[发明专利]用于支撑海上发电结构的浮动平台以及用于制造所述平台的方法

说明书

公开了一种用于支撑旨在发电的海上结构的浮动平台(1)，该平台包括由混凝土制成并限定纵轴(L)的承载支撑基座(2)，该支撑基座(2)设有三个顶点(3、4、5)和位于其几何中心附近的中间点(6)；多个由混凝土制成的垂直主体(8)，其在所述顶点(3、4、5)和中间点(6)处从支撑基座(5)延伸。承载支撑基座(2)的顶点(3)相对于另外两个顶点(3、4)布置在纵向向前的位置，并且承载支撑基座(2)包括一对主连接臂(18)，这对主连接臂适于在相对于另外两个顶点(3、4)的纵向向前的位置直接连接顶点(3)，以便在平面图中限定大致箭头状的形状。公开了一种用于建造浮动平台(1)以支撑旨在发电的海上结构的方法。

技术领域

本发明涉及承载结构的技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于安装海上发电系统的由混凝土制成的半潜式浮动平台。

本发明还涉及一种用于制造半潜式混凝土浮动平台的方法。

背景技术

众所周知，目前海上发电场主要由安装在浅水中的风力涡轮机组成，因此其支撑结构固定在海底。

在不久的将来，大多数风力发电场将安装在中等深度或非常深的水域。

在这种类型的安装中，最经济有利的方案是将转换系统安装在半潜式浮动平台上，该平台通过合适的系缆(mooring line)固定在海底。

在某些情况下，平台由钢制成，但这种类型的结构在经济和技术方面都存在缺陷。

特别地，这些结构具有较高的建造成本，且不允许系统的整体重心降低，这限制了风力涡轮机在海中操作期间的稳定性。

钢的替代品是混凝土；实际上，如果适当配置，由混凝土制成的平台具有更低的建造成本，并且使得能够降低系统的重心，从而在操作期间提供更大的稳定性。

应当强调，浮动平台在位于海岸附近的建筑工地建造，随后被拖入海中并拖至安装现场。也可以在建筑工地组装完整的发电系统，然后拖至安装现场。这避免了对昂贵的海上起重设备的需求。

重心低的结构(可以使用混凝土获得)实现了这些操作。

混凝土平台的另一个优点在于，其质量可使系统在水中获得特定的振荡周期，该周期超过波浪的最大周期(如安装现场所预期的)。这样可以排除或最小化波浪与平台之间的任何动态的相互作用。

最后，具有适当配置和尺寸的混凝土平台使得能够获得高扭转惯性动量，有利于风力涡轮机控制系统。

然而，混凝土平台建造成本的降低在很大程度上取决于其结构配置允许使用低成本工业建造工艺的程度。

混凝土平台的现有配置未被设计成采用适于使其建造成本最小化的工业工艺来建造。

海洋电力开发技术目前正处于重要的发展阶段。然而，该技术不适合在深水中使用，因为该技术需要准备昂贵的支撑系统。

如果风力涡轮机的混凝土平台也被配置为容纳海洋电力转换系统的元件，则风力和海洋这两种转换系统的(协同)组合使整体利润非常高。

众所周知，根据现场的方位圈(compass rose)和波浪，风和波浪对转换系统的作用通常在给定方向的特定角度范围内占优势。

海上转换系统的经济优势还取决于其支撑结构的寿命。设计寿命为五十年的平台可用于转换系统的两个生命周期(每个周期持续时间为二十五年)。

在这种情况下，在每个周期结束时，可将系统拖至装配现场，在此可更换塔架、风力涡轮机和海洋电力转换系统，检查平台的外部和内部结构，如有必要，对其进行修复。

仅当平台以最小化振荡和疲劳载荷的方式进行优化时，才能实现该目的，尤其是当波浪和风从其主导方向对结构施加应力时。