一种双发电模式发电机组和海上风电系统的制作方法

1.本发明涉及发电机组技术领域，尤其涉及一种双发电模式发电机组和海上风电系统。


背景技术：

2.现有的漂浮式风电机组制造成本较高，并且发电量少，导致漂浮式风电机组的单位千瓦发电量成本较高，使得海上风电的价格较高。
3.因此，如何降低海上风电的价格，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双发电模式发电机组，以降低海上风电的价格。
5.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种双发电模式发电机组，包括；
7.漂浮式基础，所述漂浮式基础采用复合三桩式支撑结构；
8.用于固定所述漂浮式基础的锚链；
9.风力发电机，所述风力发电机的塔筒可拆卸安装于所述漂浮式基础；以及
10.设置于所述漂浮式基础的底部的水力发电机，所述水力发电机的水轮叶片为升力型水轮叶片，并且所述锚链将所述漂浮式基础固定于预设位置后，所述水力发电机位于海水下方，所述风力发电机位于海水上方。
11.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述水力发电机与所述漂浮式基础转动连接。
12.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述漂浮式基础的底部设置有用于安装所述水力发电机的安装轴，所述水力发电机与所述安装轴之间通过轴承转动连接。
13.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述水力发电机能够绕所述安装轴的轴线转动0-360
°
。
14.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述漂浮式基础包括第一桩基、第二桩基和第三桩基，所述第一桩基、所述第二桩基和所述第三桩基通过桁架结构连接形成呈三棱锥结构的漂浮式基础。
15.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述漂浮式基础的顶部设置有用于安装所述风力发电机的支撑平台，所述安装轴设置于所述漂浮式基础的底部。
16.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述风力发电机为双风轮水平轴风力机。
17.优选地，在上述双发电模式发电机组中，所述双风轮水平轴风力机设置有能够使风轮对准风向的偏航系统。
18.使用本发明所提供的双发电模式发电机组时，将采用复合三桩式支撑结构的漂浮式基础通过锚链固定于预设位置，使该双发电模式发电机组具有较好的稳定性，风力发电
机通过其塔筒与漂浮式基础的可拆卸连接固定在漂浮式基础上，水力发电机设置于漂浮式基础的底部，待锚链将漂浮式基础固定在预设位置后，使得设置于漂浮式基础顶部的风力发电机位于海水上方，设置于漂浮式基础的底部的水力发电机位于海水下方，通过风力发电机吸收海上风能发电，通过水力发电机吸收水力势能发电，因此，该双发电模式发电机组能够将风力发电和水力发电结合在一起，即采用双发电模式发电，使发电机组能够充分利用海洋的风能和水力势能，提高发电机组的发电量，降低单位千瓦的发电成本，使得海上风电的价格降低；同时，由于该水力发电机的水轮叶片采用升力型叶片，靠水流绕过升力型叶片所产生的升力来产生扭矩，实现发电，较传统的冲力型叶片，具有周向载荷小的优点。
19.此外，本发明还公开了一种海上风电系统，包括如上任意一项所述的双发电模式发电机组，因此兼具了上述双发电模式发电机组的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例所提供的一种双发电模式发电机组的结构示意图；
22.图2为本发明实施例所提供的一种双发电模式发电机组的正面结构示意图；
23.图3为本发明实施例所提供的一种双发电模式发电机组的侧面结构示意图。
24.其中，100为漂浮式基础，101为第一桩基，102为第二桩基，103为第三桩基，104为桁架结构，105为支撑平台，106为安装轴，200为风力发电机，300为水力发电机。
具体实施方式
25.有鉴于此，本发明的核心在于提供一种双发电模式发电机组，以降低海上风电的价格。
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1至图3所示，本发明实施例公开了一种双发电模式发电机组，包括漂浮式基础100、锚链、风力发电机200和水力发电机300。
28.其中，漂浮式基础100采用复合三桩式支撑结构，具有较好的稳定性；锚链用于固定漂浮式基础100；风力发电机200设置于漂浮式基础100的顶部，风力发电机200的塔筒可拆卸安装于漂浮式基础100；水力发电机300设置于漂浮式基础100的底部，水力发电机300的水轮叶片为升力型水轮叶片，并且锚链将漂浮式基础100固定于预设位置后，水力发电机300位于海水下方，风力发电机200位于海水上方。
29.使用本发明所提供的双发电模式发电机组时，将采用复合三桩式支撑结构的漂浮式基础100通过锚链固定于预设位置，使该双发电模式发电机组具有较好的稳定性，风力发电机200通过其塔筒与漂浮式基础的可拆卸连接固定在漂浮式基础100上，水力发电机300
设置于漂浮式基础100的底部，待锚链将漂浮式基础100固定在预设位置后，设置于漂浮式基础100顶部的风力发电机200位于海水上方，设置于漂浮式基础100的底部的水力发电机300位于海水下方，通过风力发电机200吸收海上风能发电，通过水力发电机300吸收水力势能发电，因此，该双发电模式发电机组能够将风力发电和水力发电结合在一起，即采用双发电模式发电，使发电机组能够充分利用海洋的风能和水力势能，提高发电机组的发电量，降低单位千瓦的发电成本，使得海上风电的价格降低；同时，由于该水力发电机的水轮叶片采用升力型叶片，靠水流绕过升力型叶片所产生的升力来产生扭矩，实现发电，较传统的冲力型叶片，具有周向载荷小的优点。
30.应当理解，本发明对上述锚链的数量和分布形式不作具体限定，只要是能够满足使用要求的数量和分布形式均属于本发明保护范围内。
31.并且，上述风力发电机200可以是水平轴风力机或者垂直轴风力机，单风轮风力机或者双风轮风力机等类型，只要是能够满足使用要求的类型均属于本发明保护范围内；优选地，本发明所提供的风力发电机200为双风轮水平轴风力机，以便于通过双风轮水平轴风力机的后风轮吸收前风轮的剩余风能，充分利用海上风能，提高该双发电模式发电机组的发电量，进一步降低单位千瓦的发电成本。
32.进一步地，本发明所提供的水力发电机300与漂浮式基础100转动连接，以便于使水力发电机300的水轮能够转动至对准水流流向，获得较大地水力势能，以进一步提高该双发电模式发电机组的发电量，同时提高该双发电模式发电机组的适用范围。
33.需要说明的是，水力发电机300与漂浮式基础100可以通过旋转接头连接、孔轴连接或者铰链连接等方式连接，只要是能够实现水力发电机300与漂浮式基础100转动连接的连接方式均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例提供了一种具体的连接方式。
34.如图1至图3所示，漂浮式基础100的底部设置有用于安装水力发电机300的安装轴106，水力发电机300与安装轴106之间通过轴承转动连接，以便于通过轴承支撑水力发电机300，使得水力发电机300能够在安装轴106的外圆周绕安装轴106的轴线转动，同时，通过水力发电机300与安装轴106之间的轴承能够减小安装轴106与水力发电机300之间的摩擦，延长该双发电模式发电机组的使用寿命。
35.应当理解，本发明对上述水力发电机300绕安装轴106轴线的转动角度不作具体限定，只要是能够满足使用要求的转动角度均属于本发明保护范围内；优选地，本发明实施例所提供的水力发电机300能够绕安装轴106轴线转动0-360
°
，以便于提高该双发电模式发电机组的适用范围。
36.更进一步地，本发明所提供的漂浮式基础100可以呈圆柱状、三棱锥状或者多棱柱状等形状，只要是能够满足使用要求的形状均属于本发明保护范围内；优选地，本发明实施例提供了一种具体的漂浮式基础100。
37.如图1至图3所示，漂浮式基础100包括第一桩基101、第二桩基102和第三桩基103，第一桩基101、第二桩基102和第三桩基103通过桁架结构104连接形成呈三棱锥结构的漂浮式基础100，使得该漂浮式基础100具有较好的稳定性。
38.应当理解，本发明对上述桁架结构104的具体结构形式不作限定，实际应用中可以根据漂浮式基础100的力学性能要求适应性调整桁架结构104的具体形式，只要是能够满足使用要求的桁架结构104均属于本发明保护范围内。
39.另外，漂浮式基础100的顶部设置有用于安装风力发电机200的支撑平台105，以便于将风力发电机200安装于支撑平台105上，通过风力发电机200吸收海上风能并发电；安装轴106设置于漂浮式基础100的底部，以便于将水力发电机300设置于安装轴106，通过水力发电机300吸收海洋中的水力势能并发电。
40.应当理解，风力发电机200可以通过螺栓连接、铆接或者卡接等方式设置于漂浮式基础100的支撑平台105，只要是能够满足使用要求的类型均属于本发明保护范围内；同样地，安装轴106可以直接焊接在漂浮式基础100上，也可以通过螺纹连接、卡接或者铆接等方式设置于漂浮式基础100的底部，只要是能够满足使用要求的连接类型均属于本发明保护范围内。
41.并且，本发明对上述风力发电机200和水力发电机300的具体数量和分布形式不作限定，只要是能够满足使用要求的数量和分布形式均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的风力发电机200和水力发电机300的数量分别为一个。
42.进一步地，双风轮水平轴风力机设置有能够使风轮对准风向的偏航系统，以便于使双风轮水平轴风力机的风轮能够快速平稳地对准风向，捕获更多的风能，进一步提高该双发电模式发电机组的发电量，降低单位千瓦的发电成本，使得海上风电的价格降低。
43.此外，本发明还公开了一种海上风电系统，包括如上任意一项所述的双发电模式发电机组，因此兼具了上述双发电模式发电机组的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。
44.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
45.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。