[实用新型]海上风电和制氢浮式基础结构

说明书

一种海上风电和制氢浮式基础结构，浮式风电系统与制氢系统有机结合，制氢系统将浮式风电系统产生的电能转化为氢能进行输送，风机位于塔架上部，并通过塔架安装于浮式基础，环形阻尼池连接于浮式基础，浮式基础通过系锚结构连接于海床；制氢系统中的制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统通过平衡装置位于浮式基础的内部，光伏发电机构位于浮式基础的上部。具有海上风电实时转化为氢能进行输送，节约了输电海缆费用，促进海上风电平价，恶劣海况下制氢系统仍保持垂直，制氢系统在风机停机工况下的正常运行。

技术领域

本实用新型属于海上风电技术领域，涉及一种海上风电和制氢浮式基础结构。

背景技术

随着全球对清洁可再生能源需求的日益增长，开发利用风能、太阳能等清洁能源已经成为能源转型的重要支撑。近年来，由于技术的快速进步，海上风电得到了规模化开发，已开发的海上风电主要位于近海。据最新的统计数据，适用于固定式基础的海上风电占技术可开发量的比例约为30%，浮式风电的占比超过70%。在深远海漂浮式风电的开发过程中，电能输送成本将越来越高，将电能转化为氢能进行输送成为一种具有可行性的方案。目前，国内外研究机构提出多种方式将海上风电转为氢能，第一种方式是将海上风电场的电能通过电缆统一输送至岸上制氢设施进行制氢；第二种方式是将海上风电场的电能先通过电缆统一输送上海上制氢设施进行制氢，再通过输氢管道将氢气输送至陆上；第三种方案式直接在漂浮式基础上制氢，再通过输氢管道将氢气输送至陆上。相对于前两种方式，第三种方案的经济效益相对较好。但如何将漂浮式基础与制氢进行有机结合仍是有待解决的关键技术问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海上风电和制氢浮式基础结构，将制氢系统集成于浮式基础结构中，两者进行整体性结构设计，既能降低制氢系统的建造、运维成本，又可以为制氢系统提供良好的运行环境，减轻海水、海雾对制氢设备的侵蚀和损害。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种海上风电和制氢浮式基础结构，包括浮式风电系统和制氢系统，浮式风电系统与制氢系统有机结合，制氢系统将浮式风电系统产生的电能转化为氢能进行输送；其中，浮式风电系统包括风机、塔架、浮式基础、环形阻尼池、系锚结构，所述风机位于塔架上部，并通过塔架安装于浮式基础，所述环形阻尼池连接于浮式基础，所述浮式基础通过系锚结构连接于海床；其中，制氢系统包括制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、光伏发电机构、控制系统，所述制氢机构与储氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统相互连接，所述储能机构与光伏发电机构、控制系统相互连接；所述制氢系统中的制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统位于浮式基础的内部，所述光伏发电机构位于浮式基础的上部。

所述风机通过塔架安装于浮式基础上，以保证风机完全稳定运行，所述浮式基础通过系锚结构连接于海床，以限制风、浪、流荷载作用下浮式基础的运动，所述环形阻尼池通过海水与环形板壁的漩涡脱落，增加浮式基础的运动阻尼，所述制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统位于浮式基础的内部，以减轻、避免海水飞溅、海雾对制氢系统的侵蚀作用，所述光伏发电机构位于浮式基础的上部，以提供备用电源，保证风机停止运行工况下制氢系统的正常运行。所述的海水风电和制氢新型浮式基础结构在结构设计过程中，对浮式风电系统和制氢系统进行整体性结构设计，在浮式基础建造过程中完成制氢系统的集成，减少海上作业工序和时间。

根据本实用新型的实施例，所述环形阻尼池由多圈同形心的环形板构成，所述环形阻尼池分为内环和外环，内环和外环相互连接，所述环形阻尼池的形状为圆环形、矩形、三角形、不规则形状中的一种，所述浮式基础内部划分多个舱室，所述环形阻尼池结构提高浮式基础的垂向和水平运动阻尼。

根据本实用新型的实施例，所述制氢机构、储氢机构、输氢机构、储能机构、海水淡化机构、控制系统分布于浮式基础的不同舱室中，所述光伏发电机构位于浮式基础的多环阻尼池上部，以避免海水飞溅对机构的侵蚀作用。