[发明专利]一种基于半潜式浮式风机和振荡浮子的风能-波浪能集成发电平台

说明书

本发明涉及一种基于半潜式浮式风机和振荡浮子的风能‑波浪能集成发电平台，半潜式浮式平台包括三根呈三角形分布的立柱以及用于将三根立柱连接成一个整体的连接结构；振荡浮子式波浪能转换装置包括PTO系统、连接滑杆和浮子，PTO系统设置于三根立柱之间，通过支撑杆与立柱的上浮筒连接，以固定PTO系统使其与半潜式浮式平台形成整体，浮子位于PTO系统下方，通过连接滑杆与PTO系统相连；风力发电系统安装于半潜式浮式平台其中一根立柱上。本发明利用平台三根立柱对于中心水域产生的聚波效应，提高振荡浮子式波浪能发电装置发电效率，并将易被海水腐蚀的大部分机械结构布置在水面以上，一方面有效解决PTO装置的腐蚀问题，另一方面也便于服役期间的维修。

技术领域

本发明涉及海洋能利用技术领域，具体涉及一种风能-波浪能集成发电平台。

背景技术

风能和波浪能是最具规模化发展前景的两种海洋能源。近年来，近海风能资源开发日趋饱和，在沿海可供海上风能和波浪能开发的海域慢慢减少。与近海水域相比，深远海水域的风能资源更为丰富、稳定，依托浮式风机技术的深海风能资源开发已成为全球海洋可再生能源的发展趋势。同时，风能资源丰富的海域也具有较为丰富的波浪能资源，而波浪能发电技术尚处于研发示范阶段，依托较为成熟的海上风机技术的风能-波能集成开发技术吸引了国内外学者的广泛兴趣。

现有技术中，海上风机的基础形式分为固定式和浮式。固定式基础包括：单桩式、多桩式、重力式、高桩承台式、导管架式等。浮式基础包括Spar式、张力腿式、半潜式、驳船式等。随着海上风电技术的成熟，海上风电场逐渐由近海走向深海，其基础形式也随着水深的改变由固定式基础向浮式基础转变。其中，半潜式浮式平台具有稳定性好、适用水深范围广和建造运输方便等优点，成为未来海上浮式风电场的主流基础形式。

现有技术中，波浪能发电装置主要包括：振荡浮子式、振荡水柱式、摆式等。其中振荡浮子式具有轴对称、结构简单等特点，受到广泛研究。

目前的波浪能发电装置能量转换效率低，安装成本高，其中对于装置系泊的安装成本占了相对大的比重，同时装置的生命周期都不长，且在运营期间的维护比较困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的波浪能发电装置发电量较低、单独系泊成本高、难以维修等问题，提供一种基于半潜式浮式风机和振荡浮子的风能-波浪能集成发电平台，其振荡浮子式波浪能发电装置布置于半潜式浮式风机平台中心，并将波浪能发电装置的PTO(POWER-TAKE-OFF)系统设置在水面上方，通过支撑杆与平台立柱相连，PTO系统下方通过连接滑杆与浮子连接；同时，本发明利用平台三根立柱对于中心水域产生的聚波效应，实现提高振荡浮子式波浪能发电装置发电效率的目的，并将易被海水腐蚀的大部分机械结构布置在水面以上，一方面有效解决PTO装置的腐蚀问题，另一方面也便于服役期间的维修。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种基于半潜式浮式风机和振荡浮子的风能-波浪能集成发电平台，包括半潜式浮式平台、振荡浮子式波浪能转换装置、风力发电系统，

所述半潜式浮式平台包括三根呈三角形分布的立柱以及用于将三根立柱连接成一个整体的连接结构，所述立柱包括上浮筒和下浮筒，下浮筒的筒径大于上浮筒，所述上浮筒和下浮筒相互连通形成一个整体以提供平台的浮力；

所述振荡浮子式波浪能转换装置包括PTO系统、连接滑杆和浮子，所述PTO系统设置于三根立柱之间，通过支撑杆与所述立柱的上浮筒连接，以固定PTO系统使其与所述半潜式浮式平台形成整体，所述浮子位于PTO系统下方，通过所述连接滑杆与所述PTO系统相连；

所述风力发电系统安装于所述半潜式浮式平台其中一根立柱上。

上述方案中，所述三根立柱呈等边三角形布置，所述PTO系统设置于三根立柱所围成的等边三角形中心。