本發(fā)明屬于海洋可再生能源和水產(chǎn)養(yǎng)殖工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種浮式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)和深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱結(jié)合的集成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能資源開發(fā)對于我國治理大氣霧霾、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。海上風(fēng)電開發(fā)是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的最新方向，但按照目前近海風(fēng)電場所采用的各種固定于海底的樁式結(jié)構(gòu)(單樁、三樁、導(dǎo)管架式)的傳統(tǒng)方法，整個(gè)風(fēng)力機(jī)基礎(chǔ)的成本將隨著海水深度增加而急劇上升，使深海風(fēng)電場建設(shè)在經(jīng)濟(jì)上變得不可行，而將風(fēng)力機(jī)安裝在漂浮式平臺是解決這一問題的有效途徑。然而就目前來說，浮式風(fēng)機(jī)的成本依然很高，遠(yuǎn)海發(fā)電系統(tǒng)的電能儲存和運(yùn)輸技術(shù)是制約深海浮式風(fēng)電技術(shù)的一個(gè)重要因素。隨著養(yǎng)殖網(wǎng)箱技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，深海養(yǎng)殖是未來水產(chǎn)養(yǎng)殖發(fā)展的一個(gè)必然趨勢，這將有利于開拓未被開發(fā)的資源。深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱的抗風(fēng)浪設(shè)計(jì)以及電力供應(yīng)無法有效的解決。因此研究一種浮式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)和深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱的集成系統(tǒng)，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中是非常必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的技術(shù)不足，提出浮式海上風(fēng)機(jī)和浮式網(wǎng)箱的集成使用，有效利用浮式平臺安裝靈活，應(yīng)用場合廣的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到深海浮式發(fā)電裝置和深海養(yǎng)殖裝置的優(yōu)勢互補(bǔ)。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)用價(jià)值高，可有效推動(dòng)其在工業(yè)上的應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種浮式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)和深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱的集成系統(tǒng)，包括風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、浮式深海養(yǎng)殖系統(tǒng)和錨鏈系統(tǒng)；
所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)1和半潛浮式海上浮式平臺，所述的半潛浮式海上浮式平臺包括上浮體2、圓形立柱3和下浮體4；上浮體2和下浮體4為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，二者通過三個(gè)圓形立柱3連接；
所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)1內(nèi)裝有葉輪、齒輪變速箱、風(fēng)能調(diào)速機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)和偏航控制系統(tǒng)；葉輪的輸出端通過主軸和齒輪變速箱的輸入端相連，以增大轉(zhuǎn)速，齒輪變速箱的輸出端經(jīng)風(fēng)能調(diào)速機(jī)構(gòu)使其輸出的速度均勻，風(fēng)能調(diào)速機(jī)構(gòu)與發(fā)電機(jī)相連；偏航控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的方位使其正對風(fēng)向，以達(dá)到更好的捕能效果；三臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)1周向均布于上浮體2上；所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)能作用下發(fā)出電能，給浮式深海養(yǎng)殖系統(tǒng)提供電力；
所述的浮式深海養(yǎng)殖系統(tǒng)包括封閉式圓形網(wǎng)箱5和壓載塊6；封閉式圓形網(wǎng)箱5上部固定在下浮體4底部，有效降低風(fēng)浪荷載，提高網(wǎng)箱的抗風(fēng)浪能力；同時(shí)，封閉式圓形網(wǎng)箱5下部周向均布有壓載塊6，防止封閉式圓形網(wǎng)箱5在潮流和網(wǎng)內(nèi)魚群的作用下和錨鏈系統(tǒng)發(fā)生干涉；浮式深海養(yǎng)殖系統(tǒng)的電力供應(yīng)由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)1來實(shí)現(xiàn)；
所述的錨鏈系統(tǒng)，即為錨鏈7；錨鏈7一端固定在下浮體4上，另一端與海床相連，實(shí)現(xiàn)下浮體4與海床相連；
所述的圓形立柱3下部布置固定壓載，以降低重心；固定壓載可以是混凝土固定壓載、礦砂壓載以及砂石壓載中的一種。
所述的下浮體4中充滿壓載水，降低集成系統(tǒng)的重心，提高了整體的穩(wěn)性。
本發(fā)明的效果和益處是通過將風(fēng)力發(fā)電機(jī)和深海養(yǎng)殖裝置結(jié)合，共享半潛式浮式海洋平臺，風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生的電量可以為養(yǎng)殖裝置提供電力，和單一的海上風(fēng)機(jī)及海上養(yǎng)殖網(wǎng)箱相比較，增加了單位海域的有效利用，大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，具有較高的實(shí)用價(jià)值。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是錨鏈分布圖。
圖3是網(wǎng)箱底部壓載塊分布圖。
圖中：1風(fēng)力發(fā)電機(jī)；2上浮體；3圓形立柱；4下浮體；5封閉式圓形網(wǎng)箱；6壓載塊；錨鏈。
具體實(shí)施方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖1，一種浮式海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)和深海養(yǎng)殖網(wǎng)箱的集成系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)1、上浮體2、圓形立柱3、下浮體4、封閉式圓形網(wǎng)箱5、壓載塊6和錨鏈7；三臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)1分別安裝在上浮體2的周向均布的三個(gè)位置，下浮體4通過三根圓形立柱3和上浮體2相連，封閉式圓形網(wǎng)箱5和下浮體4底部固定，下浮體4通過錨鏈7將海洋浮式平臺固定，12個(gè)壓載塊在網(wǎng)箱底部周向均勻地和封閉式圓形網(wǎng)箱5連接(圖3)。
可在的每個(gè)圓形立柱3下部布置固定壓載，以降低重心。固定壓載可以是混凝土固定壓載、礦砂壓載以及砂石壓載中的一種。
下浮體4中可充滿壓載水，以降低系統(tǒng)的重心，提高了整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)性。下浮體4位于水面以下的深處，可大大減小波浪作用力。下浮體通過分布式懸列線錨泊系統(tǒng)定位在海底(圖2)。
在岸邊拼裝時(shí)，三個(gè)圓形立柱3中裝載固定壓載，下浮體4中不灌注壓載水，浮動(dòng)基礎(chǔ)主要靠三個(gè)圓形立柱3和下浮體4提供浮力支撐整個(gè)浮式風(fēng)機(jī)，使浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的吃水較淺；在目標(biāo)海域正常發(fā)電工況下，下浮體4中充滿壓載水，使浮式風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)吃水，既降低了整個(gè)浮式風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)重心，又提高了穩(wěn)定性和耐波性。
該方法為：當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)1的葉輪在風(fēng)力作用下旋轉(zhuǎn)，通過齒輪傳動(dòng)，達(dá)到發(fā)電機(jī)發(fā)現(xiàn)需要的轉(zhuǎn)速，發(fā)出電能，部分輸送至電網(wǎng)，部分用來給浮式深海養(yǎng)殖系統(tǒng)提供電力；浮式深海養(yǎng)殖系統(tǒng)可充分利用海洋空間，從而降低浮式風(fēng)機(jī)的發(fā)電成本，同時(shí)，采用全潛式網(wǎng)箱，可有效的降低所受風(fēng)和波浪載荷，避免傳統(tǒng)網(wǎng)箱在極端海況下，需要下沉的額外操作；海上浮式平臺由錨鏈固定，保持其穩(wěn)定性；圓形網(wǎng)箱底部加上壓載塊，可有效避免在惡劣海況下，網(wǎng)箱和錨鏈的相互干涉。