WO2012134349A1 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents

Ветроэнергетическая установка Download PDF

Info

Publication number
WO2012134349A1
WO2012134349A1 PCT/RU2012/000220 RU2012000220W WO2012134349A1 WO 2012134349 A1 WO2012134349 A1 WO 2012134349A1 RU 2012000220 W RU2012000220 W RU 2012000220W WO 2012134349 A1 WO2012134349 A1 WO 2012134349A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
platform
annular pontoon
wind power
pontoon
rotation
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000220
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Виктор Валерьевич ЧЕБОКСАРОВ
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" (Фгбу "Фаприд")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу), Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение "Федеральное Агентство По Правовой Защите Результатов Интеллектуальной Деятельности Военного, Специального И Двойного Назначения" (Фгбу "Фаприд") filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу)
Priority to EP12765687.4A priority Critical patent/EP2693047B1/en
Priority to ES12765687.4T priority patent/ES2589039T3/es
Priority to US14/007,880 priority patent/US9168984B2/en
Priority to CN201280014983.3A priority patent/CN103492711B/zh
Priority to KR1020137028473A priority patent/KR101520015B1/ko
Priority to JP2014502506A priority patent/JP5868487B2/ja
Priority to DK12765687.4T priority patent/DK2693047T3/en
Publication of WO2012134349A1 publication Critical patent/WO2012134349A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B21/50—Anchoring arrangements or methods for special vessels, e.g. for floating drilling platforms or dredgers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/446—Floating structures carrying electric power plants for converting wind energy into electric energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2241/00—Design characteristics
    • B63B2241/02—Design characterised by particular shapes
    • B63B2241/04—Design characterised by particular shapes by particular cross sections
    • B63B2241/08—Design characterised by particular shapes by particular cross sections polygonal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/727—Offshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the invention relates to the field of small energy and can be used to create wind power stations.
  • a wind power installation comprising an energy converter configured to convert rotational energy, an annular pontoon rotatably rotatable about a vertical axis, rotary blades mounted on an annular pontoon rotatable around vertical axes, flexible rods connected with an annular pontoon and with the hub of the energy transducer mounted rotatably coaxially with the annular pontoon, a kinematic mechanism configured to the ability to transfer rotational energy of the ring pontoon to the receiving node of the energy converter (RF patent ⁇ "2330989, IPC F 03 D 3/06, 2008)
  • the disadvantage of this solution is expressed in large hydrodynamic energy losses and low productivity, since the floating platform is made rotating.
  • Also known is a wind power installation comprising blades mounted on an annular pontoon rotatably relative to a vertical axis, an energy converter configured to convert rotational energy located on a platform covered by an annular pontoon, a kinematic mechanism configured to transmit rotational energy of the annular pontoon to the receiving unit of the energy converter (RF patent Jvfe 21 18705, MKI 6 F 03 D 3/06, 1998)
  • the disadvantage of the prototype is the impossibility of placing a wind power installation in the deepwater section of the shelf, since the platform in the known solution is stationary.
  • the problem to which the claimed solution is directed is expressed in the removal of restrictions on the location of the wind power installation on the water surface.
  • the technical result achieved in solving the problem is expressed in expanding the possible locations of wind power plants due to the free surface of the shelf of the seas with depths of more than 50 meters in the zone of the strongest and most stable winds with low turbulence, which also ensures an increase in electricity generation.
  • the problem is solved in that the wind power installation containing the blades mounted on an annular pontoon made to rotate about a vertical axis, an energy converter configured to convert rotational energy, placed on a platform covered by an annular pontoon, a kinematic mechanism configured to transmit rotational energy of the annular pontoon to the receiving unit of the energy converter, characterized in that the platform is floating and equipped with positioning means, including at least six anchors placed on the bottom, predominantly pairwise connected to the platform by flexible elements so that the projection onto the horizontal plane of one flexible element is oriented radially to the axis of rotation ring pontoon, and the projection of the second flexible element is oriented tangentially, and the anchor attached to it is shifted to the side opposite to the direction of rotation of the ring pontoon relative to the fixing point of the flexible element on the platform.
  • positioning means including at least six anchors placed on the bottom, predominantly pairwise connected to the platform by flexible elements so that the projection onto the horizontal plane of one flexible element is oriented radially to the axi
  • the anchors are located outside the platform projection to the bottom.
  • the platform contains a floating base and an overhead part equipped with an energy converter connected with a floating base completely submerged in water, sealed columns, the length of which is greater than the sum of the surface height of the platform and the depth of the zone of influence of wind waves, while the length of their cross section is greater than the width, moreover, the long axis of their cross section is oriented radially to the axis of rotation of the annular pontoon, in addition, the distance from the axis of rotation of the annular pontoon to the most remote portion of the sealed column he longer inner radius of the annular pontoon.
  • the floating base of the platform is shaped into a regular polygon, with flexible elements attached to the floating base of the platform at points farthest from the axis of rotation of the ring pontoon, preferably placed at equal distances from each other. Also horizontal the dimensions of the floating base of the platform exceed the corresponding dimensions of its surface part.
  • the sign "... the platform is floating and equipped with positioning means " allows you to place the wind power installation on the shelf with depths of more than 50 meters, where the use of a stationary platform is impossible or unprofitable.
  • the positioning means include “at least six anchors placed on the bottom, predominantly pairwise connected to the platform by flexible elements so that the projection onto the horizontal plane of one flexible element is oriented radially to the axis of rotation of the annular pontoon”, allow to hold the floating bases from drift over the surface of the water. And the presence of flexible elements facilitates the work of the structure during waves and fluctuations in water level.
  • the location of the anchors outside the limits of the projection of the platform to the bottom provides a decrease in tensile forces in the flexible elements and a decrease in the mass of the anchors, and also improves the stability of the position of the floating wind power installation.
  • the signs of the third paragraph of the claims allow to reduce the influence of waves on the movement of a floating wind power installation, to increase reliability by reducing wave effects.
  • the sign "... contains ... the surface part connected with the floating base, completely immersed in water, hermetic columns " provides vertical stabilization of the platform, and the signs "... while their cross-sectional length is greater than the width, moreover, the long axis of their cross section is oriented radially to the axis of rotation of the annular pontoon "can increase the mass of the attached water and, thereby, reduce the dynamic component of the tensile forces in the flexible elements and reduce the mass of the anchors.
  • the sign "... the distance from the axis of rotation of the annular pontoon to the most remote portion of the pressurized column is less than the inner radius of the annular pontoon" provides rotation of the annular pontoon relative to the floating platform.
  • the features of the fourth claim allow to increase the mass of the attached water and, thereby, reduce the dynamic component of the tensile forces in the flexible elements and reduce the mass of the anchors.
  • a sign indicating that 11 flexible elements are attached to the floating base of the platform at points farthest from the axis of rotation of the annular pontoon, preferably placed at equal distances from each other "provides a decrease in the static component of the tensile forces in the flexible elements and a decrease in the mass of the anchors.
  • the features of the fifth claim provide a reduction in tensile forces in the flexible elements and a reduction in the weight of the anchors, and also improves the stability of the position of the floating wind power installation.
  • FIG. 1 shows a wind power plant in a horizontal form
  • FIG. 2 is a plan view
  • FIG. 3 is a horizontal section along the surface of the water.
  • the drawings show a platform 1, an annular pontoon 2, a kinematic mechanism 3, a receiving unit 4 of an energy converter, a blade 5, a vertical axis of rotation 6 of an annular pontoon 2, an anchor 7, the bottom of a reservoir 8, flexible elements 9 and 10, a fastening point 11 of flexible elements 9 and 10 to the floating base 12 of the platform 1, the surface part 13 of the platform 1, the sealed column 14, the long axis 15 of the cross section of the sealed column 14.
  • the wind power installation comprises a platform 1 covered by an annular pontoon 2, a kinematic mechanism 3 configured to transmit rotational energy of the annular pontoon 2 to the receiving unit 4 of the energy converter (the energy converter is not shown completely in the drawings).
  • the platform 1 is made floating and equipped with positioning means, including at least six anchors 7 located on the bottom 8, mainly in pairs, associated with the platform 1 with flexible elements (cables or chains) 9 and 10 so that the projection on the horizontal plane of one flexible element 9 is oriented radially to the axis of rotation 6 of the annular pontoon 2, and the projection of the second flexible element 10 is oriented tangentially, and the anchor 7 attached to it is shifted in the direction opposite to the direction of rotation of the annular pontoon 2 relative to the fixing point 1 1 of the flexible elements 9 and 10 on the floating base 12.
  • the anchors 7 are located outside the projection of the platform 1 to the bottom 8.
  • the platform 1 contains um, a floating base 12 and equipped with an energy converter 4, the surface portion 13 connected to the floating base 12 completely immersed in water, sealed columns 14, the length of which is greater than the sum of the surface height of the platform 1 and the depth of the zone of action of wind waves, while the length of their cross section more than the width, and the long axis 15 of their cross section is oriented radially to the axis of rotation 6 of the annular pontoon 2, which coincides with the vertical axis of the platform 1.
  • the floating base 12 of the platform 1 is given the shape of a regular polygon, p
  • the flexible elements 9 and 10 are attached to the platform 1 at points 11 of the floating base 12, which are maximally distant from the axis of rotation 6 of the annular pontoon 2, preferably placed at equal distances from each other.
  • the horizontal dimensions of the floating base 12 of the platform 1 exceed the corresponding dimensions of its surface part and are close to the diameter of the annular pontoon 2.
  • Wind power installation works as follows.
  • anchors 7 are installed on the bottom 8 on a substantial removal outside the projection of the platform 1 to the bottom 8. Attach the anchors 7 with flexible elements 9 and 10 to the floating base 12 of the platform 1 at points 1 1. Moreover, the flexible elements 9 through the anchors 7 attached to them ensure a stable position of the platform 1 in the horizontal plane, and the displaced volume of the floating base 12 and pressurized columns 14 ensures the stability of the vertical position of the platform 1.
  • the wind flow acting on the blades 5 creates a torque that is transmitted through the kinematic mechanism 3 to the receiving unit 4 of the energy converter, and from the energy converter to the platform 1.
  • This torque is balanced by the moment created by the horizontal components of the tensile forces in the flexible elements 10.
  • the slope of the flexible elements 9 and 10 due to the remoteness of the anchors 7 from the projection of the platform 1 to the bottom 8 allows to reduce the forces and mass of the anchors 7.
  • the dynamic component of the torque arising due to discontinuities wind smoothed inertia platform 1 and the associated large masses of water, which promotes non-circular shape of the floating base 12 and extended in the radial direction form columns 14 airtight.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания ветроэнергетических станций. Ветроэнергетическая установка содержит лопасти, установленные на кольцевом понтоне. Понтон может вращаться относительно вертикальной оси. Преобразователь энергии выполнен с возможностью преобразования энергии вращения, размещенный на платформе, охваченной кольцевым понтоном. Кинематический механизм выполнен с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии. Плавучая платформа снабжена средствами позиционирования, содержащими, как минимум, шесть якорей, размещенных на дне. Якоря связаны с платформой гибкими элементами и смещены в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого понтона относительно точки закрепления гибкого элемента на платформе. Технический результат - расширение возможных мест размещения ветроэнергетических установок, увеличение выработки электроэнергии.

Description

Ветроэнергетическая установка
Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания ветроэнергетических станций.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая ветровоспринимающие рабочие органы, установленные на кольцевом понтоне и преобразователь энергии, кинематически связанный с понтоном (см. а.с. СССР ЛЬ 1719713, МКИ5 F 03 D 3/06, 1992 г.).
Недостаток этого решения выражается в усложнении передачи механической энергии на электрогенераторы, особенно при увеличении размеров колеса, что вызвано наличием сил радиального смещения понтона при его вращении. Таким образом, понтон эффективно взаимодействует только с теми генераторами, в направлении которых действует названная сила. Кроме того, необходимость сооружения кольцевого канала (или, по крайней мере, монтирования нескольких опорных элементов (ограничителей) по внешнему периметру понтона) существенно усложняет и удорожает монтаж установки.
Известна также ветроэнергетическая установка, содержащая преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, кольцевой понтон, размещенный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, поворотные лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей, гибкие тяги, связанные с кольцевым понтоном и со ступицей преобразователя энергии, установленной с возможностью вращения соосно с кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии (патент РФ Ν» 2330989, МПК F 03 D 3/06, 2008 г.) Недостаток этого решения выражается в больших гидродинамических потерях энергии и низкой производительности, поскольку плавучая платформа выполнена вращающейся.
Известна также ветроэнергетическая установка, содержащая лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, размещенный на платформе, охваченной кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии (патент РФ Jvfe 21 18705, МКИ6 F 03 D 3/06, 1998 г.)
Недостаток прототипа заключается в невозможности размещения ветроэнергетической установки на глубоководном участке шельфа, так как платформа в известном решении выполнена стационарной.
Задача, на решение которой направлено заявляемое решение, выражается в снятии ограничений по месту размещения ветроэнергетической установки на водной поверхности.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в расширении возможных мест размещения ветроэнергетических установок за счет свободной поверхности шельфа морей с глубинами свыше 50 метров в зоне наиболее сильных и стабильных ветров с малой турбулентностью, что также обеспечивает увеличение выработки электроэнергии.
Поставленная задача решается тем, что ветроэнергетическа установка, содержащая лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, размещенный на платформе, охваченной кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии, отличается тем, что платформа выполнена плавучей и снабжена средствами позиционирования, включающими как минимум шесть якорей, размещенных на дне, преимущественно попарно, связанных с платформой гибкими элементами так, что проекция на горизонтальную плоскость одного гибкого элемента ориентирована радиально к оси вращения кольцевого понтона, а проекция второго гибкого элемента ориентирована касательно, причем скрепленный с ним якорь смещен в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого понтона относительно точки закрепления гибкого элемента на платформе. При этом якоря расположены вне пределов проекции платформы на дно. Кроме того, платформа содержит плавучее основание и снабженную преобразователем энергии надводную часть, связанную с плавучим основанием, полностью погруженным в воду, герметичнымй колоннами, длина которых больше суммы надводной высоты платформы и глубины зоны действия ветровых волн, при этом длина их поперечного сечения больше ширины, причем длинная ось их сечения ориентирована радиально к оси вращения кольцевого понтона, кроме того, расстояние от оси вращения кольцевого понтона, до наиболее удаленного участка герметичной колонны меньше внутреннего радиуса кольцевого понтона. Кроме того, плавучему основанию платформы придана форма правильного многоугольника, при этом гибкие элементы прикреплены к плавучему основанию платформы в точках максимально удаленных от оси вращения кольцевого понтона, предпочтительно размещенных на одинаковых расстояниях друг от друга. Кроме того, горизонтальные размеры плавучего основания платформы превышают соответствующие размеры ее надводной части.
Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого решения и существенных признаков аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию "новизна".
При этом признаки отличительной части формулы изобретени решают следующие функциональные задачи.
Признак "... платформа выполнена плавучей и снабжена средствами позиционирования..." позволяет размещать ветроэнергетическую установку на участках шельфа с глубинами свыше 50 метров, где использование стационарной платформы является невозможным или нерентабельным .
Признаки, указывающие, что средства позиционирования, включают "как минимум шесть якорей, размещенных на дне, преимущественно попарно, связанных с платформой гибкими элементами так, что проекция на горизонтальную плоскость одного гибкого элемента ориентирована радиально к оси вращения кольцевого понтона", позволяют обеспечить удержание плавучего основания от дрейфа по поверхности воды. А наличие гибких элементов облегчает работу конструкции при волнении и колебании уровня воды.
Признак "... а проекция второго гибкого элемента ориентирована касательно, причем скрепленный с ним якорь смещен в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого понтона относительно точки закрепления гибкого элемента на платформе" обеспечивает надежную передачу крутящего момента, создаваемого ветром, с платформы на дно водоема, что предотвращает проворот платформы вокруг вертикальной оси и, тем самым, гарантирует работоспособность плавучей ветроэнергетической установки.
Расположение якорей вне пределов проекции платформы на дно обеспечивает уменьшение растягивающих усилий в гибких элементах и уменьшение массы якорей, а также улучшает стабильность положения плавучей ветроэнергетической установки.
Признаки третьего пункта формулы изобретения позволяют уменьшить влияние волн на перемещение плавучей ветроэнергетической установки, увеличить надежность за счет уменьшения волнового воздействия. При этом признак "...содержит ... надводную часть, связанную с плавучим основанием, полностью погруженным в воду, герметичными колоннами..." обеспечивает вертикальную стабилизацию платформы, а признаки "... при этом длина их поперечного сечения больше ширины, причем длинная ось их сечения ориентирована радиально к оси вращения кольцевого понтона" позволяют увеличить массу присоединенной воды и, тем самым, уменьшить динамическую составляющую растягивающих усилий в гибких элементах и уменьшить массу якорей. Кроме того, признак "... расстояние от оси вращения кольцевого понтона до наиболее удаленного участка герметичной колонны меньше внутреннего радиуса кольцевого понтона" обеспечивает вращение кольцевого понтона относительно плавучей платформы.
Признаки четвертого пункта формулы изобретения позволяют увеличить массу присоединенной воды и, тем самым, уменьшить динамическую составляющую растягивающих усилий в гибких элементах и уменьшить массу якорей. Признак, указывающий на то, что 11 гибкие элементы прикреплены к плавучему основанию платформы в точках максимально удаленных от оси вращения кольцевого понтона, предпочтительно размещенных на одинаковых расстояниях друг от друга" обеспечивает уменьшение статической составляющей растягивающих усилий в гибких элементах и уменьшение массы якорей.
Признаки пятого пункта формулы изобретения обеспечивают уменьшение растягивающих усилий в гибких элементах и уменьшение массы якорей, а также улучшает стабильность положения плавучей ветроэнергетической установки.
На фиг. 1 изображена ветроэнергетическая установка в горизонтальном виде, на фиг. 2 - вид сверху и на фиг.З - горизонтальный разрез по поверхности воды.
На чертежах показаны платформа 1, кольцевой понтон 2, кинематический механизм 3, приемный узел 4 преобразователя энергии, лопасть 5, вертикальная ось вращения 6 кольцевого понтона 2, якоря 7, дно водоема 8, гибкие элементы 9 и 10, точка 11 закрепления гибких элементов 9 и 10 к плавучему основанию 12 платформы 1, надводная часть 13 платформы 1, герметичная колонна 14, длинная ось 15 сечения герметичной колонны 14.
Ветроэнергетическая установка содержит платформу 1, охваченную кольцевым понтоном 2, кинематический механизм 3, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона 2 на приемный узел 4 преобразователя энергии (преобразователь энергии полностью на чертежах не показан).
На кольцевом понтоне 2 установлены лопасти 5 и выполнен он с возможностью вращения относительно вертикальной оси 6.
Платформа 1 выполнена плавучей и снабжена средствами позиционирования, включающими как минимум шесть якорей 7, размещенных на дне 8, преимущественно попарно, связанных с платформой 1 гибкими элементами (тросами или цепями) 9 и 10 так, что проекция на горизонтальную плоскость одного гибкого элемента 9 ориентирована радиально к оси вращения 6 кольцевого понтона 2, а проекция второго гибкого элемента 10 ориентирована касательно, причем скрепленный с ним якорь 7, смещен в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого понтона 2 относительно точки 1 1 закрепления гибких элементов 9 и 10 на плавучем основании 12. При этом якоря 7 расположены вне пределов проекции платформы 1 на дно 8. Кроме того, платформа 1 содержит плавучее основание 12 и снабженную преобразователем энергии 4, надводную часть 13, связанную с плавучим основанием 12, полностью погруженным в воду, герметичными колоннами 14, длина которых больше суммы надводной высоты платформы 1 и глубины зоны действия ветровых волн, при этом длина их поперечного сечения больше ширины, причем длинная ось 15 их сечения ориентирована радиально к оси вращения 6 кольцевого понтона 2, которая совпадает с вертикальной осью платформы 1. Плавучему основанию 12 платформы 1 придана форма правильного многоугольника, при этом гибкие элементы 9 и 10 прикреплены к платформе 1 в точках 11 плавучего основания 12, максимально удаленных от оси вращения 6 кольцевого понтона 2, предпочтительно размещенных на одинаковых расстояниях друг от друга. Кроме того, горизонтальные размеры плавучего основания 12 платформы 1 превышают соответствующие размеры ее надводной части и приближены к диаметру кольцевого понтона 2.
Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.
Ветроэнергетическую установку транспортируют к месту размещения в сборе наплаву путем буксировки. В заданном месте шельфовой зоны на дно 8 устанавливают якоря 7 на существенном удалении за пределами проекции платформы 1 на дно 8. Прикрепляют якоря 7 гибкими элементами 9 и 10 к плавучему основанию 12 платформы 1 в точках 1 1. При этом гибкие элементы 9 через прикрепленные к ним якоря 7 обеспечивают стабильное положение платформы 1 в горизонтальной плоскости, а вытесняемый объем плавучего основания 12 и герметичных колонн 14 обеспечивает стабильность вертикального положения платформы 1.
Ветровой поток, воздействующий на лопасти 5, создает крутящий момент, который через кинематический механизм 3 передается на приемный узел 4 преобразователя энергии, а с преобразователя энергии - на платформу 1. Этот крутящий момент уравновешивается моментом, создаваемым горизонтальными составляющими растягивающих сил в гибких элементах 10. Наклон гибких элементов 9 и 10 из-за удаленности якорей 7 от проекции платформы 1 на дно 8 позволяет уменьшить силы и массу якорей 7. При этом, динамическая составляющая крутящего момента, возникающая из-за порывов ветра, сглаживается инерционностью платформы 1 и больших присоединенных масс воды, чему способствует некруговая форма плавучего основания 12 и вытянутая в радиальном направлении форма герметичных колонн 14.

Claims

Формула изобретения
1. Ветроэнергетическая установка, содержащая лопасти, установленные на кольцевом понтоне, выполненном с возможностью вращения относительно вертикальной оси, преобразователь энергии, выполненный с возможностью преобразования энергии вращения, размещенный на платформе, охваченной кольцевым понтоном, кинематический механизм, выполненный с возможностью передачи энергии вращения кольцевого понтона на приемный узел преобразователя энергии, отличающаяся тем, что платформа выполнена плавучей и снабжена средствами позиционирования, включающими как минимум шесть якорей, размещенных на дне, преимущественно попарно, связанных с платформой гибкими элементами так, что проекция на горизонтальную плоскость одного гибкого элемента ориентирована радиально к оси вращения кольцевого понтона, а проекция второго гибкого элемента ориентирована касательно, причем скрепленный с ним якорь смещен в сторону, противоположную направлению вращения кольцевого понтона относительно точки закрепления гибкого элемента на платформе.
2. Ветроэнергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что якоря расположены вне пределов проекции платформы на дно.
3. Ветроэнергетическая установка по п.1 и п.2, отличающаяся тем, что платформа содержит плавучее основание и снабженную преобразователем энергии надводную часть, связанную с плавучим основанием, полностью погруженным в воду, герметичными колоннами, длина которых больше суммы надводной высоты платформы и глубины зоны действия ветровых волн, при этом длина их поперечного сечения больше ширины, причем длинная ось их сечения ориентирована радиально к оси вращения кольцевого понтона, кроме того, расстояние от оси вращения кольцевого понтона, до наиболее удаленного участка герметичной колонны меньше внутреннего радиуса кольцевого понтона.
4. Ветроэнергетическая установка по п. 3, отличающаяся тем, что плавучему основанию платформы придана форма правильного многоугольника, при этом гибкие элементы прикреплены к плавучему основанию платформы в точках максимально удаленных от оси вращения кольцевого понтона, предпочтительно размещенных на одинаковых расстояниях друг от друга.
5. Ветроэнергетическая установка по п. 4, отличающаяся тем, что горизонтальные размеры плавучего основания платформы превышают соответствующие размеры ее надводной части.
PCT/RU2012/000220 2011-03-29 2012-03-27 Ветроэнергетическая установка WO2012134349A1 (ru)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12765687.4A EP2693047B1 (en) 2011-03-29 2012-03-27 Wind power plant
ES12765687.4T ES2589039T3 (es) 2011-03-29 2012-03-27 Planta de energía eólica
US14/007,880 US9168984B2 (en) 2011-03-29 2012-03-27 Wind power plant
CN201280014983.3A CN103492711B (zh) 2011-03-29 2012-03-27 风力发电站
KR1020137028473A KR101520015B1 (ko) 2011-03-29 2012-03-27 풍력 발전 플랜트
JP2014502506A JP5868487B2 (ja) 2011-03-29 2012-03-27 風力発電プラント
DK12765687.4T DK2693047T3 (en) 2011-03-29 2012-03-27 Windkraftanlagen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111894 2011-03-29
RU2011111894/06A RU2461732C1 (ru) 2011-03-29 2011-03-29 Ветроэнергетическая установка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012134349A1 true WO2012134349A1 (ru) 2012-10-04

Family

ID=46931720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000220 WO2012134349A1 (ru) 2011-03-29 2012-03-27 Ветроэнергетическая установка

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9168984B2 (ru)
EP (1) EP2693047B1 (ru)
JP (1) JP5868487B2 (ru)
KR (1) KR101520015B1 (ru)
CN (1) CN103492711B (ru)
DK (1) DK2693047T3 (ru)
ES (1) ES2589039T3 (ru)
RU (1) RU2461732C1 (ru)
WO (1) WO2012134349A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150094336A (ko) 2014-02-11 2015-08-19 현대모비스 주식회사 차고 조절 장치
CN103803029B (zh) * 2014-02-13 2016-08-17 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 多阶次半潜型平台
JP7181450B2 (ja) * 2018-02-07 2022-12-01 キョーラク株式会社 フロート集合体
CN108612623A (zh) * 2018-04-26 2018-10-02 清华大学 一种叶片浮动式海上垂直轴风力发电机***
CN112027006A (zh) * 2020-08-21 2020-12-04 山东电力工程咨询院有限公司 一种浮式可再生能源与海上牧场一体化平台
CN118107725A (zh) * 2023-12-06 2024-05-31 江苏政田重工股份有限公司 一种波浪能发电平台锚泊***及其操作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4050246A (en) * 1975-06-09 1977-09-27 Gaston Bourquardez Wind driven power system
SU1719713A1 (ru) * 1989-11-24 1992-03-15 П.В.Коптев Ветроэнергетическа установка
RU2118705C1 (ru) 1996-12-03 1998-09-10 Дальневосточный государственный технический университет Ветроэнергетическая установка
RU2330989C1 (ru) 2006-12-21 2008-08-10 Дальневосточный государственный технический университет Ветроэнергетическая установка

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3224976A1 (de) * 1982-07-03 1984-01-05 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen Windenergiekonverter im offshore-bereich
DE19846012A1 (de) * 1998-10-06 2000-04-20 Otto Maier Windkraft-Großanlage vorzugsweise zur Stationierung im maritimen Bereich
GB0120273D0 (en) * 2001-08-21 2001-10-10 Imp College Innovations Ltd Floating verticle-axis turbine
US7293960B2 (en) * 2003-10-23 2007-11-13 Shigeyuki Yamamoto Power generation assemblies, and apparatus for use therewith
US8174135B1 (en) * 2006-07-10 2012-05-08 Roe Justin C Marine energy hybrid
CN101363416B (zh) * 2008-09-25 2010-12-15 陆华强 帆船式水上风力发电机
US20120068465A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Freddy Dawoud Vertical axis wind turbine generator with sails
WO2013040871A1 (zh) * 2011-09-22 2013-03-28 Huang Canguang 支撑海上风机和海洋能发电机的预应力混凝土浮式平台

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4050246A (en) * 1975-06-09 1977-09-27 Gaston Bourquardez Wind driven power system
SU1719713A1 (ru) * 1989-11-24 1992-03-15 П.В.Коптев Ветроэнергетическа установка
RU2118705C1 (ru) 1996-12-03 1998-09-10 Дальневосточный государственный технический университет Ветроэнергетическая установка
RU2330989C1 (ru) 2006-12-21 2008-08-10 Дальневосточный государственный технический университет Ветроэнергетическая установка

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2693047A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2693047A4 (en) 2014-08-27
RU2461732C1 (ru) 2012-09-20
US9168984B2 (en) 2015-10-27
KR101520015B1 (ko) 2015-05-26
EP2693047B1 (en) 2016-06-08
CN103492711B (zh) 2016-03-30
CN103492711A (zh) 2014-01-01
DK2693047T3 (en) 2016-08-29
JP2014512476A (ja) 2014-05-22
JP5868487B2 (ja) 2016-02-24
KR20140015505A (ko) 2014-02-06
ES2589039T3 (es) 2016-11-08
EP2693047A1 (en) 2014-02-05
US20140014020A1 (en) 2014-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2461732C1 (ru) Ветроэнергетическая установка
JP5858241B2 (ja) 波動から電気エネルギーを生成するための装置
US20110278848A1 (en) Wave Energy Converting Assembly
KR101501906B1 (ko) 다수의 소형부유체를 이용한 파력발전장치
ES2877635T3 (es) Dispositivo de conversión de energía mecánica de las olas del mar a la energía eléctrica
US20140042749A1 (en) Ocean floor mounting of wave energy converters
NZ544812A (en) Wave powered electricity generation using a floating body connected to a generator
KR20120021629A (ko) 풍력발전기의 타워 진동 억제구조
RU110139U1 (ru) Ветроэнергетическая установка
US9816480B2 (en) Single bucket drag-type turbine and wave power generator
RU2479749C1 (ru) Ветроэнергетическая установка
CN102192093A (zh) 海上发电平台原动机械部分
KR20110031516A (ko) 진동추를 이용한 진동식 파력발전장치
RU113307U1 (ru) Ветроэнергетическая установка
RU2592094C1 (ru) Волновая электростанция
EP2397687A1 (en) Off-shore and/or inland alternative energy source assembly
CN101983271A (zh) 波浪能转换器的改进
KR20110100540A (ko) 파력발전장치
RU2118705C1 (ru) Ветроэнергетическая установка
ES2668083B1 (es) Dispositivo de generacion electrica
KR101002174B1 (ko) 능동 유향조절 다배열 수평축 조류발전장치
JP2023093179A (ja) 波力発電装置
JP2001329939A (ja) 波力発電装置
CN118202145A (zh) 可再生能源***安装设备和浮力平台
RU2069275C1 (ru) Волновая энергетическая установка москаля г.е.

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201280014983.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12765687

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012765687

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14007880

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014502506

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137028473

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A