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一种海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统的制作方法

时间:2022-02-06 阅读: 作者:专利查询

一种海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统的制作方法

1.本发明属于海水养殖技术领域,本发明涉及一种海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统。特别涉及一种海上圆环状驳船式风力机加装网箱的深海养殖系统。


背景技术:

2.海上风能在减少温室气体排放和满足不断增长的能源需求方面发挥了重要作用,因此被广泛认可。截止2020年年底,全球海上风电累积装机容量32.5gw,全球已投运海上风电场共162个。目前,世界上大多数的海上风力机都是底部固定结构。随着浅海区域风电开发的不断饱和,近年来海上风电事业开始向深远海发展。但随着水深的增加,固定基础海上风力发电机的建造难度和成本迅速上升。出于经济考虑,随着水深的增加漂浮式风机发电机逐渐成为研究热点。目前,漂浮式海上风机基础形式主要有spar式基础、半潜式基础、张力腿式基础、驳船式基础等,其中驳船式基础可设计为方形、环形等浮台,中央有一个水池,称为月池,吸收波浪载荷,减小浮体运动。驳船式基础具有结构简单,造价低廉,寿命较长,但水线面积较大,水动力性能相对较差,耐波性不好,在波浪作用下平台的运动响应较大。
3.但是,风力发电前期投入较高目前,仅发电一项的年收入仍远远低于海上风电场的总投资。但是,对于鱼类养殖而言,其利润远高于海上发电,故而为了减轻投资压力将风力发电和海上养殖系统进行结合。目前,海水养殖主要集中在近海,但近海养殖空间有限,大力发展高经济价值鱼类的深海网箱养殖业将成为海水养殖未来的主要发展方向。不过深海网箱养殖区域离岸距离远、海洋环境条件恶劣,存在着供电难、锚固成本高等难题。


技术实现要素:

4.为了克服现有技术的不足,本发明提供一种海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统,集约化利用海域空间,扩展养殖空间,综合利用海面风能与海洋生物资源,提高海域资源利用率,分摊降低构建及运维成本。
5.本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的:
6.一种海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统;包括风机平台、漂浮平台、系泊系统和养殖网箱。所述风机平台设置在漂浮平台的上方,漂浮平台上设有过渡段,过渡段由支撑圆柱和斜撑支架组成,过渡段用于连接风机平台和漂浮平台,养殖网箱位于漂浮平台中间设置的月池下方,养殖网箱与漂浮平台之间由竖向支撑管连接;所述风机平台仅为一个由漂浮平台上三个支撑圆柱和三个斜撑支架撑在漂浮平台正上方的圆柱平台;所述风机平台上设有塔筒,塔筒上方设有风力机;所述漂浮平台为环状驳船式平台,中间为一月池,月池正上方为风机平台,正下方为养殖网箱,漂浮平台底部边缘设置一圈阻尼板;所述养殖网箱与漂浮平台由一圈竖向支撑管连接,养殖网箱包括若干个竖向支撑管、若干个环形水平支撑框架,框架内外侧设置内外网衣,网箱底部设有实心底板,该底板同时兼顾阻尼板的作用。
7.所述漂浮平台上设有自动化养殖设施、储能装置及振动控制设施。
8.养殖网箱为圆柱形网箱,可实现海上养殖作业。养殖网箱底部为板状结构。
9.养殖网箱底部为圆形阻尼底板,可在作为网箱底板的同时起到增加系统竖直方向阻尼作用,从而减小系统垂荡运动响应,增加养殖系统和发电系统稳定性。
10.所述漂浮平台底部边缘设有一圈阻尼板,起到增加系统竖直方向阻尼作用,从而减小系统垂荡运动响应,增加养殖系统和发电系统稳定性。
11.海上风机可为网箱养殖提供电力,同时网箱可为漂浮平台提供竖直方向的阻尼,提高整体系统稳定性,既能解决养殖系统供电难的问题,又将大大降低漂浮式风电场垂荡方向运动响应。另外,系统设有的海上风电与网箱养殖,两者可分摊运行维护成本,将降低总的运维成本,提升整体收益。
12.本发明与现有技术相比的有益效果是:
13.(1)本发明利用海上圆环状驳船式风力机基础作为海上网箱养殖构建的基础,提高了海域资源利用率,增加了投资的收益率,解决了深海养殖供电问题。
14.(2)本发明养殖网箱底板同时作为系统的阻尼组件,可提高系统整体稳定性,减小系统垂荡方向的运动响应。
15.(3)本发明养殖网箱可以在深海中进行养殖,从而利用到鲜少开发的深海资源。
16.(4)本发明在漂浮平台上部布置自动化养殖设施、储能装置及振动控制设施,从而达到智能化养殖目的,有利于节省人力,提高养殖效率。
17.(5)本发明在漂浮平台底部设置了一圈阻尼板,用来提高系统整体稳定性,减小系统垂荡方向的运动响应。
附图说明
18.图1为海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统整体示意图。
19.图2为漂浮平台和养殖网箱部分的结构示意图。
20.图中:1、风机平台,101、塔筒,102、风力机;2、漂浮平台,201、支撑圆柱,202、斜撑支架,203、阻尼板,204、月池;3、系泊系统;4、养殖网箱,401、竖直支撑管,402、水平支撑框架,403、底板。
具体实施方式
21.下面通过具体实施例详述本发明,但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明,本发明所采用的实验方法均为常规方法,所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
22.实施例1
23.一种海上圆环状驳船式风力机的深海发电养殖系统;如图1-图2所示,包括风机平台1、漂浮平台2、系泊系统3和养殖网箱4;风机平台1设置在漂浮平台2的上方,风机平台1上设有塔筒101,塔筒上方设有风力机102;风机平台1与漂浮平台2之间设置支撑圆柱202和斜撑支架201,漂浮平台2底部边缘设有一圈阻尼板203,漂浮平台中心设有月池204;系泊系统3位于漂浮平台2侧面,养殖网箱4位于漂浮平台2中间月池204下方,养殖网箱4由若干个竖直支撑管401、若干个水平支撑框架402、网衣和底板403组成,养殖网箱4与漂浮平台2之间通过若干个竖直支撑管401来连接。
24.水平支撑框架402为环向水平支撑框架402。养殖网箱的底板除了作为网箱的底之
外,还作为整个浮式系统的阻尼组件,起到降低系统垂荡运动响应的作用。
25.系泊系统3包括三个相隔120
°
设置的悬链线,所述悬链线一端通过导缆孔与漂浮平台2侧面连接,另一端与锚泊系统连接。
26.漂浮平台2与风机平台1之间设有过渡段,三个支撑圆柱202和三个斜撑支架201共同组成过渡段。
27.本发明利用养殖网箱4的竖向框架
‑‑
竖直支撑管401将养殖网箱4与漂浮平台2连接在一起,实现了同时可以利用海风和海水进行发电和养殖的功能,提高了海域资源利用率;漂浮平台2底部设置了一圈阻尼板203,与养殖网箱4底板同时作为系统的阻尼组件,可用来提高系统整体稳定性,减小系统垂荡方向的运动响应。漂浮平台2上部布置自动化养殖设施、储能装置及振动控制设施,依靠上部风力机102发电提供电能,从而达到深海养殖的自动化、智能化,有利于节省人力,提高养殖效率。
28.所述风机平台1位于系统中心线之上,故而整个系统为非偏心结构,简化了系统结构的压载设计,使得整个漂浮系统结构稳定性有所提高。
29.以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例,而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言,在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动,都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。