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浮动式风电机组与海上浮动式风电站

2012-07-27 15:39
科技潮人
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  概要:海上浮动式风电机组由大型立轴风电机组与浮动基础一体化紧密配合构成;风机出力传递到在浮动基础内设置的多发电机调控系统形成价值化调控;多个浮动式风电机组组合设计形成海上浮动式风力发电站,项目技术填补了海上风能开发整机关键技术的空白,填补了近海、远海海上风能开发装备市场需求空白,全球市场空前巨大,建设方式灵活方便,出口规模前所未有。

  邀请资金共同开发全球市场

  浮动式风电机组与海上浮动式风电站

  (文章主体内容来自发明专利申请文件)

  海上风力强劲稳定,尤其是在远离海岸的区域风能就更加强大;远海海域可建设海上风电的区域广泛,拥有极其巨大的风电开发空间潜力。此外多数国家沿海区域又均是经济发达地区,对于电力需求常年旺盛。

  然而,沿用现有整机形态的风电机组去发展近海海上风电并非易事,用其开发远海深海区域的风能更是无法实现,而采用浮动式海上风力发电机组将是最理想、最方便、最廉价的选择,是海上风电产业技术的发展方向。但是发展浮动式风力发电如果仍然沿用现有整机形态与出力方式的风机也将难于形成优质化的效果,甚至无法正常使用。

  发展海上风电实现风机单机大型化设计是必然选择,但现有垂直轴风机均难于实现大型化设计,而采用现有水平轴风机在其大型化设计后将与浮动基础条件之间形成严重的力学原理的对立背离,即:风机功率越大,浮动设计越难。因为风机功率越是加大将导致叶片大幅度延长,还将迫使塔架加高导致风机顶部水平方向乘风推力加大,从而形成了杠杆式撬动基础力量的加剧放大,将使塔架强度的要求加大,将使浮动基础容易破坏,更易引发整体性质的倾斜倒塌。

  此外,当前风机的发电机设备全部是在顶部设置,形成了头重脚轻的整体重量分布格局,在浮动基础条件下风机顶部重中稍微偏离垂直中心就将形成杠杆式超级放大的倾斜倒塌力量,导致其难于在单一浮动基础上形成稳定的设置。

  采用多机相互连接组合形成大面积的刚性浮动基础是解决上述问题的唯一出路,但是当前的大型风机风轮叶片偏航旋转占用空间很大,其将导致两个风机之间必须具备很远的设计距离,在上述杠杆式巨大撬动基础力矩下及形成的倾斜倒塌力量作用下将导致两个浮动体之间的连接结构与连接材料在巨大风浪下难于实现稳固安全设计与安全应用。

  如果将两个机组之间的连接结构采用超级加强设计,又将导致在风机出力形成能力不大的情况下浮动式风电机组整体重量巨大、整体成本巨大,这将与浮动设计的初衷形成严重的背离,甚至难于实现浮动设计。

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