[发明专利]用于海上风电场的替代的机械和电气概念

说明书

技术领域

本发明涉及例如包含在海上风力发电厂或海上风电场中的海上风力涡轮机机组。特别地，本发明涉及包含借助于缆绳布置互连的多个风力涡轮机的海上风力涡轮机机组。

背景技术

公共电网或公用网络中的电力是通过将机械能转换成电能的各种能源来供应的。随着日益增加的化石燃料成本以及从使用化石燃料的能量生成所造成的可能的环境破坏，支持公共电网的电力中的越来越多的部分是在使用可再生能源的电厂产生的。风电厂是此类电厂的一个示例。在风电厂或风电场中，通常共计为数十或数百或更多的大量的风力涡轮机可连接到电网，以便产生电力并将电力供应给通常位于相对于风力涡轮机很远的用户。通过电网中的输电线路或配电线路，将风力涡轮机中所产生的电力发送给用户。

例如由于与安装在陆上地址、即位于陆地上或比较接近于海岸线的水中的风电场相比，关于周围环境海上风电场可以具有较少的视觉影响，因此海上风电厂、即位于距离海岸线的一段距离处的海上的风电场是增长的市场。而且，通过将风电场安置在海上，可减少或消除由风力涡轮机产生的通常很大的噪音所造成的对居民的干扰。此外，将风力涡轮机安置在陆地上不总是期望的，因为一般期望风力涡轮机的转子叶片位于空气层流中，对于陆上风电场来说，这种要求并不是总是可以满足的，例如由于存在诸如山、森林、建筑物以及其它结构等的各种障碍。

因此，将风力涡轮机机组安置在海上距离海岸线的一段距离处已经越来越多地变成一种共识，在该处的水深允许将风力涡轮机固定地附着于在海底或海床处所提供的基础。在海上地址处，气流不受诸如以上提及的各种障碍的存在的干扰。此外，如以上提及的，从美观的角度来看，将风力涡轮机机组安置在海上可能期望的。

用于容纳和/或支撑海上风力涡轮机的基础结构可包含单桩基础，其可用于将海上风电场中的风力涡轮机的塔固定地布置在相对浅水区的海底地址，即在海床上。在可行地使用单桩基础的此类浅水区的海底地址处的水深通常在10米至40米之间。

对于许多海岸来说，水深随着距离海岸线的距离增加而快速增加。在大多数大约50-80米的水深处，诸如以上提及的那些固定基础结可导致非常高的成本。此外，在此类大多数水深处安装单桩基础可能与可能很难处理的技术问题相关联。

为此，已经提出了用于在海上安置风力涡轮机的可漂浮结构。此类可漂浮结构中的一种类型包含水下浮力室，其支撑具有被布置在浮力室上的风力涡轮机的塔的风力涡轮机。水下浮力室的一部分可以使用所提供的合适的压舱物进行填充，以便使重力中心充分地位于所述结构的水下部分的浮力中心的下面，进而获得用于风力涡轮机的稳定的基础。一般来说，必须选择压舱物，使得压舱物的重量很高的以便充分抵消作用在风力涡轮机上的风力和波浪力。此类可漂浮结构通常单独地被系泊在海床上。然而，特别是由于高重量的压舱物的需求，此类可漂浮结构一般来说与高成本相关联，尤其是相对于安装。

发明内容

鉴于以上论述，本发明关注的是提供能够降低除了其他以外与安装有关的成本的海上风力涡轮机机组。

为解决这一问题和其它问题，提供了根据独立权利要求的海上风力涡轮机机组。优选实施例由从属权利要求来限定。

一般来说，在包含多个风力涡轮机的海上风力涡轮机机组的运行期间，能够限制每个风力涡轮机的塔相对于垂直方向的倾斜角以便使倾斜角在倾斜角的预定范围内会是有用的。每个风力涡轮机的塔相对于垂直方向的“目标”倾斜角，即每个风力涡轮机的塔相对于垂直方向的优选倾斜角基本上可以是0°。然而，在风力涡轮机的转子是顺风型，即其中转子被布置在相应的风力涡轮机的塔的背风侧的情况下，目标倾斜角可以是几度，例如2-5°，或至多10°。在那种情况下，风力涡轮机的机舱可被布置在相对于相应塔的一个角度处，使得相应转子被布置为基本垂直于风的方向。然而，在海上风力涡轮机机组的运行中，作用在每个风力涡轮机的风力将部分地转变成风力涡轮发电机的叶片和相关联的机械部件的旋转能量，并且部分地转变成使风力涡轮机的塔在风力施加的方向中片刻趋向于倾斜，从而，风力涡轮机的塔的纵向轴线可相对于垂直方向趋向于呈现倾斜角度的容忍范围外的一个角度。