TW201408875A - 風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構 - Google Patents

Abstract

一種風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構，可先於一第一地點完成一風力發電機之預組，再透過一船體將該預組之風力發電機運送至該第二地點進行組接安裝，而可大幅縮短該風力發電機之設置時間，且於運送過程中，係可將該風力發電機之塔柱向下穿過底座，以大幅降低該風力發電機之高度，縮短力臂之長度，藉此，不僅可有效減緩風浪帶來之晃動，以提升運送之穩定性，且使本發明可使用噸位較小之船體來運送，以達到節省成本之效果。

Description

風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構

本發明係與一種風力發電機之安裝方法及結構有關，特別是指一種風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構。

風力發電因為具有取之不盡用之不竭、不會排放廢氣或產生其他廢料以及建置成本低等優點，所以在眾多再生能源中一枝獨秀，被喻為最可能取代石化燃料之明日之星，其中，就風力發電機之設置地點而言，由於海上風性係較陸地具有風期長、風速高、風力平穩、不受遮敝以及對環境景觀影響較小等優勢，因此離岸安裝逐漸成為風力發電的主要趨勢。

而在現有之離岸安裝方法中，受限於海洋之海象變化快速與不可預測性，為了避免在安裝過程中因海象變化而發生安裝中斷，坊間多是先於岸邊完成風力發電機之組裝，再利用一駁船托起整組風力發電機並移動至設置地點，最後直接將整組風力發電機降下固定於該設置地點，即可完成安裝作業，藉此能夠大幅縮短該風力發電機之設置時間，以降低海象變化所帶來之影響。

然而，因為風力發電機之高度較高，容易受風浪影響而產生晃動所以上述之安裝方法不僅需要使用較大噸位之駁船進行載送，且運送過程極不穩定，長久以來多為使用者所詬病，是以，本案發明人在觀察到上述缺點後，認為該習知風力發電機之離岸安裝方法實有進一步改良之必要，而隨有本發明之產生。

本發明之目的係在提供一種風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構，其係可縮短風力發電機之設置時間，並於運送過程中減緩風浪帶來之晃動，以達到提升運送穩定性之效果。

為達上述目的，本發明所提供之風力發電機之組接結構，其係包含有一底座，且該底座上係設有一穿孔，同時該底座上係更進一步設有一第一組接部；以及一連接件，其一側係對應該第一組接部設有一第二組接部，且該第二組接部係可組接於該第一組接部，而該連接件之另側則設有一第一連接部；以及一塔柱，其一端係對應該第一連接部設有一第二連接部，且該第二連接部係可組接於該第一連接部；以及一機艙，其係組設於該塔柱；還有一葉輪，其係組設於該機艙。

為達上述目的，本發明所提供之風力發電機之離岸安裝方法，係在一淺水區域使用如上述之風力發電機之組接結構進行，並包含有預組、移動及安裝等步驟，其中，該預組步驟係指：先將該底座設置於一第一地點，再將該塔柱直接穿設於該底座之穿孔，最後將該機艙組設於該塔柱以及該葉輪組設於該機艙，完成一預組之風力發電機；而該移動步驟係指：利用一船體托起該預組之風力發電機，並藉由該船體將該預組之風力發電機移動至一第二地點；而該安裝步驟係指：增加船體之壓載，使該船體著陸於海床，之後將該底座降下固設於該第二地點，並將該塔柱抽出該底座之穿孔，接著將該連接件之第二組接部組設於該底座之第一組接部，最後將該塔柱之第二連接部組設於該連接件之第一連接部，完成該風力發電機之安裝。

為達上述目的，本發明所提供之風力發電機之離岸安裝方法，係在一深水區域使用如上述之風力發電機之組接結構進行，並包含有預組、移動及安裝等步驟，其中，該預組步驟係指：先將該底座設置於一第一地點，再將該塔柱直接穿設於該底座之穿孔，最後將該機艙組設於該塔柱以及該葉輪組設於該機艙，完成一預組之風力發電機；而該移動步驟則是指：利用一船體托起該預組之風力發電機，並藉由該船體將該預組之風力發電機移動至一第二地點；而該安裝步驟則是指：增加該船體之壓載以穩固該船體，之後將該底座降下固設於該第二地點，並將該塔柱抽出該底座之穿孔，接著將該連接件之第二組接部組設於該底座之第一組接部，並將該等緩衝件組設於該連接件之第一連接部，最後將該塔柱之第二連接部壓抵於該等緩衝件上，且讓該連接件之定位柱穿設於該塔柱之定位孔，以藉由該等緩衝件所提供之緩衝彈力，將該第二連接部緩緩靠近組設於該第一連接部，完成該風力發電機之安裝。

本發明之風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構，可先於該第一地點完成該預組之風力發電機，再透過該船體直接將該預組之風力發電機運送至該第二地點進行組接安裝，以大幅縮短該風力發電機之設置時間，且於運送過程中，因為該塔柱係穿設於該底座之穿孔，所以可大幅降低該風力發電機之高度，以縮短力臂之長度，減緩風浪帶來之晃動，如此不僅可提升運送之穩定性，且使本發明可使用噸位較小之船體來運送，以達到節省成本之效果。

請參閱第一圖、第二圖以及第三圖所示，係為本發明之第一較佳實施例之立體圖、局部分解圖以及局部放大剖視圖，其係揭露有一種風力發電機100之組接結構，該組接結構係包含有：一底座10，其上係設有一穿孔11，且該底座11上係更進一步設有一第一組接部12，於本實施例中，該第一組接部12係為一法蘭接面121，且具有複數個第一貫孔122。

一連接件20，其一側係對應該第一組接部12設有一第二組接部21，且該第二組接部21係可組接於該第一組接部12，於本實施例中，該第二組接部21亦為一法蘭接面211，且具有對應該第一貫孔122之第二貫孔212，並可透過複數個第一螺栓30分別穿設固定於每一組互相對應之該第一貫孔122與該第二貫孔212，使該第一組接部12與該第二組接部21相組接固定，此外該連接件20之另側則設有一第一連接部22，於本實施例中，該第一連接部22係為一法蘭接面221，且具有複數個第一透孔222。

一塔柱40，其一端係對應該第一連接部22設有一第二連接部41，且該第二連接部41係可組接於該第一連接部22，於本實施例中，該第二連接部41亦為一法蘭接面411，且具有對應該第一透孔222之第二透孔412，並可透過複數個第二螺栓50分別穿設固定於每一組互相對應之該第一透孔222與該第二透孔412，使該第一連接部22與該第二連接部41相組接固定。

一機艙60，其係組設於該塔柱40。

一葉輪70，其係組設於該機艙60。

請再同時參閱第四圖所示，係為本發明之第一較佳實施例之步驟流程圖，並請配合參閱第五圖至第十二圖所示，係為本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，其係揭露有一種風力發電機100之離岸安裝方法，該離岸安裝方法係在一淺水區域使用上述風力發電機100之組接結構進行，其中，該淺水區域之水深係小於30公尺，而該離岸安裝方法則包含有下列步驟：

A、預組：先將該底座10設置於一第一地點，再將該塔柱40直接穿設於該底座10之穿孔11，最後將該機艙60組設於該塔柱40以及該葉輪70組設於該機艙60，完成一預組之風力發電機100′，其中，該第一地點係位於一岸邊。

B、移動：利用一船體200托起該預組之風力發電機100′，並藉由該船體200將該預組之風力發電機100′移動至一第二地點，其中，該第二地點係位於離該岸邊一段距離處。

C、安裝：增加船體200之壓載，使該船體200著陸於海床300，之後將該底座10降下固設於該第二地點，並將該塔柱40抽出該底座10之穿孔11，接著將該連接件20之第二組接部21組設於該底座10之第一組接部12，最後將該塔柱40之第二連接部41組設於該連接件20之第一連接部22，完成該風力發電機100之安裝。

為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述，相信當可由此而對本發明有更深入且具體之瞭解，如下所述：請參閱第五圖所示，透過上述風力發電機之離岸安裝方法及其組 接結構，使用者可先於該第一地點設置一平台400，並將該底座10設置於該平台400之頂面，接著再將該塔柱40直接穿設固定於該底座10之穿孔11，並依序將該機艙60組設於該塔柱40以及該葉輪70組設於該機艙60，完成該預組之風力發電機100′。

請再參閱第六圖、第七圖及第八圖所示，完成該預組之風力發電機100′後，使用者可趁退潮時，將該船體200如第六圖所示移動至該平台400處，使該船體200可如第七圖所示，於漲潮時自然托起該平台400以及設置於該平台400上之預組之風力發電機100′，之後使用者只要將該預組之風力發電機100′固定於該船體200上，便可如第八圖所示載運該預組之風力發電機100′前往該第二地點。

請再參閱第九圖以及第十圖所示，當該船體200抵達該第二地點後，此時使用者只要增加船體200之壓載，使該船體200著陸於該海床300，便可將該船體200穩固的定位於該第二地點，以免除海浪之影響，並進而提升作業之安全性，之後使用者只要移除該平台400，讓該底座10降下固設於該第二地點，並將該塔柱40抽出該底座10之穿孔11，便可於該底座10與該塔柱40間形成有一間距，可供使用者進一步將預先存放於該船體200上之連接件20組設於該底座10，最後使用者只要再將該塔柱40組設於該連接件20，便可完成該風力發電機100之組裝。

請再參閱第十一圖以及第十二圖所示，當使用者完成該風力發電機100之組裝後，此時使用者只要先如第十一圖所示釋放該船體200之壓載，使該船體200離開該海床300，再如第十二圖所示駛離該船 體200，便可完成該風力發電機100之安裝。

藉此，使本發明可先於該第一地點完成該預組之風力發電機100′，再透過該船體200直接將該預組之風力發電機100′運送至該第二地點進行組接安裝，以大幅縮短該風力發電機100之設置時間，且於運送過程中，因為該塔柱40係穿設於該底座10之穿孔11，所以可大幅降低該風力發電機100之高度，以縮短力臂之長度，減緩風浪帶來之晃動，如此不僅可提升運送之穩定性，且使本發明可使用噸位較小之船體來運送，以達到節省成本之效果。

請再同時參閱第十三圖、第十四圖以及第十五圖所示，係為本發明之第二較佳實施例之局部分解圖、局部放大剖視圖以及緩衝件之剖視圖，該風力發電機100之組接結構與前述第一較佳實施例不同之處係在於，該連接件20上更進一步設有至少一定位柱23，而該塔柱40上則設有對應該定位柱23之定位孔42，俾使該定位柱23可穿設定位於該定位孔42，於本實施例中，該連接件20於該第一連接部22位置處係設有二定位柱23，而該塔柱40於該第二連接部41位置處則設有二定位孔42，此外該組接結構更進一步具有複數個緩衝件80，該等緩衝件80係設置於該第一連接部22與該第二連接部41間，其中，該緩衝件80係如第十五圖所示具有一支架81，且該支架81上係交錯疊設有複數層橡膠片82與複數層鐵片83。

請再同時參閱第十六圖至第十九圖所示，係為本發明之第二較佳實施例之流程示意圖，其係揭露有一種風力發電機100之離岸安裝方法，該離岸安裝方法係在一深水區域使用上述第二較佳實施例所揭示 之風力發電機100之組接結構進行，其中，該深水區域之水深係大於30公尺，而該離岸安裝方法與前述第一較佳實施例不同之處係在於，於該安裝步驟時，係先如第十六圖所示增加該船體200之壓載以穩固該船體200，並將該底座10降下固設於該第二地點，且將該塔柱40抽出該底座10之穿孔11，使該底座10與該塔柱40間形成有該間距，之後再如第十七圖所示，將預先存放於該船體200上之連接件20組設於該底座10之第一組接部12，並將該等緩衝件80組設於該連接件20之第一連接部22，接著再如第十八圖所示將該塔柱40之第二連接部41壓抵於該等緩衝件80上，且讓該連接件20之定位柱23穿設於該塔柱40之定位孔42，以藉由該等緩衝件80所提供之緩衝彈力，將該第二連接部41緩緩靠近組設於該第一連接部22，完成該風力發電機100之組裝，最後再如第十九圖所示，釋放該船體200之壓載，並駛離該船體200，便可完成該風力發電機100之安裝。

藉此，不僅可達到與前述第一較佳實施例相同之提升該風力發電機100運送之穩定性及節省成本之效果，且使本發明應用於深水區域時，能夠防止該塔柱40與該連接件20間產生碰撞，並提升安裝之穩定性與便利性。

茲，再將本發明之特徵及其可達成之預期功效陳述如下：本發明之風力發電機之離岸安裝方法及其組接結構，可先於該第一地點完成該預組之風力發電機，再透過該船體直接將該預組之風力發電機運送至該第二地點進行組接安裝，以大幅縮短該風力發電機之設置時間，且於運送過程中，因為該塔柱係穿設於該底座之穿孔，所 以可大幅降低該風力發電機之高度，以縮短力臂之長度，減緩風浪帶來之晃動，如此不僅可提升運送之穩定性，且使本發明可使用噸位較小之船體來運送，以達到節省成本之效果。

綜上所述，本發明在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造存在在先，是以，本發明實已具備發明專利要件，爰依法提出申請。

惟，以上所述者，僅係本發明之一較佳可行實施例而已，故舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

100‧‧‧風力發電機

100′‧‧‧預組之風力發電機

10‧‧‧底座

11‧‧‧穿孔

12‧‧‧第一組接部

121‧‧‧法蘭接面

122‧‧‧第一貫孔

20‧‧‧連接件

21‧‧‧第二組接部

211‧‧‧法蘭接面

212‧‧‧第二貫孔

22‧‧‧第一連接部

221‧‧‧法蘭接面

222‧‧‧第一透孔

23‧‧‧定位柱

30‧‧‧第一螺栓

40‧‧‧塔柱

41‧‧‧第二連接部

411‧‧‧法蘭接面

412‧‧‧第二透孔

42‧‧‧定位孔

50‧‧‧第二螺栓

60‧‧‧機艙

70‧‧‧葉輪

80‧‧‧緩衝件

81‧‧‧支架

82‧‧‧橡膠片

83‧‧‧鐵片

200‧‧‧船體

300‧‧‧海床

400‧‧‧平台

第一圖係本發明之第一較佳實施例之立體圖。

第二圖係本發明之第一較佳實施例之局部分解圖。

第三圖係本發明之第一較佳實施例之局部剖視圖。

第四圖係本發明之第一較佳實施例之步驟流程圖。

第五圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示於第一地點完成預組之風力發電機時之狀態。

第六圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示將船體移動至平台時之狀態。

第七圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示船體托起預組之風力發電機時之狀態。

第八圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示船體運送預組之風力發電機至第二地點時之狀態。

第九圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示增加船體之壓載時之狀態。

第十圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示完成風力發電機組裝時之狀態。

第十一圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示釋放船體之壓載時之狀態。

第十二圖係本發明之第一較佳實施例之流程示意圖，以顯示駛離船體時之狀態。

第十三圖係本發明之第二較佳實施例之局部分解圖。

第十四圖係本發明之第二較佳實施例之局部剖視圖。

第十五圖係本發明之第二較佳實施例之緩衝件之剖視圖。

第十六圖係本發明之第二較佳實施例之流程示意圖，以顯示降下底座時之狀態。

第十七圖係本發明之第二較佳實施例之流程示意圖，以顯示組設連接件與緩衝件時之狀態。

第十八圖係本發明之第二較佳實施例之流程示意圖，以顯示組設塔柱時之狀態。

第十九圖係本發明之第二較佳實施例之流程示意圖，以顯示駛離船體時之狀態。

100‧‧‧風力發電機

10‧‧‧底座

11‧‧‧穿孔

12‧‧‧第一組接部

121‧‧‧法蘭接面

122‧‧‧第一貫孔

20‧‧‧連接件

21‧‧‧第二組接部

211‧‧‧法蘭接面

212‧‧‧第二貫孔

22‧‧‧第一連接部

221‧‧‧法蘭接面

222‧‧‧第一透孔

40‧‧‧塔柱

41‧‧‧第二連接部

411‧‧‧法蘭接面

412‧‧‧第二透孔

Claims (10)

1. 一種風力發電機之組接結構，其係包含有：一底座，其上係設有一穿孔，且該底座上係更進一步設有一第一組接部；一連接件，其一側係對應該第一組接部設有一第二組接部，且該第二組接部係可組接於該第一組接部，而該連接件之另側則設有一第一連接部；一塔柱，其一端係對應該第一連接部設有一第二連接部，且該第二連接部係可組接於該第一連接部；一機艙，其係組設於該塔柱；一葉輪，其係組設於該機艙。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之一種風力發電機之組接結構，其中，該第一組接部係為一法蘭接面，且具有複數個第一貫孔，而該第二組接部亦為一法蘭接面，且具有對應該第一貫孔之第二貫孔，並可透過複數個第一螺栓分別穿設固定於每一組互相對應之該第一貫孔與該第二貫孔，使該第一組接部與該第二組接部相組接固定。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之一種風力發電機之組接結構，其中，該第一連接部係為一法蘭接面，且具有複數個第一透孔，而該第二連接部亦為一法蘭接面，且具有對應該第一透孔之第二透孔，並可透過複數個第二螺栓分別穿設固定於每一組互相對應之該第一透孔與該第二透孔，使該第一連接部與該第二連接部相組接固定。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之一種風力發電機之組接結構， 其中，該連接件上更進一步設有至少一定位柱，而該塔柱上則設有對應該定位柱之定位孔，俾使該定位柱可穿設定位於該定位孔。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之一種風力發電機之組接結構，其中，更進一步具有複數個緩衝件，該等緩衝件係設置於該第一連接部與該第二連接部間。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之一種風力發電機之組接結構，其中，該緩衝件係具有一支架，且該支架上係交錯疊設有複數層橡膠片與複數層鐵片。
7. 一種風力發電機之離岸安裝方法，係在一淺水區域使用如申請專利範圍第1項所述之風力發電機之組接結構進行，並包含有下列步驟：A、預組：先將該底座設置於一第一地點，再將該塔柱直接穿設於該底座之穿孔，最後將該機艙組設於該塔柱以及該葉輪組設於該機艙，完成一預組之風力發電機；B、移動：利用一船體托起該預組之風力發電機，並藉由該船體將該預組之風力發電機移動至一第二地點；C、安裝：增加船體之壓載，使該船體著陸於海床，之後將該底座降下固設於該第二地點，並將該塔柱抽出該底座之穿孔，接著將該連接件之第二組接部組設於該底座之第一組接部，最後將該塔柱之第二連接部組設於該連接件之第一連接部，完成該風力發電機之安裝。
8. 一種風力發電機之離岸安裝方法，係在一深水區域使用如申請專利範圍第5項所述之風力發電機之組接結構進行，並包含有下列步 驟：A、預組：先將該底座設置於一第一地點，再將該塔柱直接穿設於該底座之穿孔，最後將該機艙組設於該塔柱以及該葉輪組設於該機艙，完成一預組之風力發電機；B、移動：利用一船體托起該預組之風力發電機，並藉由該船體將該預組之風力發電機移動至一第二地點；C、安裝：增加該船體之壓載以穩固該船體，之後將該底座降下固設於該第二地點，並將該塔柱抽出該底座之穿孔，接著將該連接件之第二組接部組設於該底座之第一組接部，並將該等緩衝件組設於該連接件之第一連接部，最後將該塔柱之第二連接部壓抵於該等緩衝件上，且讓該連接件之定位柱穿設於該塔柱之定位孔，以藉由該等緩衝件所提供之緩衝彈力，將該第二連接部緩緩靠近組設於該第一連接部，完成該風力發電機之安裝。
9. 依據申請專利範圍第7項所述之一種風力發電機之離岸安裝方法，該淺水區域之水深係小於30公尺，且該第一地點係位於一岸邊，而該第二地點則位於離該岸邊一段距離處。
10. 依據申請專利範圍第8項所述之一種風力發電機之離岸安裝方法，該深水區域之水深係大於30公尺，且該第一地點係位於一岸邊，而該第二地點則位於離該岸邊一段距離處。