機系統(tǒng)、三葉片的風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)或垂直軸的風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解的是，風(fēng)力渦輪機304的類型可以變化。以上僅通過示例的方式提供。
[0045]在一個實施方案中，多個風(fēng)力渦輪機304可以適當(dāng)?shù)亻g隔開。例如，多個風(fēng)力渦輪機304中的每一個可與相鄰的一個間隔約80米。
[0046]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上風(fēng)力渦輪機的間距僅通過示例的方式提供。其它間距也是可能的。
[0047]還應(yīng)當(dāng)理解的是，壓載艙被充分提供并布置在浮動平臺302中，以確保浮動平臺302的穩(wěn)定性。
[0048]圖4示出了具有根據(jù)示例性實施方案的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的浮動式海上設(shè)施。具有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的海上設(shè)施400包括具有5個風(fēng)力渦輪機404的浮動平臺402。浮動平臺402可以為約50-70m寬，500米長，30米高。每個風(fēng)力渦輪機404可以是80米高，具有50米的渦輪葉片。每個風(fēng)力渦輪機404可與相鄰的風(fēng)力渦輪機間隔約80米。在該實現(xiàn)方案中，每個風(fēng)力渦輪機404可以產(chǎn)生大約2500KW至3000KW的電功率。具有風(fēng)力發(fā)電的海上設(shè)施400所產(chǎn)生的總電功率可以是大約12.5MW至15MW。壓載艙可以設(shè)置在浮動平臺402內(nèi)，使得具有風(fēng)力發(fā)電的浮動式海上設(shè)施400可以在海上環(huán)境中穩(wěn)定。
[0049]在一個實施方案中，多個風(fēng)力渦輪機304可以布置成使得連續(xù)的風(fēng)力渦輪機的高度變化。例如，第一風(fēng)力渦輪機可以是70米高，而第二風(fēng)力渦輪機可以是80米高。隨后，多個風(fēng)力渦輪機304中其余的高度將在70米和80米之間交替。風(fēng)力渦輪機的高度的交替的效果是對于每個后續(xù)的風(fēng)力渦輪機與風(fēng)具有直接的相互作用，并減少來自前一個風(fēng)力渦輪機的紊流的影響。應(yīng)當(dāng)理解的是，所討論的高度的變化僅通過示例的方式提供。其它變化也是可能的。
[0050]在一個實施方案中，多個風(fēng)力渦輪機304相對于浮動平臺102可以是固定的。例如，多個風(fēng)力渦輪機304可以是固定的，使得它們總是面向浮動平臺302的前面。浮動平臺302可以轉(zhuǎn)動，以相對于風(fēng)提供最大的暴露。在另一個實施方案中，多個風(fēng)力渦輪機304可以是可旋轉(zhuǎn)的，使得它們可以繞垂直軸線轉(zhuǎn)動。在本實施方案中，當(dāng)風(fēng)改變方向時，多個風(fēng)力渦輪機304可以繞它們各自的垂直軸線以同步的方式一起旋轉(zhuǎn)到主風(fēng)的方向，以便多個風(fēng)力渦輪機304相對于主風(fēng)具有最大的暴露。如圖5所示，多個風(fēng)力渦輪機304可以繞它們各自的垂直軸線一起轉(zhuǎn)動以面向以一定角度吹過海上設(shè)施300的主風(fēng)。繞它們各自的垂直軸線轉(zhuǎn)動多個風(fēng)力渦輪機的控制和方法可以經(jīng)由集中式計算機控制系統(tǒng)或者可以手動局部控制。應(yīng)當(dāng)理解的是，繞垂直軸線轉(zhuǎn)動的其它控制和方法是可能的。
[0051]如圖3所示，海上設(shè)施300包括系泊系統(tǒng)306。系泊系統(tǒng)306可以是外部的轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)、內(nèi)部的轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)或本領(lǐng)域已知的任何其它系泊系統(tǒng)。使用轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306，海上設(shè)施300能夠繞著轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)主風(fēng)的方向，海上設(shè)施300可以通過推進器或其它推進機構(gòu)繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)，使得多個發(fā)電機304可以接觸風(fēng)的最大量，以用于最佳的發(fā)電。
[0052]在一個實施方案中，旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力渦輪機、轉(zhuǎn)臺式系泊系統(tǒng)和推進系統(tǒng)的組合允許海上設(shè)施300能夠不斷地利用風(fēng)力的最優(yōu)量。這是通過繞轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)海上設(shè)施300以及如上所述的旋轉(zhuǎn)每個風(fēng)力渦輪機來實現(xiàn)的。
[0053]在一個實施方案中，海上設(shè)施300可以包括方位推進器。方位推進器可繞其所安裝的垂直軸線旋轉(zhuǎn)，從而允許推進器線繞垂直軸施加任何方向的推力。這使海上設(shè)施300能夠精細地調(diào)整其位置并且輔助海上設(shè)施300定位自身，使得多個風(fēng)力渦輪機304可以接觸風(fēng)的最大量，以用于最佳發(fā)電。
[0054]如圖3所示，海上設(shè)施300還包括變電站308，變電站308用于合并來自多個風(fēng)力渦輪機304產(chǎn)生的電力，以便隨后在船上使用或以便傳輸?shù)搅硪桓悠脚_。變電站308還可以配置成適于隨后使用或用于傳輸?shù)疥懮想娋W(wǎng)的逐步升高/逐步降低的電壓。變電站308可以包括用于監(jiān)視和控制電力從多個風(fēng)力渦輪機304供給到變電站308的計量設(shè)備和控制系統(tǒng)。變電站308還可以用作電力管理模塊106。變電站308可以配置成確保電力輸出的穩(wěn)定供應(yīng)。
[0055]在一個實施方案中，自變電站308的電力輸出可以傳輸?shù)搅硪粋€地方。在該配置中，轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306可以配置成與水下電纜連接，該水下電纜用于把在變電站308合并的電力傳輸?shù)搅硪粋€地方。在轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306中可以包括電力和控制轉(zhuǎn)環(huán)以及電連接器以便于水下電纜連接到用于電力傳輸?shù)霓D(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306。
[0056]多個風(fēng)力渦輪機304的其它布置也是可能的。在圖6A中，第一個風(fēng)力渦輪機和最后一個風(fēng)力渦輪機可以位于浮動平臺302的中心線上。其余的風(fēng)力渦輪機可以以交替的方式設(shè)置在浮動平臺302的每一側(cè)。在圖6B中，多個風(fēng)力渦輪機304可以以交替的方式設(shè)置在浮動平臺302的每一側(cè)。
[0057]應(yīng)當(dāng)理解的是，多個風(fēng)力渦輪機304可以是垂直軸線的風(fēng)力渦輪機。垂直軸線的風(fēng)力渦輪機可以包括垂直葉片或螺旋形的扭轉(zhuǎn)葉片。安裝在浮動平臺302上的垂直軸線的風(fēng)力渦輪機的數(shù)量、尺寸、設(shè)置和類型根據(jù)電力輸出所需的量可以變化。
[0058]有利的是，示例性實施方案和實現(xiàn)方案的海上設(shè)施300可以是可移動的和輕便的，使得它們可以容易地移動到缺乏電力的沿海區(qū)域和/或消除無風(fēng)期間風(fēng)力發(fā)電遇到的問題。使用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來把電力供應(yīng)給具有處理工廠或制造廠的海上設(shè)施也可增強這些工廠或制造廠的功率效率。在海上設(shè)施用于廢金屬處理的實施方案中，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的使用可提高金屬回收的能源節(jié)省。
[0059]在另一個實施方案中，海上設(shè)施300可包括作為海上設(shè)施300的電源的燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)(沒有風(fēng)力渦輪機304)。在另一個實施方案中，具有發(fā)電系統(tǒng)的海上設(shè)施300除了多個風(fēng)力渦輪機304之外，可包括燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)，以增加海上設(shè)施300的電力輸出。
[0060]圖7示出了海上設(shè)施300，該海上設(shè)施300除了多個風(fēng)力渦輪機304之外，具有燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710，以增加海上設(shè)施300的電力輸出。如圖7所示，海上設(shè)備300包括設(shè)置在浮動平臺302內(nèi)的燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖7僅通過示例的方式提供。例如，燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710也可以設(shè)置在浮動平臺302的甲板上。
[0061 ] 在該實施方案中，燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710產(chǎn)生的電力是可調(diào)節(jié)的供應(yīng)，其中，使用者可控制電力的輸出量。多個風(fēng)力渦輪機304產(chǎn)生的電力是波動的供應(yīng)，其中產(chǎn)生的電力依賴于風(fēng)量。有利的是，一個恒定的組合電源可以從本實施方案中通過監(jiān)測來自多個風(fēng)力渦輪機304的波動供應(yīng)和調(diào)整來自燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710的可調(diào)節(jié)的供應(yīng)來輸出，以保持恒定的組合的輸出電源。電力管理模塊106可以配置成用于管理來自多個風(fēng)力渦輪機的波動供給和來自燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710的可調(diào)節(jié)的供應(yīng)，以提供恒定的組合的輸出電源。
[0062]燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710可以是任何類型的燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)。
[0063]例如，它可以是勞斯萊斯遄達60燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以產(chǎn)生高達64MW的電功率。天然氣或燃油可以用于操作燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710。儲存罐712可以設(shè)置成用于儲存用于在燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710中使用的天然氣和/或燃油。應(yīng)當(dāng)理解的是，燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710和儲存罐712的數(shù)量、設(shè)置和/或類型可以變化。圖7僅通過示例的方式提供。
[0064]由燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710產(chǎn)生的電力可以傳輸?shù)阶冸娬?08，變電站308合并由燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710和/或多個風(fēng)力發(fā)動機304產(chǎn)生的電力，以用于隨后使用或用于傳輸?shù)搅硪粋€地方。變電站308可以配置成確保電力輸出的穩(wěn)定供應(yīng)。變電站308還可以配置成用于隨后使用或用于傳輸?shù)疥懮想娋W(wǎng)的逐步升高/逐步降低的電壓。變電站308可以包括用于監(jiān)視和控制來自多個風(fēng)力渦輪機304的電源以及來自燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710的計量設(shè)備和電源控制系統(tǒng)。變電站308可以用作電力管理模塊106。
[0065]在一個實施方案中，當(dāng)來自變電站308的輸出用于傳輸?shù)搅硪粋€浮動平臺時，轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306可以配置成與水下電纜連接，該水下電纜用于把在變電站308中合并的電力傳輸?shù)狡渌悠脚_。在轉(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306中可以包括電力和控制轉(zhuǎn)環(huán)以及電連接器以有利于水下電纜連接到用于電力傳輸?shù)霓D(zhuǎn)塔式系泊系統(tǒng)306。
[0066]在一個實施方案中，具有發(fā)電系統(tǒng)的海上設(shè)施300還可以包括排氣鼓風(fēng)機系統(tǒng)，該排氣鼓風(fēng)機系統(tǒng)用于引導(dǎo)來自燃氣渦輪機發(fā)電系統(tǒng)710的排氣以吹入到多個風(fēng)力渦輪機304內(nèi)，從而增加風(fēng)力發(fā)電。圖8示出了具有排氣鼓風(fēng)機系統(tǒng)820的海上設(shè)施300。排氣鼓風(fēng)機系統(tǒng)820可包括空氣吸入導(dǎo)管822，在空氣吸入導(dǎo)管822中，當(dāng)排氣流過空氣抽吸導(dǎo)管822時，環(huán)境空氣經(jīng)由文丘里效應(yīng)通過孔眼826被吸入空氣抽吸導(dǎo)管