[发明专利]联合波浪能和风力发电的筒型基础结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种联合波浪能和风力发电的筒型基础结构及其施工方法，包括一体结构的下部分舱型筒型基础和上部分舱型振荡水柱式波浪能转换装置；分舱型筒型基础包括外筒体、盖板、分舱板，外筒体内部由分舱板划分为多个边舱和一个中间舱；每个舱室顶部均设置球阀；分舱型振荡水柱式波浪能转换装置包括中央立柱、振荡外筒、加劲板；加劲板设置于中央立柱和振荡外筒之间，将环空划分为多个振荡水柱式发电舱室，加劲板和分舱板一一对应；分舱型振荡水柱式波浪能转换装置和分舱型筒型基础之间有间隙；每个振荡水柱式发电舱室顶部均设置气动涡轮发电机。本发明可利用筒型基础吸力下沉的优点，在提高结构综合发电效率的同时降低了施工周期和施工成本。

技术领域

本发明涉及一种新型海上基础结构，更具体的说，是涉及一种联合波浪能和风力发电的筒型基础结构及其施工方法。

背景技术

碳排放与国家的经济发展密切相关，温室气体的增加会对生命系统形成威胁，优化能源结构可以实现从源头上减碳、控碳。大力发展海上新能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的主要手段之一。近年来，海上风电发展迅速，据世界海上风电论坛(WFO)最新发布的《2020年全球海上风电报告》统计，2020年，全球海上风电新增容量仍然超过2019年，为5206MW，年新增装机容量再创历史新高，截止2020年年底，全球海上风电累计装机容量为32510MW。

海上风电基础结构的形式多种多样，其中筒型基础具有可整体拖航、安装和回收方便的优点；波浪能发电是继潮汐发电之后发展最快的一种海洋能源，而振荡水柱式波浪能发电装置具有性能稳定和结构形式简单的优点。据国际海洋能组织Ocean EnergySystem(OES)调查显示，海洋能开发潜力巨大，世界波浪能储量为29500TWh/年，资源总储量约为全球现阶段用电量2倍以上。目前海洋能发电装置总装机容量约535MW，不到全球总电力装机的0.4％，大多数海洋能技术仍处开发阶段。据国际可再生能源署IRENA预测，全球海洋能装机容量预计未来5年可达3.0GW，到2030年和2050年分别实现70GW和350GW。

发明内容

基于充分开发并利用海上新能源、降低度电成本的设计要求，本发明提出了一种联合波浪能和风力发电的筒型基础结构及其施工方法，可利用筒型基础吸力下沉的优点，在提高结构综合发电效率的同时降低了施工周期和施工成本。

本发明的目的可通过以下技术方案实现。

本发明联合波浪能和风力发电的筒型基础结构，包括下部分舱型筒型基础和上部分舱型振荡水柱式波浪能转换装置；

所述分舱型筒型基础设置为一体结构，包括外筒体，所述外筒体上端设置有盖板，所述外筒体内部由分舱板分为中间舱和边舱；所述中间舱和每个边舱的舱室顶部均设置有用于进排水排气的球阀，基础结构在安装时通过球阀向外抽水抽气，使舱室内气压低于大气压强，从而使分舱型筒型基础贯入地基中，回收时通过向舱室内注水打气，从而将分舱型筒型基础顶出泥面；

所述分舱型振荡水柱式波浪能转换装置设置为一体结构，包括中央立柱、振荡外筒、加劲板；所述振荡外筒下部悬空，且同轴嵌套设置于中央立柱外部，所述加劲板设置于中央立柱和振荡外筒之间，将中央立柱和振荡外筒之间环空划分为N个振荡水柱式发电舱室；所述加劲板与分舱型筒型基础中的分舱板一一对应，所述加劲板下端延伸至振荡外筒外部，使得分舱型振荡水柱式波浪能转换装置和分舱型筒型基础之间有一定的间隙，从而使得海浪进入舱室内部；每个振荡水柱式发电舱室顶部均设置有气动涡轮发电机，所述气动涡轮发电机在双向气流的作用下同向转动，在海浪的作用下，压缩舱室内空气，带动气动涡轮发电机发电。

所述外筒体、内筒体、分舱板的轴向长度均相等。

所述中央立柱上部设置有法兰盘，用于安装风力发电机的塔筒和机头。

本发明的目的还可通过以下技术方案实现。

本发明联合波浪能和风力发电的筒型基础结构的施工方法，包括以下步骤：