐增大的趋势从下向上对称倾斜延伸，所述第一支撑部件的倾斜角度和所述第一侧部的倾斜角度相同，所述第二支撑部件的倾斜角度和所述第二侧部的倾斜角度相同。
20.在一些实施例中，所述漂浮式风力发电平台还包括连接于所述第一支撑部件与所述第二船尾之间的第一绳索、连接于所述第一支撑部件与所述船首之间的第二绳索、连接于所述第二支撑部件与所述第一船尾之间的第三绳索、连接于所述第二支撑部件与所述船首之间的第四绳索。
21.在一些实施例中，所述第一船身包括连接于所述船首底部与所述第一船尾底部之间的第一连接板和连接于所述船首顶部与所述第一船尾顶部之间的第一连接杆，所述第二船身包括连接于所述船首底部与所述第二船尾底部之间的第二连接板和连接于所述船首顶部与所述第二船尾顶部之间的第二连接杆；且/或，
22.所述船体还包括连接于所述第一船尾顶部和所述第二船尾顶部之间的第三连接杆和连接于所述第一船尾底部和所述第二船尾底部之间的第四连接杆。
23.本实用新型的第二个目的在于提供一种漂浮式风力发电系统，包括风机和上述的漂浮式风力发电平台，所述风机安装于所述支撑部件上。
24.本实用新型提供的漂浮式风力发电平台具有以下有益效果：
25.本实用新型提供的漂浮式风力发电平台包括至少两个船体以及至少两个用于安装风机的支撑部件，从而使得一个漂浮式风力发电平台可以搭载至少两台风机，从而有效提高了漂浮式风力发电平台的发电效率。由于多个船体沿水平方向并排设置，且相邻的两个船体的一端相连接，另一端相远离，同时，相邻的两个船体以二者之间距逐渐增大的趋势从一端朝向另一端倾斜延伸，这样，既能使得相邻船体之间可相互支撑彼此，还可降低相邻的风机在来风时的相互影响。并且，由于每个船体的顶部分别向上延伸有支撑部件，相邻的支撑部件沿远离各自重心的方向对称倾斜设置，故还可以进一步降低风力发电时各风机之间的相互影响，从而提高各风机的发电效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型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
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
27.图1是本实用新型实施例提供的漂浮式风力发电平台的结构示意图；
28.图2是图1的部分结构示意图；
29.图3是本实用新型实施例提供的支撑部件与船体的连接结构示意图；
30.图4是本实用新型实施例提供的船首与第一连接板的连接结构示意图；
31.图5是本实用新型实施例提供的船首、第一船身和第二船身的连接结构示意图；
32.图6是本实用新型实施例提供的船首的俯视图；
33.图7是本实用新型实施例提供的漂浮式风力发电系统的结构示意图。
34.附图标号说明：
35.100、漂浮式风力发电平台；200、漂浮式风力发电系统；
36.110、船体；111、船首；112、第一船身；1121、第一连接板；1122、第一连接杆；113、第二船身；1131、第二连接板；1132、第二连接杆；114、第一船尾；1141、第一侧部；115、第二船尾；1151、第二侧部；116、第三连接杆；117、第四连接杆；120、支撑部件；121、第一支撑部件；1211、塔筒；1212、倾斜浮体；122、第二支撑部件；130、第一绳索；140、第二绳索；150、第三绳索；160、第四绳索；210、风机；211、第一风机；212、第二风机。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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作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。
38.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
39.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者也可以是通过居中元件间接连接另一个元件。
40.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
41.请参阅图1至图7，本实施例提供的漂浮式风力发电平台100可应用于海上漂浮式风力发电系统200，并能在该漂浮式风力发电平台100上搭载多台风机210，以提高风力发电效率。
42.如图1、图2和图7所示，本实施例提供的漂浮式风力发电平台100包括至少两个船体110以及至少两个用于安装风机210的支撑部件120，船体110和支撑部件120可一一对应，
如分别设置船体110和支撑部件120两个、三个或四个，对应的，可搭载两台、三台或四台风机210。其中，多个船体110沿水平方向并排设置，且相邻的两个船体110的一端相连接，另一端相远离，使得相邻的两个船体110之间可以相互支撑彼此。相邻的两个船体110以二者之间距逐渐增大的趋势从一端朝向另一端倾斜延伸，以留有适当的搭载风机210的空间。每个船体110的顶部分别向上延伸有支撑部件120，相邻的支撑部件120沿远离各自重心的方向对称倾斜设置，可以减弱各风机210之间的相互影响，且支撑部件120能支撑风机210。
43.可以理解地，本技术实施例提供的漂浮式风力发电平台100包括多个船体110以及多个用于安装风机210的支撑部件120，从而使得一个漂浮式风力发电平台100可以搭载多台风机210，从而有效提高了漂浮式风力发电平台100的发电效率。由于多个船体110沿水平方向并排设置，且相邻的两个船体110的一端相连接，另一端相远离，同时，相邻的两个船体110以二者之间距逐渐增大的趋势从一端朝向另一端倾斜延伸，这样，既能使得相邻船体110之间可相互支撑彼此，还可降低相邻的风机210在来风时的相互影响。并且，由于每个船体110的顶部分别向上延伸有支撑部件120，相邻的支撑部件120沿远离各自重心的方向对称倾斜设置，故还可以进一步降低风力发电时各风机210之间的相互影响，从而提高各风机210的发电效率。
44.如图2、图5和图7所示，作为一种实施方式，船体110包括船首111、第一船身112、第二船身113、第一船尾114和第二船尾115，船首111、第一船尾114和第二船尾115沿水平方向间隔设置，第一船身112连接于船首111与第一船尾114之间，第二船身113连接于船首111与第二船尾115之间，使得第一船尾114和第二船尾115共用一个船首111，第一船身112和第二船身113分别将第一船尾114和第二船尾115与船首111连接，强化了第一船尾114和第二船尾115分别与船首111的连接强度。
45.而且，结合图5，第一船身112和第二船身113以二者之间距逐渐增大的趋势从船首111分别延伸至第一船尾114和第二船尾115，使得第一船身112和第二船身113与船首111连成类似于三角形的稳定结构，从而提高船体110的结构稳定性。其中，船首111从下往上以逐渐远离第一船尾114和第二船尾115的方向倾斜向上延伸，使得船首111倾斜过程中，水线面的惯性矩从下往上越来越大，从而提高船体110的纵向稳性，同时船首111这种向前倾斜的结构有利于布置单点系泊装置(未标示)。
46.并且，支撑部件120包括第一支撑部件121和第二支撑部件122，第一支撑部件121从第一船尾114向上延伸以用于安装第一风机211，第二支撑部件122从第二船尾115向上延伸以用于安装第二风机212，能够降低第一风机211和第二风机212在发电时的相互影响。又由于船首111、第一船尾114和第二船尾115沿水平方向间隔设置，也进一步降低了第一风机211和第二风机212之间的相互影响。
47.如图4所示，作为一种实施方式，船首111以周向轮廓形状和尺寸不变的形式从下向上倾斜延伸，可进一步提高船首111的纵向稳定性。
48.如图2和图6所示，作为一种实施方式，船首111的周向轮廓以宽度逐渐变小的趋势朝远离第一船尾114和第二船尾115的方向倾斜延伸。如图6所示，作为另一种实施方式，船首111的周向轮廓形状为拐角处呈圆角设置的三角形。本实施例中这两种船首111的周向轮廓设计都能够提高船首111的纵向稳性，并有利于布置单点系泊装置。
49.如图4所示，作为一种实施方式，船首111相对竖直方向从下向上倾斜延伸，有利于
提高船首111的纵向稳性，以及布置单点系泊装置。
50.如图2所示，作为一种实施方式，为便于布置单点系泊装置，船首111设有用于连接单点系泊装置的系泊部(未标示)，系泊部靠近船首111的底部，使得船体110可以绕单点系泊装置进行自适应偏航转动，从而实现自动对风功能。
51.如图2、图3和图7所示，作为一种实施方式，第一船尾114具有背对第二船尾115的第一侧部1141，第二船尾115具有背对第一船尾114的第二侧部1151，第一侧部1141和第二侧部1151以二者之间距逐渐增大的趋势从下向上倾斜延伸，使得第一船尾114和第二船尾115整体从下往上逐渐倾斜，从而使得第一支撑部件121和第二支撑部件122的底部载荷传递更平滑，有利于提高第一支撑部件121和第二支撑部件122分别与第一船尾114和第二船尾115连接结构的极限强度和疲劳强度。示例性地，第一船尾114和第二船尾115的底部水平截面都呈圆形，顶部水平截面都呈长圆形，进一步使得第一船尾114和第二船尾115的截面从下往上逐渐增大，使得第一船尾114和第二船尾115的水线面积逐渐增加，有利于提高船体110的整体稳定性，减小波浪力。同时，还有助于拉开两台风机210之间的间距，降低两台风机210之间的相互影响以提高发电效率。
52.如图3和图7所示，作为一种实施方式，第一支撑部件121和第二支撑部件122以二者之间距逐渐增大的趋势从下向上对称倾斜延伸，有利于降低风力发电时各风机210之间的相互影响，从而提高各风机210的发电效率。第一支撑部件121的倾斜角度和第一侧部1141的倾斜角度相同，第二支撑部件122的倾斜角度和第二侧部1151的倾斜角度相同，使得第一船尾114和第二船尾115的倾斜形式分别与第一支撑部件121和第二支撑部件122的倾斜角度顺应，由此提高船体110整体的维稳性。
53.如图1和图7所示，作为一种实施方式，漂浮式风力发电平台100还包括连接于第一支撑部件121与第二船尾115之间的第一绳索130、连接于第一支撑部件121与船首111之间的第二绳索140、连接于第二支撑部件122与第一船尾114之间的第三绳索150、连接于第二支撑部件122与船首111之间的第四绳索160。在本实施例中，设置第一绳索130、第二绳索140、第三绳索150和第四绳索160，可提高第一支撑部件121和第二支撑部件122的搭载稳定性，从而提高风机210的安装稳定性，有利于提高风机210发电时的抗风能力。通常，第一绳索130、第二绳索140、第三绳索150和第四绳索160都使用张紧式绳索，使得第一船尾114、第二船尾115和船首111可对第一支撑部件121和第二支撑部件122弹性拉紧，从而当第一支撑部件121和第二支撑部件122遇到不同风向、不同风力的来风时，可以自适应被拉紧。
54.如图1所示，作为一种实施方式，第一船身112包括连接于船首111底部与第一船尾114底部之间的第一连接板1121和连接于船首111顶部与第一船尾114顶部之间的第一连接杆1122，第一连接杆1122用于加强船首111和第一船尾114之间的连接，第一连接板1121潜入水下，并与船首111和第一船尾114共同提供浮力，并用于加强船首111和第一船尾114之间的连接。
55.第二船身113包括连接于船首111底部与第二船尾115底部之间的第二连接板1131和连接于船首111顶部与第二船尾115顶部之间的第二连接杆1132。第二连接杆1132用于加强船首111和第二船尾115之间的连接，第二连接板1131潜入水下，并与船首111和第二船尾115共同提供浮力，并用于加强船首111和第二船尾115之间的连接。
56.如图1所示，作为一种实施方式，船体110还包括连接于第一船尾114顶部和第二船
尾115顶部之间的第三连接杆116和连接于第一船尾114底部和第二船尾115底部之间的第四连接杆117，以强化第一船尾114和第二船尾115之间的连接。
57.如图1和图3所示，作为一种实施方式，为提高第一支撑部件121与第一船尾114的连接稳固性，第一支撑部件121包括以同一倾斜角度从下往上倾斜延伸的塔筒1211和倾斜浮体1212，倾斜浮体1212与第一船尾114一体成型连接，且倾斜浮体1212的倾斜角度与第一侧部1141的倾斜角度相同。塔筒1211连接于倾斜浮体1212内，且二者之间使用灌浆固定。其中，为使结构简单，第二支撑部件122与第一支撑部件121的构造相同。
58.如图2和图7所示，本实施例还提供一种漂浮式风力发电系统200，包括风机210和上述的漂浮式风力发电平台100，风机210安装于支撑部件120上。该漂浮式风力发电系统200由于使用上述的漂浮式风力发电平台100，可降低风力发电时各风机210之间的相互影响，从而提高各风机210的发电效率。
59.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种漂浮式风力发电平台，其特征在于，包括至少两个船体以及至少两个用于安装风机的支撑部件；所述至少两个船体沿水平方向并排设置，且相邻的两个所述船体的一端相连接，另一端相远离；相邻的两个所述船体以二者之间距逐渐增大的趋势从一端朝向另一端倾斜延伸；每个所述船体的顶部分别向上延伸有所述支撑部件，相邻的所述支撑部件沿远离各自重心的方向对称倾斜设置。2.如权利要求1所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述船体包括船首、第一船身、第二船身、第一船尾和第二船尾，所述船首、所述第一船尾和所述第二船尾沿水平方向间隔设置，所述第一船身连接于所述船首与所述第一船尾之间，所述第二船身连接于所述船首与所述第二船尾之间，且所述第一船身和第二船身以二者之间距逐渐增大的趋势从所述船首分别延伸至所述第一船尾和所述第二船尾，所述船首从下往上以逐渐远离所述第一船尾和所述第二船尾的方向倾斜向上延伸；所述支撑部件包括第一支撑部件和第二支撑部件，所述第一支撑部件从所述第一船尾向上延伸以用于安装第一风机，所述第二支撑部件从所述第二船尾向上延伸以用于安装第二风机。3.如权利要求2所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述船首以周向轮廓形状和尺寸不变的形式从下向上倾斜延伸。4.如权利要求3所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述船首的周向轮廓以宽度逐渐变小的趋势朝远离所述第一船尾和所述第二船尾的方向倾斜延伸；或者，所述船首的周向轮廓形状为拐角处呈圆角设置的三角形。5.如权利要求2至4任一项所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述船首相对竖直方向从下向上倾斜延伸；且/或，所述船首设有用于连接单点系泊装置的系泊部，所述系泊部靠近所述船首的底部。6.如权利要求2所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述第一船尾具有背对所述第二船尾的第一侧部，所述第二船尾具有背对所述第一船尾的第二侧部，所述第一侧部和所述第二侧部以二者之间距逐渐增大的趋势从下向上倾斜延伸。7.如权利要求6所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述第一支撑部件和所述第二支撑部件以二者之间距逐渐增大的趋势从下向上对称倾斜延伸，所述第一支撑部件的倾斜角度和所述第一侧部的倾斜角度相同，所述第二支撑部件的倾斜角度和所述第二侧部的倾斜角度相同。8.如权利要求2至4任一项或6或7所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述漂浮式风力发电平台还包括连接于所述第一支撑部件与所述第二船尾之间的第一绳索、连接于所述第一支撑部件与所述船首之间的第二绳索、连接于所述第二支撑部件与所述第一船尾之间的第三绳索、连接于所述第二支撑部件与所述船首之间的第四绳索。9.如权利要求2至4任一项或6或7所述的漂浮式风力发电平台，其特征在于，所述第一船身包括连接于所述船首底部与所述第一船尾底部之间的第一连接板和连接于所述船首顶部与所述第一船尾顶部之间的第一连接杆，所述第二船身包括连接于所述船首底部与所述第二船尾底部之间的第二连接板和连接于所述船首顶部与所述第二船尾顶部之间的第
二连接杆；且/或，所述船体还包括连接于所述第一船尾顶部和所述第二船尾顶部之间的第三连接杆和连接于所述第一船尾底部和所述第二船尾底部之间的第四连接杆。10.一种漂浮式风力发电系统，其特征在于，包括风机和如权利要求1至9任一项所述的漂浮式风力发电平台，所述风机安装于所述支撑部件上。

技术总结
本实用新型适用于风力发电领域，公开了一种漂浮式风力发电平台和漂浮式风力发电系统，其中，漂浮式风力发电平台包括至少两个船体以及至少两个用于安装风机的支撑部件，至少两个船体沿水平方向并排设置，且相邻的两个船体的一端相连接，另一端相远离；相邻的两个船体以二者之间距逐渐增大的趋势从一端朝向另一端倾斜延伸；每个船体的顶部分别向上延伸有支撑部件，相邻的支撑部件沿远离各自重心的方向对称倾斜设置。本实用新型的漂浮式风力发电平台可以搭载多台风机，并能降低风力发电时各风机之间的相互影响，从而提高各风机的发电效率。从而提高各风机的发电效率。从而提高各风机的发电效率。


技术研发人员：吴国 郝明亮 曾宏波 李成 白奇炜 庚拓
受保护的技术使用者：北京比特大陆科技有限公司
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2023/3/28