[发明专利]拖曳离岸风力涡轮机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及漂浮式风力涡轮机领域，而且具体地涉及一种用于移动离岸漂浮式风力涡轮机的方法和装置。

背景技术

如在本文中采用的，术语“漂浮式风力涡轮机”指的是这种类型的风力涡轮机结构，所述风力涡轮机结构设计成在使用时漂浮在水体中。常规的漂浮式风力涡轮机包括浮力本体，所述浮力本体在其上端处具有发动机舱以及转子，所述发动机舱容纳发电机及其它构件。所述本体一般长且在形状上近似为圆柱形。

离岸漂浮式风力涡轮机为非常大的结构，所述本体通常在长度上为100-200米、而转子叶片处于40-70米长范围内。它们在岸上或受保护水域中组装，且在海上将它们移出到所需位置是重大的挑战。

一种方法是在漂浮于它们被使用时同样的大体竖直的位置处的同时将它们拖曳通过水域到它们的安装地点。这防止发电机浸入水下或被溅湿，这会损坏发电机的构件。

采用这种方法，风力涡轮机的安装地点的选择以及到那里的可能路线由此受到风力涡轮机必须通过的水的深度的限制。如果在一个区域中的水太浅，则漂浮式风力涡轮机不能被拖曳通过那个区域，这使得不能到达或者仅经由间接更长的路线可达到某些安装地点。

作为替代，以基本水平位置运送风力涡轮机的方法是已知的。然而，这些方法要求将风力涡轮机支撑在其上的大型船只，以保持精密的转子和发电机构件远离水。例如，GB2423108公开了利用插口底座的安装结构，例如离岸风力涡轮机。在另一船只上，所述安装结构被以基本水平(后倾)位置运送至插口。在另一实例中，GB2344843公开了用于离岸发电设备的重力固定系统。也在另一船只上，发电设备以基本水平(后倾)位置被拖曳到的安装地点。将认识到的是，采用这样的船只增加运送风力涡轮机的成本，而且船只的尺寸也可能限制路线选择和安装位置。

发明内容

依据本发明，提供了一种用于使漂浮式风力涡轮机相对于水体移动的方法，所述漂浮式风力涡轮机具有浮力本体，所述浮力本体在其上端处具有发动机舱，所述方法包括：使所述漂浮式风力涡轮机漂浮在水体中；以及在保持所述浮力本体处于倾斜位置的同时拖曳所述漂浮式风力涡轮机，由此保持所述发动机舱不接触水。

由此，本发明人已认识到可使风力涡轮机漂浮、同时以保持所述发动机舱内的精密构件不接触水的同时可显著减少它的吃水的方式来运送它。它可随后在使用之前被放置成常规的竖直构型。这样，与其以竖直位置被拖拽相比，它可通过更浅的水，且可能的安装地点的数量由此增加。同时，避免需要大的足以承载整个风力涡轮机的船只。

为了提供吃水上的有益减少，与水的表面所成的倾斜角度应具有重要意义。精确的倾斜角度(相对于所述表面)可依赖于环境而变化，且可处于20-60°范围内。为了在保持涡轮机不接触水的同时获得吃水上的有益减少，通常30-50°将是合适的。这些角度代表平均角度。显然，由于波浪和风的影响，围绕所述平均值将会有一些程度的波动。

所述风力涡轮机的所述本体形成它的支撑结构。所述支撑结构通常包括：下支撑结构，所述下支撑结构在安装时通常大部分浸入水中；以及塔架，所述塔架在安装时在水位线以上。

在本发明中，为了将漂浮式风力涡轮机定位于倾斜位置，漂浮元件可附接于所述下支撑结构。通过将向上的力施加到所述下支撑结构上，所述漂浮元件能使风力涡轮机系统定位并保持于倾斜位置。所述漂浮元件可为任何合适的浮力结构，例如浮力罐。当风力涡轮机抵达安装地点时，所述漂浮元件可被拆除，且所述风力涡轮机可采取适于操作的基本竖直位置。所述漂浮元件由此优选为可拆卸的，尽管它可留在适当位置并可被压载，例如通过将其灌入水。

优选的是，虽然所述漂浮式风力涡轮机处于倾斜，但来自所述漂浮元件的力可调整，以保持所述风力涡轮机处于静态平衡。所述力可通过压载所述漂浮元件来调整，例如利用水。

针对所述漂浮元件，另外或可选地，配重可附接于所述塔架，以通过施加向下的力在所述塔架上而进一步能将风力涡轮机系统定位并保持处于所需的倾斜位置。如果附接配重，则优选所述配重应刚好在水位线以上附接于所述塔架，以使施加在所述支撑结构上的弯曲力矩最小，弯曲力矩如果过大则会导致结构损坏。然而，最优选的是，应不附加任何这种配重，以避免风力涡轮机系统变得过于浸入水中，这会冒有损坏所述风力涡轮机发电机的风险。如果附加配重，出于上面关于所述漂浮元件所讨论的原因，优选配重应是可拆卸的。