[发明专利]用于深水中的离岸风能转换系统

权利要求书

1.一种用于在比五十米深的水中转换风能的系统(1)，所述系统通过封锁的流体静压而得到稳定，所述系统包括：具有水平轴的转子组(2)，所述转子组设有两个叶片(3)并容纳于机舱(4)中；永磁发电机(6)；至少一个变压器(7)和至少一个整流器(8)；以及其它辅助部件；用于将整个系统锚固至海床的子系统(9)；用于将动力从所述转子组传递到所述发电机的子系统(10)；以及用于将电力从水下本体(5)传输到陆地的子系统(11)，所述系统的特征在于，所述电能发电机、所述变压器、所述整流器以及所述辅助部件位于水平面以下的所述水下本体(5)中。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，产生使所述系统稳定所需的流体静压的所述水下本体(5)被用作发动机室，所述发动机室容纳所述发电机(6)、所述变压器(7)、所述整流器(8)、中压面板(25)和低压面板(26)以及控制面板(24)。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述水下本体在其上部中还包括用于产生能量的已知装置(63)、至少一个储蓄槽(64)以及用于将氢输送至陆地的管道(65)。

4.如权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述转子(2)包括通过在支撑和功能结构中缠绕由合成材料形成的纤维而制成的两个叶片(3)，所述纤维相对于所述叶片的纵向轴线沿纵向和斜向布置。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述叶片的根部和所述轮毂之间的接头是刚性类型的，并且是通过具有螺纹孔的环形嵌件(58)制成并设有纵向布置的碳纤维(59)。

6.如权利要求5所述的系统，其中，振荡弹性类型的所述轮毂(49)/所述转子轴(2)接头是由两个双重“围绕其自身的轴线振荡的套管”(53’、53”)构成。

7.如权利要求6所述的系统，其中，每个套管均包括多个由弹性体和金属或复合材料形成的圆锥层(54)以及两个金属端(53a’、53b’、53a”、53b”)，以用于与T形端头(51)和所述轮毂(49)连接。

8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，通过以下方式提供所述弹性体层所需的预加载：将所述T形端头“T”的每一端的所述套管相互嵌置并在安装之前在内部对其进行预加载。

9.如权利要求6、7或8所述的系统，其中，在每一端的所述两个套管之间布置有金属环(55)，以用于限制所述套管的径向变形从而保护所述弹性体层。

10.如前述权利要求之一所述的系统，其特征在于，能够改变所述转子(2)的速度，以保证在整个风速范围内从启动到达到最大功率均以最高效率运行。

11.如前述权利要求之一所述的系统，其中，通过由至少一个泵(43)提供的液压偏航控制来调节所述转子组(2)的旋转速度，所述泵(43)由所述转子轴(48)进行机械操作，所述液压偏航控制是不需要电能的第一安全制动系统。

12.如前述权利要求之一所述的系统，其中，通过将动力从布置在所述转子高度处的至少一个液压泵(43)液压传递至布置在淹没于水平面以下的所述本体(5)中的至少一个液压电机(21)，而将动力从所述转子(2)传递至所述电能发电机(6)。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述液压动力传递回路被用作第二安全制动系统，以使所述动力回路偏向一方并且因此增大所述转子的失速转矩。

14.如权利要求4及前述权利要求中至少一项所述的系统，其中，所述叶片(3)设置有所述支撑结构以及所述轮毂和所述叶片之间的接头，所述支撑结构及所述接头适于在安全状态下容许所述转子达到逃逸速度，从而形成第三安全制动系统。

15.如前述权利要求之一所述的系统，其中，所述系统设置有安装在所述机舱(4)上的杆状避雷器(35)。

16.如前述权利要求之一所述的系统，其中，所述流体静压被锚固子系统(9)阻挡，所述锚固子系统(9)包括六腿式结构(12)以及锚固在海床上的元件(14)。

17.如权利要求16所述的系统，其中，通过多个填充有压载物材料并布置在钢模板(15)中的砌块(16)将所述元件(14)锚固至海床上，所述钢模板(15)在内部和外部均被石块(17)包围。