一种风电海洋环境监测装置的制作方法

allin2026-09-24  21


本发明属于海洋环境领域,具体涉及一种风电海洋环境监测装置。


背景技术:

1、我国海上风电资源丰富,近海及沿海陆上风能资源总量高达15亿kw,海上可利用风能资源高达5亿kw。随着我国能源战略的不断调整,海上风电开发得到高度重视,沿海地区海上风电发展十分迅猛。但我国海上风电开发起步较晚,海上风电运营体系尚未健全,相关的运维与结构安全监测等方面与欧洲国家相比有较大差距。

2、由于海上风机受到近海岸过于多变和复杂自然环境条件带来的影响,如海浪载荷、海冰荷载、台风破坏、地震等制约因素以及海洋环境中侵蚀性离子的作用与高强度腐蚀,其结构耐久性和稳定性成为了结构安全的重要问题。其次,由于海上风电输电系统布于海底,占用了原本海洋空间,造成海底地貌发生变化,进而有可能造成海底固定栖息的植物受损破坏,影响鱼类迁徙和繁殖,使贝类失去原有栖息地,造成海洋生物多样性的减少和异质性的单一。但海上风机远离陆地,人类无法长期进行观测和监测,导致风机在安装后长期的结构变化和风电场周围的环境变化带来的影响无法知晓和预报。

3、现有技术如名为复合式桥墩基桩冲刷监测装置及方法的发明专利,此发明的公开号为tw201131045a。此发明包括:一转轮部、一绳状元件、复数个监测单元、一荷重单元及一控制装置,该转轮部系固定於桥墩上,而该绳状元件系串接复数监测单元并於一端连接该荷重单元;其方法系先将该转轮部固定於该桥墩上,使该荷重单元落於该河床面上,进而拉动该绳状元件延伸一预定长度,再由复数监测单元之电压讯号判断该河床面为冲刷阶段或回淤阶段,进而进行河床面之位置监测。但是此发明无法实现周向的水面的监测,且无法对水底的泥沙进行固定。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种对风电桩基连续有效的精确监测、侧方干扰小且便于安装检测维修的风电海洋环境监测装置。

2、本发明为实现上述目的所采取的技术方案为:

3、一种风电海洋环境监测装置,包括,基桩环绕设有环形基板,环形基板环绕设有架体,架体上可移动的设有检测组件,检测组件包括驱动组件和浮体,驱动组件用于调整浮体的位置。

4、通过对一种风电海洋环境监测装置整体的设计,其中基桩顶部是设有风电发电装置的,风电发电装置是可以为监测组件进行供电处理。需要说明的是,基桩环绕设置的环形基板上所设置的架体是呈环形的,驱动组件与浮体通过第二锚绳连接,且驱动组件可以沿环形的架体做周向的移动,故通过驱动组件可以实现对浮体在基桩的周向位置进行控制,还可以防止浮体的水体的冲击下飘走或离开监测的范围。

5、其中,浮体上设有数据采集器,数据采集器包括但不限于声学波浪仪、海流计、温盐深仪、水下云台摄像机、倾角仪、加速度计、应变传感器的观测仪器,可以涵盖海面气象、波浪、水流、泥沙运动及海缆动力响应等多个方面的长期定点实时监测方案,进而实现对风电桩基及海缆潜在风险的连续有效监测。

6、由于浮体上布设有数据采集器,通过驱动组件可以实现将数据采集器的监测方位或范围进行控制,故可以实现在架体上仅设有不少于一个的监测组件即可。更具体的,通过一个监测组件可以实现通过驱动组件对浮体的位置或者说方位的调整,实现数据采集器可以对基桩进行环绕、无死角的监测,降低了单个风电发电设施的监测成本。

7、更进一步的,驱动组件上设有adcp(多普勒流速仪)和摄像机。可以对基桩附近的海况以及基桩自身的状态进行实时的监测。

8、进一步的,驱动组件和浮体之间还设有第一数据线,通过第一数据线可以将浮体上采集到的数据传输至驱动组件内,驱动组件可以通过基桩的电缆一并将数据传输至地面基站或通过卫星通信将数据传输至地面基站。

9、其中,基桩顶部的风电发电装置可以做风传感器实现对海面的风速和风向进行监测。

10、更进一步的,驱动组件可以对第二锚绳的长度进行控制,进而实现驱动组件可以根据潮起潮落的情况对浮体的高度距离进行控制,且可以实现当遇到灾难天气的情况下,通过驱动组件将浮体收起后可以降低浮体上数据采集器的受损的概率。通过上述设计,可以实现提高对监测组件的维修效率,具体的,当需要检修的时候,通过驱动组件将第二锚绳的长度收缩并实现浮体与检修的船只的高度相同,实现检修过程的便利程度。

11、进一步的,在基桩上环绕设太阳能发电装置,太阳能发电装置也可以为检测组件进行供电。环形基板上设有蓄电组件,通过蓄电组件对部分太阳能产出电量和风电进行存储,通过蓄电组件对检测组件进行供电。

12、根据本发明一实施例,浮体包括上下间隔设置的第一浮体和第二浮体,第一浮体和第二浮体之间设有不少于三个的连接组件,第二浮体底部配设有配重块;

13、第一浮体上设有数据采集器。

14、通过上述设计,第一浮体和第二浮体之间形成间隔距离,这样对于水面的水体冲击溅射到第一浮体上的数据采集器概率降低,有利于防止海水进入到第一浮体上导致数据采集器的各种电器元件收到海水的腐蚀;且,由于第一浮体和第二浮体是上下间隔设置的,如此设置可以实现第二浮体部分或整体的位于水中,第一浮体部分或整体位于水上。在本发明的一个实施例中,第一浮体的整体均位于水上,可以进一步降低第一浮体上数据采集器被海水腐蚀的可能性。

15、且,第二浮体顶侧表面是平整的,水面水体能够较为顺畅流通过第二浮体,进而降低水面波浪冲击第二浮体后,第二浮体的位移幅度以及第二浮体的偏摆,有利于防止第二浮体带动第一浮体的幅度和偏摆,提高第一浮体上的数据采集器的监测精度,同时可以防止第二浮体带动浮体整体位移至监测范围之外的情况发生。

16、根据本发明一实施例,连接组件包括上下间隔设置的上板体和下板体,上板体和下板体分别固连第一浮体和第二浮体,上板体和下板体之间设有接插柱,接插柱一端与下板体连接,接插柱另一端贯穿上板体设置,第一浮体上设有接插孔,接插柱与接插孔对应设置;

17、上板体和下板体之间设有不少于三个的连接杆。

18、通过连接组件的设置可以实现第一浮体和第二浮体之间可以相对移动,具体的,由于接插柱街插孔的对应设置,当第二浮体受到水体的冲击后,第二浮体会具有向上和向下浮动的趋势,当第二浮体在上下移动的过程中,通过接插柱和接插孔的配合可以降低或消除第一浮体上下震动的幅度,且可以避免第一浮体上的数据采集器在长期上下震动的过程中具有松动的可能性,并提高第一浮体上的数据采集器的数据检测的精度。

19、更进一步的,连接杆可以采用柔性缓冲柱。

20、根据本发明一实施例,连接杆均匀环绕接插柱设置,接插杆套设有第一柔性套,连接杆套设有第二柔性套,第一柔性套和第二柔性套之间通过柔性杆连接。

21、通过上述设计,柔性杆、第一柔性套和第二柔性套可以实现对接插柱的垂直度的控制,当接插柱沿接插孔往复移动的过程中,通过连接杆对接插柱的垂直度进行修正;且,由于第二板体都收到水体的冲击的过程中,会具有横向的震动,通过柔性杆可以将横向的震动或冲击进行吸收,进而防止横向的震动或冲击传递至第一浮体上,进而提高第一浮体上的数据收集器的检测精度。

22、根据本发明一实施例,配重块底侧延伸设有铰接杆,铰接杆环绕设有不少于三个的连杆,连杆侧向延伸设有摆动叶。

23、通过上述设计,可以提高浮体整体的稳定效果和防撞效果。具体的,由于浮体是设有桩基附近并进行监测的,浮体在水体和风浪的作用下易于与桩基发生碰撞,通过在多个连杆上设有摆动叶,摆动叶是可以与水体稳定接触的浮体,进而可以扩大第二浮体的下方是桩基接触的接触,可以实现当浮体即将于桩基接触时,通过第二浮体环绕布设的摆动叶实现第一浮体和第二浮体自身不会与桩基接触,避免第二浮体和第一浮体受损的情况出现,且降低第一浮体和第二浮体发生倾覆的情况。需要说明的是,铰接杆环绕设置的连杆可以实现对第二浮体和第一浮体的覆盖,即连杆所覆盖的面积大于第一浮体和第二浮体的面积。

24、同时,当第二浮体受到水体的冲击的过程中,摆动叶也会随之摆动,在这个过程中,摆动叶的摆动可以消耗部分水体的能量以保证浮体的稳定,且有助于通过消耗水体能量的方式使浮体下方流速改变,干扰四周生物,特别是浮体靠近桩基设置的时候,干扰桩基周围生物避免生物附着桩基起到清理的效果。

25、根据本发明一实施例,浮体底侧通过连接绳体连接有底架,底架上设有水底采集器。

26、根据本发明一实施例,连接绳体包括第一锚绳,第一锚绳上轮流依次设有铅坠和浮球,轮次不低于三次。

27、其中,浮体底侧通过第二锚绳与底架连接,架体在自身重力的作用下会下沉至海底,其通过架体上所设置的水底采集器,将无法从浮体上所收集到的水底数据进行采集。需要说明的是,当水体的流速加快或遇到灾害的情况下,近地的水体会较为浑浊,位于浮体上的摄像头以及部分监测装置无法精确的对桩基周围的进行检测,通过底架上的水底采集器可以实现在极端天气或特殊情况下对桩基周围的进行监测,同时可以结合浮体上的监测装置对桩基周围的情况做进一步的精确分析。

28、在第一绳体上轮流依次设有铅坠和浮球,可以控制第一锚绳在水中保持张紧,且又避免锚绳漂浮在水中没有呈相对垂直状态影响上部浮体,如浮体的浮移范围,又如锚绳漂浮过长可能会造成浮体相对桩基环绕移动造成锚绳与桩基缠绕这种事情发生。


技术特征:

1.一种风电海洋环境监测装置,包括基桩(1),所述基桩(1)环绕设有环形基板(11),所述环形基板(11)环绕设有架体(12),所述架体(12)上可移动的设有检测组件(3),其特征在于,所述检测组件(3)包括驱动组件(31)和浮体(4),所述驱动组件(31)用于调整浮体(4)的位置。

2.根据权利要求1所述一种风电海洋环境监测装置,其特征在于,所述浮体(4)包括上下间隔设置的第一浮体(41)和第二浮体(42),所述第一浮体(41)和第二浮体(42)之间设有不少于三个的连接组件(5),所述第二浮体(42)底部配设有配重块(43);

3.根据权利要求2所述一种风电海洋环境监测装置,其特征在于,所述连接组件(5)包括上下间隔设置的上板体(51)和下板体(52),所述上板体(51)和下板体(52)分别固连第一浮体(41)和第二浮体(42),所述上板体(51)和下板体(52)之间设有接插柱(53),所述接插柱(53)一端与下板体(52)连接,所述接插柱(53)另一端贯穿上板体(51)设置,所述第一浮体(41)上设有接插孔,所述接插柱(53)与接插孔对应设置;

4.根据权利要求2所述一种风电海洋环境监测装置,其特征在于,所述连接杆(54)均匀环绕接插柱(53)设置,所述接插柱(53)套设有第一柔性套(55),所述连接杆(54)套设有第二柔性套(56),所述第一柔性套(55)和第二柔性套(56)之间通过柔性杆(57)连接。

5.根据权利要求2所述一种风电海洋环境监测装置,其特征在于,所述配重块(43)底侧延伸设有铰接杆(6),所述铰接杆(6)环绕设有不少于三个的连杆(61),所述连杆(61)侧向延伸设有摆动叶(62)。

6.根据权利要求1所述一种风电海洋环境监测装置,其特征在于,所述浮体(4)底侧通过连接绳体(7)连接有底架(8),所述底架(8)上设有水底采集器。

7.根据权利要求5所述一种风电海洋环境监测装置,其特征在于,所述连接绳体(7)包括第一锚绳(71),所述第一锚绳(71)上轮流依次设有铅坠(72)和浮球(73)。


技术总结
本发明公开了一种风电海洋环境监测装置,涉及海洋环境领域,包括基桩,基桩环绕设有环形基板,环形基板环绕设有架体,架体上可移动的设有检测组件,检测组件包括驱动组件和浮体,驱动组件用于调整浮体的位置。本发明的目的在于提供一种对风电桩基连续有效的精确监测、侧方干扰小且便于安装检测维修的风电海洋环境监测装置。

技术研发人员:邬宾杰,张涛,郑华,章坤,俞越,胡莉梭,张登,丁睿彬,金颖,丁炫含,张艺蔚,张新宇
受保护的技术使用者:自然资源部第二海洋研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-31453.html

最新回复(0)