可漂浮風力發(fā)電廠的制作方法

專利名稱：可漂浮風力發(fā)電廠的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及一種可漂浮風力發(fā)電廠，更具體地涉及一種被構造為漂浮設施的風力發(fā)電廠。對于本發(fā)明的應用，本發(fā)明涉及且打算應用在用于根據主導風力和所述風的方向為產生電力和電能創(chuàng)造先決條件的設施中。這種設施于是可以包括a、可漂浮在水域中并且另一方面彼此互相配合 (coordinated)的獨立浮筒(pontoon)單元；b、多個(至少兩個)彼此相鄰定向且彼此互相配合的風力渦輪機(風驅動螺旋槳)；c、停泊系統(tǒng)，穩(wěn)固地錨定于所提到的水域的有限底部區(qū)域；d、發(fā)電機單元，其可以由風力渦輪機的旋轉運動來驅動，以用于產生所述電力；和e、 線纜段，一方面連接到所述發(fā)電機單元，另一方面連接到適于分配所產生的電力的陸基配電網絡。提出本發(fā)明的意圖在于提供一種設施和應用，其中所述浮筒單元中的至少兩個可以與一個聯結梁等相互配合，例如，所述聯結梁是水平定向的梁，適于形成和/或支撐垂直或基本垂直定向的第一框架結構，所述風力渦輪機與該框架結構和/或聯結梁相關，并且優(yōu)選地，側相關地(side-relatedly)分布于其上，并且其中所述浮筒單元中的至少第三浮筒單元應能夠與水平或基本水平定向的第二框架結構相互配合，其中所述第一框架結構和所述第二框架結構，除了其它方面，借助于相關聯的框架部分而聯合成一體。本發(fā)明設想利用控制單元或控制裝備，其優(yōu)勢在于可以在以上提及的設施中找到其用途，并且其通過利用輸入數據并運算輸出數據或信號來控制相關聯的工具和/或裝置。
背景技術：
早先在多個不同的實施例中已知與以上提及的技術領域相關且具有滿足所提出的需求的功能和特性的方法、裝置和結構。關于這種類型的設施，早先已知以浮筒或浮筒單元水平停留且漂浮在水域的水面上的方式構造必需的浮筒或浮筒單元，或者將它們構造成例如具有相關聯的壓載或與壓載相關的裝置的漂浮垂直立柱(post)。作為首次提到的分類的示例，可以分別提起下列專利公開的內容即NL-I 008 318 ；EP-I 106 825-A2 ；US-6 294 844-B1 ；DE-32 24 976-A1 ；DE-197 27 330-A1 ； W0-00/58621-A1 ；DE-198 46 796-A1 和 W0-02/073032-A1。作為最近提起的具有用作浮筒單元的垂直立柱的分類的示例，可以提起以下專利公開的內容W0-2005/040 604-A2 和 W0-03/076 800-A2。如果考慮到與本發(fā)明相關聯的基本先決條件，對于早先的技術觀點，還會注意到專利公開W0-2007/009 464-A1的主題，特別是其中示出的圖1和2。這里，將示出和描述與水域相關的采用獨立設施形式的可漂浮風力發(fā)電廠，并且更具體地，將示出和描述根據主導風力和其指定的且即時的方向為產生電力創(chuàng)造先決條件的系統(tǒng)。這里所指示的這種系統(tǒng)包括a、可漂浮在水域中的獨立但在機械上相互配合的浮筒單元；b、多個(至少兩個)彼此相鄰定向且彼此相互配合的風力渦輪機(風驅動螺旋槳)；C、停泊系統(tǒng)，穩(wěn)固地錨定于所述水域的受限底部區(qū)域；d、發(fā)電機單元，其可以由一個以上風力渦輪機的旋轉運動來驅動，以產生所述電能；和e、線纜段，一方面連接到所述發(fā)電機單元，另一方面連接到分配所產生的電力的陸基配電網絡。更為具體地，所述浮筒單元應由至少兩個垂直或至少基本垂直的立柱來構造，并且與之相關聯，所述立柱本身可以漂浮，以用于形成，除了其它方面，第一垂直框架結構。在所有的情況下，將至少需要存在一個支桿(upright)或等同物來穩(wěn)定第一框架結構在水域中的垂直位置，所述支桿或等同物在下文中由“第三浮筒單元”指代。所述兩個(三個)立柱形浮筒單元本身為抗彎剛性(f lexuralIy rigid)的，并且此外適于能夠垂直支撐至少一個水平定向的本身為抗彎剛性的承重梁(carrier beam)結構。應使這種承重梁結構適于并且形成所需的尺寸以使它能夠水平支撐多個所述風力渦輪機。使所述立柱形浮筒單元中的每一個和所述支桿或第三浮筒單元被形成所需的尺寸，彼此相關地，和/或適于，使得在它們其下部浸在所述水域中的情況下保持提到的兩個框架結構的上部漂浮在水面上。所述第三支桿應被移位在一個平面的側方，通過所述第一框架結構和所述兩個立柱定向，并且第三支桿適于一方面能夠通過所述第二框架結構與所述第一框架結構協(xié)作， 并另一方面與所述停泊系統(tǒng)維持協(xié)作。這里要特別指出的是，所述浮筒單元應與水平定向的承重梁或承重梁結構相互配合，所述承重梁或承重梁結構適于包括在垂直或基本垂直定向的第一框架結構中，以形成和/或支撐垂直或基本垂直定向的第一框架結構，所述風力渦輪機側相關地分布于該框架結構和/或承重梁上，并且其中所述浮筒單元中的至少第三浮筒單元應與水平或基本水平定向的第二框架結構相互配合，所述第一框架結構和所述第二框架結構，除了其它方面，通過相關聯的框架相關部分安全地彼此附接在一起。已知這種類型的具有安全錨定停泊系統(tǒng)的漂浮設施將具有，除了其它方面，形成波的趨勢以使作為單元的電廠或設施(包括風力渦輪機)轉動，因此后者將稍微偏離風眼 (eye of the wind)和風的主導和即時方向，從而將降低期望的最大輸出電力?？紤]到與本發(fā)明相關的重要特征，以下專利公開的內容應作為相關現有技術構造而被提及。專利公開W099/(^856公開了一種包括風車(1)的設施，風車(1)安裝在框架(5、 6、7)上，所述框架具有漂浮主體(15)，并且能夠通過利用適當的驅動工具關于垂直軸旋轉，以便轉動風車和該設施朝向風。第3頁10-25行指出，可用的驅動工具采用螺旋槳的形式，而在第7頁14_16行提出電廠或設施可以通過利用所述螺旋槳在低的主導風速下沿“反”方向被驅動。專利公開FR-2 890 706-A1公開了一種風力驅動電廠，其中風力螺旋槳被設置為使普通發(fā)電機單元旋轉。
專利公開US-2003/0 129 059-A1公開了一種機構(16)，以便獨立地采用若干螺旋槳葉片(15A、15B和15C)的螺距值。專利公開W0-99/02856-A1也被視為公開了一種相關現有技術，并且被視為最為相關的現有技術，權利要求1的前序部分公開了本發(fā)明與該現有技術之間的公共特征。

發(fā)明內容
本發(fā)明技術問題的陳述如果考慮到這種情況，即本領域技術人員為了提供一個以上技術問題的解決方案而必須實施的技術評價一方面首先是有待實施的措施和/或措施順序的必要知識，另一方面是對一個以上所需工具的必要選擇，那么，考慮到這一點，以下技術問題應與本發(fā)明主題的產生相關?？紤]到如上所述的較早的技術觀點，必須將能夠理解以下操作的重要性以及該操作所需的技術措施和考慮和/或與技術措施和考慮相關的優(yōu)勢視為技術問題在漂浮風力發(fā)電廠，例如與水池相關的系統(tǒng)，并且更為具體地，根據主導風力為產生電力創(chuàng)造先決條件的系統(tǒng)中，提供輕的結構，該輕的結構可以基于利用兩個以上垂直立柱(各自用作浮筒單元)、一個以上垂直支桿或類似構件(也用作浮筒單元)、被形成所需尺寸以專門承接壓力的一個以上條形工具和被形成所需尺寸以明確用于承接拉力的多個工具，并且還提供對控制單元或控制裝備的利用，以用于響應于主導風向，控制或轉動風力渦輪機逆著風向并轉到風眼，適于能夠在運算電路中處理相關引入數據，從而經由工具、設備和/或裝置能夠強行旋轉作為單元的可漂浮結構或設施。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢將，除了其它方面，相關風向和風力渦輪機的螺旋槳的相關方向等引入所述控制裝備作為引入數據，即輸入數據。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓控制裝備適于利用相關聯的算法并在運算電路的幫助下產生引出數據，即輸出數據，這些輸出數據經由相關聯的適配電路使得一個以上工具、設備和/或裝置致動，以用于旋轉漂浮設施朝向并逆著風眼。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓所述工具、設備和/或裝置包括一個以上水下螺旋槳單元。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓所述工具、設備和/或裝置中的一個以上包括將選定緊固點移位到停泊系統(tǒng)的至少一個設施。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和/或與之相關的優(yōu)勢讓這種移位點與所利用的停泊系統(tǒng)的在水面之上延伸的上部相關聯。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓具有相關聯的算法且與控制裝備相關聯的運算工具或電路被允許致動用于在螺旋槳葉片的旋轉期間控制螺旋槳葉片轉動和/或運動的裝置，并且第一工具可以適于至少在一次旋轉期間，通過所述裝置為一個以上螺旋槳葉片提供不同的轉動位置和/或螺距設置。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓所述裝置適于在螺旋槳葉片全部或部分的向下方運動期間將一個以上螺旋槳葉片轉動到第一轉動位置，并且適于在螺旋槳葉片的全部或部分的向上方運動期間將一個以上螺旋槳葉片轉動到第二轉動位置。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓所述裝置可由所述控制單元或控制裝備控制，以便響應于，除了其它方面，采用相關風力、螺旋槳葉片相對于其輪轂的即時角度位置、螺旋槳葉片的螺距輪廓和/或相關風擾動的形式的輸入信號作為輸入數據，生成用于改變螺旋槳葉片的旋轉位置以達成最大化的發(fā)電電力的輸出信號作為輸出數據。技術問題在于能夠理解以下操作的重要性、以下操作所需要的技術措施和考慮和 /或與之相關的優(yōu)勢讓所述控制單元或控制裝備的所述裝置按照螺旋槳葉片轉動區(qū)域內的風速分布來致動。技術方案本發(fā)明以作為介紹提到的已知技術的漂浮式風力發(fā)電廠為起點，例如，采用與水域相關的用于根據主導風力和風向為產生電力創(chuàng)造先決條件的設施的形式，包括a、可漂浮在水域中的獨立而相互配合的浮筒單元；b、多個(即至少兩個)彼此相鄰定向且彼此相互配合的風力渦輪機(風驅動螺旋槳)；C、停泊系統(tǒng)，穩(wěn)固地錨定于所述水域的受限底部區(qū)域；d、發(fā)電機單元，其可以由渦輪機的旋轉運動來驅動，以用于產生所述電力；和e、線纜段，一方面連接到所述發(fā)電機單元，另一方面連接到適于分配所產生的電力的陸基配電網根據本發(fā)明的具體特性或特征，指出利用控制單元或控制裝備，以用于響應于主導風向，在一個以上工具和/或設備和/或裝置的幫助下，通過可控地轉動作為一個單元的漂浮電廠或設施，來轉動所述風力渦輪機朝向和轉到風眼和風的方向。在本發(fā)明的框架之內，進一步指出的是，將指示風的相關和即時方向、風力渦輪機的螺旋槳葉片的相關方向等的值作為輸入數據引入所述控制裝備。此外，指出的是，控制裝備用于通過相關聯的運算電路產生引出數據，以用于影響和/或致動一個以上的工具、設備和/或裝置，以用于使漂浮工廠或設備在水中圍繞停泊系統(tǒng)的其附接點產生旋轉。所述工具或裝置中的一個以上于是可以包括水下螺旋槳單元。提到的工具或裝置中的一個以上于是可以包括針對停泊系統(tǒng)的選定附接點的水平移位裝備。這種移位或附接點可以分配給停泊系統(tǒng)的可漂浮上部。與控制單元相關聯且具有相關聯的算法的運算電路應當能夠激活并致動用于在螺旋槳葉片的旋轉期間控制螺旋槳葉片的轉動運動的裝置，并且第一工具應當適于至少在一輪期間經由所述裝置向螺旋槳葉片提供不同的旋轉位置。此時，所述裝置適于在螺旋槳葉片的全部或部分向的下運動期間將螺旋槳葉片轉動到第一旋轉位置，并且適于在螺旋槳葉片的全部或部分向的上運動期間將螺旋槳葉片轉動到第二旋轉位置。
所述裝置可由控制單元或控制裝備控制，用于響應于，除了其它方面，采用相關風力、螺旋槳葉片相對于其輪轂的角度位置、螺旋槳葉片的螺距和/或相關擾動的形式的即時輸入信號，生成用于改變螺旋槳葉片的角度位置以轉到最大化的發(fā)電電力的輸出信號?？刂茊卧?或控制裝備的裝置還可以受到螺旋槳葉片的旋轉區(qū)域的風速分布的影響。優(yōu)點必須主要被視為本發(fā)明的特性和由此指示的特定重要特性的優(yōu)點在于，以此方式為采用結構形式的可漂浮電廠或設施產生電力的可能性創(chuàng)造了先決條件，并且根據主導風力和風向為產生電力創(chuàng)造先決條件。相關類型的結構于是可以包括除了其它方面，a、在水域中有浮力的獨立而相互配合的浮筒單元；b、多個(至少兩個)彼此相鄰定向且相互配合的風力渦輪機(風驅動螺旋槳)；c、停泊系統(tǒng)，穩(wěn)固地錨定于所述水域的受限底部區(qū)域，d、發(fā)電機單元，其可以由渦輪機的旋轉運動來驅動，以用于產生所述電力；和e、線纜段，一方面連接到所述發(fā)電機單元，另一方面連接到分配所產生的電力的陸基配電網絡。更具體地，進一步公開了 利用控制單元和/或控制裝備，以用于通過旋轉作為單元的有浮力的設施朝向風眼，在一個以上工具、設備和/或裝置的幫助下，響應于主導風向，來控制風力渦輪機朝向風眼和風的主導方向，其中所述控制單元響應于輸入數據而運算用于在所述工廠或設備的水池中操縱所述工廠或設備的相關輸出數據。權利要求1的特征部分列出了必須主要被視為描述本發(fā)明特征的主題。


現在將參照附圖以例證的目的更具體地描述目前提出的實施例，這些實施例呈現出與本發(fā)明相關的重要特性，在附圖中圖1以正視圖示出了從與風的方向相關聯的風眼的方向觀看的水支撐式 (water-supported)風力發(fā)電廠或設施的第一框架結構。圖Ia示出所提出的對圖1所示的實施例的替代，其具有所利用的不同會聚角度和方位的兩個浮筒單元或立柱。圖2以透視圖示出圖1的結構的較大部件，其表現出與本發(fā)明相關的重要特性和特征，并具有與水平的第二框架結構進行可旋轉地協(xié)作的垂直的第一框架結構。圖3以側視圖和平行于風眼和風的主導方向的方式示出圖1和2的結構。圖4以側視圖且類似于圖3的方式示出圖1和2的結構，其更具體地示出入塢點的存在，并且圖5示意性地且以框圖形式示出對于本發(fā)明非常重要的控制單元或控制裝備，其具有與對本發(fā)明有效的算法相互配合的一個以上運算電路以及相關聯的適配電路。定義浮筒單元涉及一個以上垂直立柱(1'，2')和/或支桿(3')，使它們的下部浸入水域中。梁結構涉及抗彎剛性梁，其被構造為使得它可以支撐所選擇數目的風力渦輪機和一個以上發(fā)電機單元，并且其可以封閉從風力渦輪機向發(fā)電機單元傳遞旋轉運動的系統(tǒng)。
被形成所需的尺寸以承接壓力的條形工具涉及一種主要被形成所需的尺寸以能夠承接壓力但也能夠承接拉力的結構。被形成所需的尺寸以承接拉力的工具涉及一種主要被形成所需的尺寸以能夠承接拉力但是對于承接壓力的能力具有較低的要求或沒有要求的結構。
具體實施例方式作為介紹已指出，在以下涉及目前所提出的實施例(其表現出與本發(fā)明相關的重要特性，且通過隨后的附圖中所示的圖得以闡明)的說明書中，我們主要以闡明本發(fā)明的思想為目的來選擇詞語和專業(yè)術語。然而，關于這一點應當注意的是，這里所選擇的詞語并不應當被視為只是限于這里所使用和選擇的詞語，而是應當理解的是，每個以此方式選擇的詞語應被解釋為額外地包括所有的以相同或基本相同的方式工作從而實現相同或基本相同的目的和/或技術結果的技術等同物。因此，分別參照附圖l、la、2、3和4，不僅示意性和具體地示出了提出的本發(fā)明的應用，還通過現在提出的并在下面進行更具體地描述的圖5的實施例對與本發(fā)明相關的重要性質和創(chuàng)造性特征進行了具體化。因此，圖1至4各自以風力發(fā)電設施“A”的形式示出可漂浮風力發(fā)電廠，與水域相關的該風力發(fā)電設施“A”用于根據主導即時風力和來自風眼“W”的風的方向創(chuàng)造在一個發(fā)電機單元“G”中發(fā)電的先決條件。根據圖1，設施“A”包括a、獨立而相互配合的浮筒單元1、2和(3)，其分別漂浮在水域“V”中；b、多個(達到至少兩個)彼此相鄰定向且相互配合的風力渦輪機(風驅動螺旋槳)，分別用附圖標記4、4a、4b和如來指代；C、停泊系統(tǒng)“M”，穩(wěn)固地錨定于所述水域 “V”的受限底部區(qū)域“B”;d、單個發(fā)電機單元“G”，其可以由渦輪機的轉動來驅動，以用于產生所述電力；和e、線纜段“K”，一方面連接到所述發(fā)電機單元“G”，另一方面連接到適于分配所產生的電力的陸基配電網絡(未具體示出)。所述浮筒單元中的至少兩個(被標記為1和2，采用立柱1、2'的形式)與水平定向的承重梁結構5 (即上梁結構)相互配合，該承重梁結構5適于形成和/或支撐垂直或基本垂直定向的第一框架結構21，所述渦輪機4- 被側相關地分布到該框架結構和/或承重梁5，并且其中所述浮筒單元中的至少第三浮筒單元C3)與水平或基本水平定向的第二框架結構22 (圖2和3)相互配合，其中所述第一框架結構21和所述第二框架結構22借助于相關聯的框架部分或類似物彼此牢固地附接，但是如圖2所示，被設置為可圍繞水平轉軸 6'轉動。所述兩個浮筒單元1、2通過至少兩個本身可漂浮的垂直或至少基本垂直的立柱 Γ、2'來構造，并且與這兩個立柱Γ、2'相關聯，以用于與額外的結構元件和工具一起形成第一框架結構21，所述結構21通過設置支桿(3)或浮筒單元來穩(wěn)定框架結構21在水域“V”中的垂直位置。盡管隨后將通過分配給兩個浮筒單元1、2的兩個立柱1'、2'和分配給一個浮筒單元的一個支桿C3)來描述對本發(fā)明的應用，但是應當注意，該實施例可以擴展為具有比這里提到的立柱數目和支桿數目多的立柱和支桿，并且可以以不同于這里作為最低要求而示出和使用的方式來分布。與浮筒單元1、2相關聯的所述兩個立柱1'、2'適于能夠支撐水平定向的承重上梁結構5，該結構5本身為抗彎剛性的且被水平定向，所述結構5適于且被形成所需的尺寸以便它可以支撐分別彼此相關的所述渦輪機4、4a、4b和如。如在圖2和3中，提到的兩個立柱1'、2'或浮筒單元1、2和所述支桿3中的每一個被形成所需的尺寸和/或適于使得它們在其下部la、2a、3a(圖2)浸入所述水域“V”中的情況下，保持框架結構21漂浮在水的表面“Va”上，而使所述支桿3相對于通過所述框架結構21和所述兩個立柱1'、2'或單元1、2定向的平面“P”(圖3)向旁側移位。屬于第一框架結構21的所述浮筒單元1、2被定形為兩個向下會聚的框架部分，這里用11、12來指代。屬于第二框架結構22的所述浮筒單元或支桿3適于通過一框架構造與第一框架結構21協(xié)作，該框架構造揭示了背對第一框架結構21及其下梁6的兩個從所述支桿3分叉的框架部分22a、22b。具有水平定向的承重梁結構5和支撐梁6的所述第一框架結構21與其屬于其浮筒單元的其框架部分或立柱1'、2' —起被定向在同一個平面“P”上，例如圖3中的垂直平面。所述分叉框架部分11、12或立柱1'、2'被分配以小于90°但是通常大于50°的相互角度，如圖1所示，例如，75°左右。所述向上分叉的框架部分11、12在這里示出為被定向成用以形成相互配合的尖頭部分(coordinated pointed portion) 13。所述框架部分11、12在這里與在水面“Va”上方定向的聯結梁6相互配合。聯結梁6被水平定向且布置在風力渦輪機下方，并被緊固在框架部分11、12的一半長度處。在圖Ia的替代實施例中，所述分叉的框架部分11"、12"通過被形成所需的尺寸以用于拉力的交叉條或線14、Ha相互配合。所述第一框架結構21，利用其承重梁5及其聯結梁6，適于分別利用或通過在承重梁5的總長度的10-30%的區(qū)域“b”內(分別從承重梁5的末端表面如和恥的一端或兩端計算)定向的相關聯的固定緊固點，穩(wěn)固地支撐獨立的浮筒單元1、2。更具體地說，指出的是，所述第一框架結構21通過固定但為鉸接的連接(這里給出附圖標記16、17)固定到所述第二框架結構22。進一步指出的是，所述第一框架結構21將包括用于被形成所需的尺寸以用于拉力并從第二框架結構22延伸的線、鏈條等的緊固點。所述緊固點被定向在鉸接連接16、17的上方和下方，圖2以例示的目的示出了鉸接連接16、17。針對框架部分2 的線被分配以附圖標記22a'和22a"，針對框架部分22b 的線被分配以附圖標記22b'和22b"。線22a'和22b'各自的上緊固點“ρ1”、“ρΓ ”形成到承重梁5上和/或向下會聚的框架部分11、12或立柱1'、2'的上部。支桿或浮筒單元3的一方面適于“可旋轉剛性地”與所述第一框架部21水平協(xié)作，另一方面通過所謂的入塢點7緊固到所述停泊系統(tǒng)"Μ"并且以附接方式與所述停泊系統(tǒng)〃 Μ"協(xié)作。
“可旋轉剛性地”緊固和協(xié)作意味著條形工具22a，(22b)屬于支桿3和立柱 1'(可替代地，立柱2')，其利用其端部可旋轉地16附接于立柱1'，其中可旋轉地剛性緊固是通過承接拉力的工具22a' ,22a"來實現的。更具體地說，設施“A”表示在所述支桿3與兩個立柱(第一立柱1'和第二立柱 2')中的每一個立柱之間，延伸有被形成所需的尺寸以承接壓力的條形工具，即左立柱 1'的工具22a，右立柱2'的類似工具22b。第一工具和第二工具22a'，2 〃和22b' ,22b"(例如，各自采用具有螺絲扣或類似物的線的形式)分別以已知方式附接到第一立柱1'和第二 2'立柱，并且更具體地， 在條形工具2 和22b的相應可旋轉附件16和17的對立側。條形工具22a，22b在限定中點區(qū)域“C”被附接到其相應的相關聯的立柱1'和 2 ‘，所述限定中點區(qū)域“C”被定位在梁結構5與屬于水域“V”的水表面“Va”之間。主要被形成所需的尺寸以用于壓力的梁結構6適于與兩個靠近但是在屬于水域 “V”的水面“Va”上方的立柱1'、2'固定地協(xié)作。這里，單個發(fā)電機單元“G”通過用于傳遞旋轉運動的系統(tǒng)“S”(未示出)適于由多個渦輪機4，4a，4b和4c (其都被分配給梁結構幻中的每一個分別驅動。所述支桿或第三浮筒單元3適于能夠與變壓器單元“T”和圖4中的線纜連接“K1” 協(xié)作和/或封閉所述變壓器單元“T”和圖4中的線纜連接“K1”。所述變壓器單元“T”于是可以在所述支桿3內部或在所述支桿3鄰接的位置處放置得非常低，以便它可以用作所述支桿3的壓載。采用線的形式的承接拉力的相互配合的工具22a' ,22a" ,22b ‘ ,22b"與承接壓力的條22a、22b或類似物協(xié)作且結合以形成采用三角形式的牢固結構。各自與梁結構5相互配合的風力渦輪機4、4a、4b和如的數目被選擇為超過兩個且少于六個，例如所示實施例中所指示的四個。所有風力渦輪機4、仙、如、如適于直接與系統(tǒng)“5”協(xié)作，傳遞螺旋槳的同步操作的旋轉運動并使發(fā)電機旋轉。通過所述同步操作，各個渦輪機4至如的螺旋槳適于能夠與彼此的圓形覆蓋表面 4'、4a'、4b'和 4c'相交迭。各自承接壓力的所述條形工具11、12、5、6、2加和22b被構造為一個以上管狀部分，即一個以上構架結構，從而減小靜負載。更具體地，后者應當具有很小的浮力或無法漂浮，并且應當具有小的風和/或波作用表面。所述一個和/或多個風力渦輪機被布置為且適于能夠直接與系統(tǒng)“S”協(xié)作，無需相關聯的齒輪箱即可傳遞旋轉運動。然后，所述垂直定向且向上分叉的立柱Γ、2'可以被分配以圓形或橢圓形或至少基本為圓形或橢圓形的橫截面，其中其主軸被定向成平行于梁結構5的縱向方位5'。此時，可以在所述立柱1'、2'和第三支桿3中的每一個設置孔，以便形成具有圓柱形或橢圓形或其它橫截面形狀的浮子。通過減小打算面對風眼“W”的表面來使波動作用及其影響減小，其中該表面可以是已知技術的架構。
所有渦輪機4至如沿朝向第三支桿3的方向，在通過框架部分21和側相關的梁結構5的同一(或者在任何情況下基本在同一)垂直平面內(例如所指示的平面“P”)相
互配合。所述支桿3適于借助于壓載的作用而占據垂直位置，并且通過線工具22a'， 22a" ,22b ‘ ,22b"等表現出對所述立柱1'，2'的抗彎剛性緊固。所選擇的錨定或停泊系統(tǒng)“M”適于根據需要表現出界限清楚的漂浮入塢或固定點 7。在這種情況下，所述固定點7可以適于在水表面“Va”下深度“d”處，使得在增大且更高的風力下，該固定點7將降低所述支桿3，以便由此減小浮筒單元和框架部分21的與垂直平面“P”相關的角度位置。所述梁結構5具有孔的輪廓的形式，并且圍繞提到的傳遞用于驅動同一個發(fā)電機單元“G”的運動的系統(tǒng)“S”，其中所述發(fā)電機單元應當關于梁結構5在中心定向。根據圖1和2的相關平臺或結構“A”具有大于200米的寬度，并且因此必須考慮到風速出現的變化。這還導致有必要通過其它工具、設備和/或裝置轉動該平臺，以便它可以占據或適應更適合的與主方向的角度。主要參照圖3，其示出，所述第二框架結構22，在該框架結構22的水平定向的框架部分22a、22b屬于浮筒單元的情況下，被定向成具有和/或表現出外部向下偏轉的框架部分23的同一(例如水平)平面“P1”中。所述分叉框架部分22a、22b被分配以小于65°且通常大于40°的相互角度“b”。具有偏轉框架部分23的所述分叉框架部分22a、22b被定向成例如形成相互配合的尖頭部分24，而所述分叉(或會聚)框架部分22a、22b鄰接于與在水面上定向的聯結梁 25相互配合的偏轉框架部分23。所述第一框架結構21包括線、鏈條或類似工具22a‘ ,22a" ,22b ‘ ,22b"的附接點，所述線、鏈條或類似工具22a'，2 "、22b'，22b"被形成所需的尺寸以用于拉力，并且被附接到或鄰接于第二框架結構22的外端部分M。這里，附接點被定向在聯結梁6的鉸接連接16、17上方和下方的相同距離或基本相同距離處。這里指出了一種可能性，即與第一框架結構相關聯的會聚框架部分或浮筒單元可以關于風力渦輪機被放置為使得可以發(fā)生聯結而不會與所述風力渦輪機發(fā)生干擾。所述聯結梁6和被分配給其它框架結構22的所述一個或多個框架部分可以在定向在水平面"Va”上方使得具有最高預期波高的波可以在下面通過的垂直高度(“h")處。參見圖4，示出停泊系統(tǒng)〃 M"表現出與第二框架結構22在水面‘‘Va”下方相互配合的入塢點或固定點7，并具有附接于該入塢點或固定點的浮標裝置30。浮標裝置30適于支撐用于分配所發(fā)電力的陸基配電網絡的水下線纜段‘‘K2”，所述線纜段“K2”通過線纜連接“K1”與線纜段“K3”電連接，線纜段“K3”被分配給第二框架結構22和/或第一框架結構21。線纜段“K3”適于從入塢點7沿第二框架結構22延伸一段距離。根據圖4的實施例，在執(zhí)行時，可以獨立于漂浮單元來安裝錨具和線纜。該系統(tǒng)通過只是經由入塢點7斷開連接來簡化拖曳單元“A”入港以例如進行維修的程序。
并且，線纜具有簡單的插頭裝置。此外，浮子或浮標裝置30可以在相連接的單元中與外部部分M協(xié)作，以防止波損傷線纜。該線纜“K4”由虛線示出。本發(fā)明的主要特性指示，在下面更緊密描述的結構或某些其它漂浮結構中，利用控制單元或控制裝備100，以用于在一個以上工具、設備和/或裝置的幫助下，響應于主導風向，通過由可被激活的工具、設備和/或其它裝置旋轉作為單元的可漂浮裝置“A”來控制風力渦輪機朝向風眼和風的方向“W”?，F在提及將風的相關方向、風力渦輪機的螺旋槳的相關方向等作為輸入數據引入到所述控制單元或控制裝備100。裝備100于是用于通過相關聯的運算電路和算法產生引出數據，用以影響一個以上工具、設備和/或裝置，用以引起漂浮設施“A”的一般旋轉。所述工具或設備中的一個以上于是可以包括一個以上水下螺旋槳單元，例如，分別通過附圖標記“Bi”和“B2”公開的水下螺旋槳單元。所述工具或設備中的一個以上于是可以包括使選定入塢點或附接點7移位的用 “B3”指代的裝備。這樣的移位點7于是可以被分配給停泊系統(tǒng)“M”的上部。屬于控制單元或控制裝備100的計算機單元64和運算電路應當能夠影響用于在螺旋槳葉片的旋轉期間控制螺旋槳葉片的旋轉運動的裝置62，并且第一裝置6 可以適于在至少一轉的情況下通過一裝置為螺旋槳葉片4bl、4l32提供不同的旋轉位置。這些螺旋槳葉片應當沿被視為葉片中心軸的軸轉動，并且從輪轂垂直延伸。所述裝置62于是可以適于在螺旋槳葉片的部分向下運動期間將螺旋槳葉片4bl 和仙2之一和兩個都轉動到第一旋轉位置，并且適于在螺旋槳葉片的部分向上運動期間將螺旋槳葉片轉動到第二旋轉位置。在該向下運動和/或該向上運動期間，葉片位置可以改變。所述工具、設備和/或裝置和所述單元“B1”、“B2”和/或“Β3”可被控制單元或控制裝備100控制，以用于響應于，除了其它方面，采用相關風力、風向、波結構、設施的位置等/或螺旋槳葉片相對于其輪轂的角度位置、螺旋槳葉片的爬升輪廓(climbing profile) 和/或相關擾動的形式的選定輸入信號，生成一個以上的輸出信號，用于影響所述設備和/ 或改變螺旋槳葉片的旋轉位置以達到最大化的發(fā)電電力。所述裝置62可能按照螺旋槳葉片的旋轉區(qū)域內風速分布被控制單元100影響。為此，參照根據圖5的控制單元或控制裝備100的框圖。根據本發(fā)明的具體特性，指出了利用控制裝備100，以用于響應于主導風向“W”在一個以上工具和設備的幫助之下，通過轉動作為單元的可漂浮結構“A”控制集水“V”中的設施“A”和/或風力渦輪機的位置逆著風眼和風的方向。圖5的控制裝備100示出了存在經由A/D轉換器的若干引入數據或輸入數據，其中弓I入數據63al可以表示相關風向，引入數據63a2可以表示相關風力，弓丨入數據63a3可以表示相關波高和/或引入方向，引入數據63a4可以表示結構的地理方向，63a5可以表示來自相關聯的傳感器的其它相關信息。這些引入數據或輸入數據在具有計算機單元64和運算電路6 的中央單元63以及程序存儲器64b和針對所分配的算法64d的存儲器6 中接收到。中央單元63生成多個輸出信號，其中輸出信號63bl通過D/A轉換器用于通過接口或適配電路62控制風力渦輪機4b，輸出信號63b4用于通過D/A轉換器控制風力渦輪機 4c ο輸出信號63 和63b3用于控制工具、設備和/或裝置“Bi”和“B2”，而輸出信號 63b5用于控制工具、設備和/或裝置“B3”。由于所提出的實施例落入本發(fā)明的范圍之內，因此進一步指出，將風力渦輪機4b 的螺旋槳4bl和仙2相對于其輪轂的旋轉的相關設置等作為輸入數據63a6引入到所述控制裝備100。該實施例利用一個以上發(fā)電機單元“G”。本發(fā)明當然不限于以上作為示例公開的實施例，并且可以在所附權利要求所示的創(chuàng)造性思想的范圍之內作出各種修改。特別應當注意，每個示出的單元和/或電路可以相互結合，框架內的示出的單元和/或電路能夠實現期望的技術功能。
權利要求
1.一種可漂浮風力發(fā)電廠，采用與水域相關的用于根據主導風力為產生電力創(chuàng)造先決條件的設施的形式，包括a、可漂浮在水域中的獨立而相互配合的浮筒單元；b、多個，即至少兩個，彼此相鄰定向且相互配合的渦輪機(風動螺旋槳)；C、停泊系統(tǒng)，穩(wěn)固地錨定于所述水域的受限底部區(qū)域；d、發(fā)電機單元，其可以由渦輪機的旋轉運動來驅動，以用于產生所述電力；e、線纜段，一方面連接到所述發(fā)電機單元，并且另一方面連接到用于分配所產生的電力的陸基配電網絡，其中所述浮筒單元中的至少兩個(1, 與適于形成和/或支撐垂直或基本垂直定向的第一框架結構的水平定向承重梁(5)結構相互配合，所述渦輪機 (4-4c)側相關地分布于所述第一框架結構和/或承重梁結構，并且其中所述浮筒單元中的至少第三浮筒單元C3)與水平或基本水平定向的第二框架結構0 相互配合，其中所述第一框架結構和所述第二框架結構02)彼此聯合，其特征在于，同時利用控制單元或控制裝備(100)，以用于，除了其它方面，響應于主導風(“W”)向和所述設施(“A”)的位置并且在一個以上工具、設備和/或裝置的幫助下，使該設施被控制以用于通過使所述可漂浮設施作為單元轉動來引導所述風力渦輪機朝向風眼和風的方向，在于相關風向 (63al)、相關風力(63U)和所述設施的相關位置(63a4)被引入到所述控制裝備(100)作為輸入數據，并且在于經由分配的運算電路和存儲的算法(64d)通過所述控制裝備(100) 生成來自所述控制裝備(100)的引出數據，以用于致動一個以上工具、設備和/或裝置，以用于引起所述漂浮設施的一般轉動。
2.根據權利要求1所述的設施，其特征在于，所述工具、設備和/或裝置中的一個以上包括水下螺旋槳單元。
3.根據權利要求1或2所述的設施，其特征在于，所述工具、設備和/或裝置中的一個以上包括使選定緊固點或入塢點移位到所述停泊系統(tǒng)的設備。
4.根據前述權利要求中任一項特別是權利要求3所述的設施，其特征在于，所述入塢點被分配給所述停泊系統(tǒng)的上部。
5.根據前述權利要求中任一項所述的設施，其特征在于屬于所述控制裝備的運算電路，適于影響用于在所述螺旋槳葉片的旋轉期間控制所述螺旋槳葉片的轉動運動的裝置， 并且在于第一工具，適于至少在一轉期間為所述螺旋槳葉片分配不同的轉動位置。
6.根據前述權利要求中任一項所述的設施，其特征在于，所述裝置適于在所述螺旋槳葉片的部分或全部的向下運動期間將所述螺旋槳葉片轉動到第一轉動位置，并且適于在所述螺旋槳葉片的部分或全部的向上運動期間將所述螺旋槳葉片轉動到第二旋轉位置。
7.根據前述權利要求中任一項所述的設施，其特征在于，所述裝置可由所述控制裝備控制，以用于響應于，除了其它方面，采用相關風力、所述螺旋槳葉片相對于其輪轂的角度位置、所述螺旋槳葉片的螺距輪廓和/或相關擾動的形式的輸入信號，生成用于改變所述螺旋槳葉片的轉動位置和/或所述設施的位置以達到最大化的發(fā)電電力的輸出信號。
8.根據前述權利要求中任一項所述的設施，其特征在于，所述裝置由所述控制單元或所述控制裝備通過在所述螺旋槳葉片的旋轉區(qū)域中的風速分布來致動。
全文摘要
本發(fā)明包括根據主導風(“W”)力為產生電力創(chuàng)造先決條件的設施(“A”)。在水支撐式設施(“A”)中，提出在所利用的浮筒單元(1、2、3)中，可漂浮的垂直或基本垂直的至少兩個立柱(1′、2′)和梁結構(5)相互配合以形成第一框架結構(21)，并且穩(wěn)定第一垂直框架結構(21)在水域中的位置的至少一個支桿(3)包括在第二水平框架結構(22)中。本發(fā)明指明，三角形的第一框架結構(21)應與三角形的第二框架結構(22)進行固定的但可圍繞水平轉軸(6′)旋轉的連接(16、17)。具體地，指出可以利用控制裝備(100)，其用于響應于主導風向和設施(“A”)的位置，在一個以上工具、設備和/或裝置的幫助之下，通過經由水下工具(“B1”、“B2”和“B3”)可轉動地操縱作為單元的可漂浮設施(“A”)，操縱風力渦輪機(4-4c)和設施(“A”)朝向風眼和風的主導方向。
文檔編號F03D7/02GK102177341SQ200980140285
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權日2008年10月24日
發(fā)明者貝蒂爾·莫里茨 申請人:赫茲曼電力公司