CN107681954A - 一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，包括多个浮体平台(1)连接形成的浮体平台阵列、设置在浮体平台(1)上的承载支架和设置在承载支架上的光伏组件(4)，所述的浮体平台阵列呈矩阵排列，相邻的两个浮体平台(1)互相连接，每行的浮体平台(1)与其上方的光伏组件(4)错开排列。与现有技术相比，本发明具有结构简单灵活、施工安装方便、安全性能可靠、不破坏生态环境等优点。

Description

一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站

技术领域

本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站。

背景技术

太阳能既是一次能源，又是可再生能源，它资源丰富，既可***，又无需运输，对环境无任何污染，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。太阳能的开发利用主要体现在光电和光热两个方面，其中，光伏电站是太阳能在光电方面运用的一个重要领域。光伏电站是将太阳能组件产生的直流电经过逆变器转换成符合电网要求的交流电后直接接入公共电网，由电网统一调配。由于太阳能其能量分散、密度低，同时为了减少阴影效应，减少发电量的损失，光伏组件之间还需要存在一定的间隔距离，光伏电站需占用较大的土地面积。中国是一个人多地少的国家，由于地面光伏电站受土地使用等因素制约，以及光伏行业的发展和产业技术的不断进步，光伏企业开始涉及漂浮光伏发电站的利用和发展。发展水面光伏电站可节约使用土地，减少对耕地、林地、草地等土地的占用。与地面光伏电站相比，光伏组件依托飘浮支撑体漂浮在水面上，由于水的冷却效果，水面光伏电站可比地面电站和屋顶分布式光伏电站获得更多发电量，水面光伏电站的发电量可高出约10％。内陆水域主要用于蓄水、发电、灌溉、养殖、风景旅游和生态保护，目前90％以上的内陆水域可供养殖，实际养殖面积仅占可利用总面积的78％，而且单位面积产量普遍较低，在充分考虑光伏电站在建设和运行过程中满足渔业养殖要求情况，对水生态环境的破坏也较小。水面光伏电站可以遮蔽大量的水体，减少大面积水域的水量蒸发，同时由于对太阳光的遮挡，形成较大的投影面，一定程度上抑制藻类成长，能防止水源内藻类大规模爆发，有利于水污染防治。实现了光伏发电与渔业养殖相结合的综合开发式，形成“上可发电、下可养鱼”经济的模式。目前光伏电站的全生命周期为25年，作为水面光伏电站的重要支撑平台，浮体平台是关系到整个光伏电站能否正常运行发电的重要环节。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有结构简单灵活、施工安装方便、安全性能可靠、不破坏生态环境等优点的自身连接固定的水面漂浮光伏电站。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，包括多个浮体平台连接形成的浮体平台阵列、设置在浮体平台上的承载支架和设置在承载支架上的光伏组件，所述的浮体平台阵列呈矩阵排列，相邻的两个浮体平台互相连接，每行的浮体平台与其上方的光伏组件错开排列。

所述的光伏组件的长度与浮体平台的长度相匹配，每行的浮体平台与其上方的光伏组件错开一半排列。

所述的浮体平台的左右两侧分别设有第一凸出部和第二凸出部，所述的第一凸出部的下表面高于第二凸出部的上表面，每行相邻的两个浮体平台通过穿过其中一个浮体平台上的第一凸出部和另一个浮体平台上的第二凸出部的转轴铰接；

所述的浮体平台的前后两侧分别设有第三凸出部和第四凸出部，所述的第三凸出部与第四凸出部位于同一高度，每列相邻的两个浮体平台通过连接限位杆相连，所述的连接限位杆的两端分别与其中一个浮体平台的第三凸出部和另一个浮体平台的第四凸出部铰接。

所述的承载支架包括位于浮体平台上表面前侧边缘的前立柱和位于浮体平台上表面后侧边缘的后立柱，所述的前立柱的高度低于后立柱的高度，前立柱和后立柱的顶端均设有与二者高度差相匹配的斜面，前立柱顶端的前侧和后立柱顶端的后侧分别设有用于防止光伏组件滑落的第一挡板和第二挡板；光伏组件固定在前立柱和后立柱的顶端，前侧紧邻第一挡板，后侧紧邻第二挡板。

所述的前立柱的底部设有外翻的第一翼板，后立柱的底部设有外翻的第二翼板，所述的浮体平台上表面前侧边缘和后侧边缘分别设有与第一翼板和第二翼板匹配的滑槽，前立柱和后立柱分别安装在相应的滑槽中，并通过硅胶固定。

所述的前立柱和后立柱相对布置，每个光伏组件的四个角分别固定在相应的前立柱或后立柱的顶端，每行相邻的两个光伏组件的相邻的角通过双侧压块固定在一个前立柱或后立柱上；

浮体平台阵列左侧边缘的光伏组件的左侧的两个角通过单侧压块固定在相应的前立柱和后立柱上，浮体平台阵列右侧边缘的光伏组件的右侧的两个角通过单侧压块固定在相应的前立柱和后立柱上。

所述的双侧压块包括U型主体和位于U型主体两个自由端的外翻的第一压合部，所述的U型主体通过螺栓固定在前立柱或后立柱上，第一压合部压在光伏组件上表面的左侧或右侧的边缘；

所述的单侧压块包括L型主体和设置在L型主体上端的外翻的第二压合部，所述的L型主体通过螺栓固定在前立柱或后立柱上，第二压合部压在光伏组件上表面的左侧或右侧的边缘。

所述的第一压合部的底面均设有第一凸起，第二压合部的底面均设有第二凸起，光伏组件上表面的左侧边缘和右侧边缘均设有与第一凸起和第二凸起相匹配的凹槽。

所述的浮体平台的中部设有镂空部，镂空部承载有压块。

该光伏电站还包括光伏组件电缆、汇流组件和固定线缆；

所述的后立柱设有预留孔，光伏组件电缆穿过预留孔与汇流组件连接；

所述的汇流组件设置在浮体平台上，包括支撑中、设置在支撑柱上的导轨和固定在导轨上的汇流箱，所述的支撑柱的底部两侧设有外翻的翼板，所述的浮体平台上表面前侧边缘和后侧边缘设有与之匹配的滑槽，支撑柱安装在滑槽中，并通过硅胶固定，所述的导轨固定在支撑柱的顶端；

所述的固定线缆为四根，采用的材质为柔性钢丝绳，分别与浮体平台阵列的四个角连接，并固定在基座上。

浮体平台阵列中的浮体平台排列成矩阵，相邻的两个浮体平台相互连接，浮体平台阵列的四个角用固定线缆连接，并固定在基础上，整个漂浮光伏电站结构简单灵活、施工安装方便还不破坏生态环境。同时在大面积水域的蓄水期和排洪期，浮体平台随水面的起浮而起浮，不会因为水位的高低而影响漂浮光伏电站的发电。浮体平台左右两侧通过第一凸出部和第二凸出部进行连接，该结构增加了相邻两个浮体平台的转动和上下浮动能力。在浮体平台前后两侧分别设置第三凸起和第四凸起，并通过连接限位杆进行连接，用于每列相邻的两个浮体平台的间距控制，避免每列相邻的两个光伏组件之间的阴影遮挡。在浮体平台上表面前后两侧边缘各开一个滑槽，用于固定前立柱、后立柱以及支撑柱，然后将光伏组件和汇流箱分别固定 在前、后立柱以及支撑柱上，提高浮体平台接触受力点的接触面积，避免因为光伏组件和汇流箱的自重以及风雪、雪载而拉坏浮体平台。浮体平台中心设有镂空部，通过配置压块以增加浮体平台的抗风性能，提高漂浮光伏电站的安全性能，同时用于浮体平台积水的排出。浮体平台长度与光伏组件长度相匹配，同时将前立柱和后立柱固定在浮体平台的滑槽的中心位置，这样每行的每块光伏组件和每个浮体平台都错一半的位置。通过浮体平台自身首尾相联以及光伏组件与浮体平台错位排列方式从而减少漂浮光伏电站起浮的幅度，而且还使得每行的光伏组件的总长度比浮体平台阵列的长度短，使得光伏组件能够得到更好的保护。每组前立柱和后立柱的左右两边均固定两块光伏组件，这样可以减少立柱的使用量。同时，通过改变前立柱和后立柱的高度差，可以满足不同区域水面漂浮光伏电站不同的安装角度要求。在单侧压块和双侧压块的压合部的底面增加一个突起，同时在光伏组件上表面左右两侧边缘设计凹槽，在用单、双侧压块固定光伏组件时，使得光伏组件在加强浮体平台力学强度的同时又能有一定的转动能力，从而进一步提高水面漂浮光伏电站的抗风浪能力。光伏组件电缆直接穿过后立柱的预留孔中，避免其掉落在水中产生用电安全事故，提高***运行的安全可靠性。汇流组件安装在浮体平台上，将四个支撑柱固定在浮体平台的滑槽中，然后将两根导轨分别固定在两个支撑柱上，汇流箱固定要两根导轨，这样能根据汇流箱的规格调整支撑柱和导轨的位置，满足不同规格型号汇流箱的安装要求。同时，将汇流箱固定浮体平台上能减少光伏组件电缆的使用量，降低水面光伏电站的施工周期。直流配电柜、逆变器、变压器、升压站、集控中心的设备选购和施工安装与常规地面光伏电站一样。

与现有技术相比，本发明具有结构简单灵活、施工安装方便、安全性能可靠、不破坏生态环境等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的局部结构示意图；

图3为本发明的每行的浮体平台与光伏组件排列示意图；

图4为本发明的浮体平台的结构示意图；

图5为本发明的前立柱的结构示意图；

图6为本发明的后立柱的结构示意图；

图7为本发明的光伏组件电缆穿过后立柱预留孔的结构示意图；

图8为本发明的双侧压块的结构示意图；

图9为本发明的单侧压块的结构示意图；

图10为本发明的汇流组件的结构示意图；

图中，1为浮体平台，101为第一凸出部，102为第二凸出部，103为第三凸出部，104为第四凸出部，105为滑槽，106为镂空部，2为前立柱，21为第一挡板，22为第一翼板，3为后立柱，31为第二挡板，32为第二翼板，33为预留孔，4为光伏组件，41为凹槽，5为双侧压块，51为U型主体，52为第一压合部，53为第一凸起，6为单侧压块，61为L型主体，62为第二压合部，63为第二凸起，7为光伏组件电缆，8为汇流组件，81为支撑柱，82为导轨，83为汇流箱，9为固定线缆，10为连接限位杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，如图1～10所示，包括多个浮体平台1连接形成的浮体平台阵列、设置在浮体平台1上的承载支架和设置在承载支架上的光伏组件4，浮体平台阵列呈矩阵排列，浮体平台1的中部设有镂空部106，镂空部106承载有压块，相邻的两个浮体平台1互相连接，光伏组件4的长度与浮体平台1的长度相匹配，每行的浮体平台1与其上方的光伏组件4错开一半排列。

浮体平台1的左右两侧分别设有第一凸出部101和第二凸出部102，第一凸出部101的下表面高于第二凸出部102的上表面，每行相邻的两个浮体平台1通过穿过其中一个浮体平台1上的第一凸出部101和另一个浮体平台1上的第二凸出部102的转轴铰接；浮体平台1的前后两侧分别设有第三凸出部103和第四凸出部104，所述的第三凸出部103与第四凸出部104位于同一高度，每列相邻的两个浮体平台1通过连接限位杆10相连，所述的连接限位杆10的两端分别与其中一个浮体平台1的第三凸出部103和另一个浮体平台1的第四凸出部104铰接。其中，承载支架包括位于浮体平台1上表面前侧边缘的前立柱2和位于浮体平台1上表面后侧边缘的后立柱3，所述的前立柱2的高度低于后立柱3的高度，前立柱2和后立柱3的顶端均设有与二者高度差相匹配的斜面，前立柱2顶端的前侧和后立柱3 顶端的后侧分别设有用于防止光伏组件4滑落的第一挡板21和第二挡板31；光伏组件4固定在前立柱2和后立柱3的顶端，前侧紧邻第一挡板21，后侧紧邻第二挡板31。前立柱2的底部设有外翻的第一翼板22，后立柱3的底部设有外翻的第二翼板32，所述的浮体平台1上表面前侧边缘和后侧边缘分别设有与第一翼板22和第二翼板32匹配的滑槽105，前立柱2和后立柱3分别安装在相应的滑槽105中，并通过硅胶固定。前立柱2和后立柱3相对布置，每个光伏组件4的四个角分别固定在相应的前立柱2或后立柱3的顶端，每行相邻的两个光伏组件4的相邻的角通过双侧压块5固定在一个前立柱2或后立柱3上；浮体平台阵列左侧边缘的光伏组件4的左侧的两个角通过单侧压块6固定在相应的前立柱2和后立柱3上，浮体平台阵列右侧边缘的光伏组件4的右侧的两个角通过单侧压块6固定在相应的前立柱2和后立柱3上。其中，双侧压块5包括U型主体51和位于U型主体51两个自由端的外翻的第一压合部52，所述的U型主体51通过螺栓固定在前立柱2或后立柱3上，第一压合部52压在光伏组件4上表面的左侧或右侧的边缘；单侧压块6包括L型主体61和设置在L型主体61上端的外翻的第二压合部62，所述的L型主体61通过螺栓固定在前立柱2或后立柱3上，第二压合部62压在光伏组件4上表面的左侧或右侧的边缘。其中，第一压合部52的底面均设有第一凸起53，第二压合部62的底面均设有第二凸起63，光伏组件4上表面的左侧边缘和右侧边缘均设有与第一凸起53和第二凸起63相匹配的凹槽41。

该光伏电站还包括光伏组件电缆7、汇流组件8和固定线缆9；后立柱3设有预留孔33，光伏组件电缆7穿过预留孔33与汇流组件8连接；汇流组件8设置在浮体平台1上，包括支撑中81、设置在支撑柱81上的导轨82和固定在导轨82上的汇流箱83，所述的支撑柱81的底部两侧设有外翻的翼板，所述的浮体平台1上表面前侧边缘和后侧边缘设有与之匹配的滑槽105，支撑柱81安装在滑槽105中，并通过硅胶固定，所述的导轨82固定在支撑柱81的顶端；固定线缆9为四根，采用的材质为柔性钢丝绳，分别与浮体平台阵列的四个角连接，并固定在基座上。

该光伏电站结构简单灵活、施工安装方便、安全性能可靠、不破坏生态环境等优点。

Claims (10)

1.一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，包括多个浮体平台(1)连接形成的浮体平台阵列、设置在浮体平台(1)上的承载支架和设置在承载支架上的光伏组件(4)，其特征在于，所述的浮体平台阵列呈矩阵排列，相邻的两个浮体平台(1)互相连接，每行的浮体平台(1)与其上方的光伏组件(4)错开排列。

2.根据权利要求1所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，所述的光伏组件(4)的长度与浮体平台(1)的长度相匹配，每行的浮体平台(1)与其上方的光伏组件(4)错开一半排列。

3.根据权利要求1所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，

所述的浮体平台(1)的左右两侧分别设有第一凸出部(101)和第二凸出部(102)，所述的第一凸出部(101)的下表面高于第二凸出部(102)的上表面，每行相邻的两个浮体平台(1)通过穿过其中一个浮体平台(1)上的第一凸出部(101)和另一个浮体平台(1)上的第二凸出部(102)的转轴铰接；

所述的浮体平台(1)的前后两侧分别设有第三凸出部(103)和第四凸出部(104)，所述的第三凸出部(103)与第四凸出部(104)位于同一高度，每列相邻的两个浮体平台(1)通过连接限位杆(10)相连，所述的连接限位杆(10)的两端分别与其中一个浮体平台(1)的第三凸出部(103)和另一个浮体平台(1)的第四凸出部(104)铰接。

4.根据权利要求1所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，所述的承载支架包括位于浮体平台(1)上表面前侧边缘的前立柱(2)和位于浮体平台(1)上表面后侧边缘的后立柱(3)，所述的前立柱(2)的高度低于后立柱(3)的高度，前立柱(2)和后立柱(3)的顶端均设有与二者高度差相匹配的斜面，前立柱(2)顶端的前侧和后立柱(3)顶端的后侧分别设有用于防止光伏组件(4)滑落的第一挡板(21)和第二挡板(31)；光伏组件(4)固定在前立柱(2)和后立柱(3)的顶端，前侧紧邻第一挡板(21)，后侧紧邻第二挡板(31)。

5.根据权利要求4所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，所述的前立柱(2)的底部设有外翻的第一翼板(22)，后立柱(3)的底部设有外翻的第二翼板(32)，所述的浮体平台(1)上表面前侧边缘和后侧边缘分别设有与第一翼板(22)和第二翼板(32)匹配的滑槽(105)，前立柱(2)和后立柱(3)分别安装在相应的滑槽(105)中，并通过硅胶固定。

6.根据权利要求4所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，

所述的前立柱(2)和后立柱(3)相对布置，每个光伏组件(4)的四个角分别固定在相应的前立柱(2)或后立柱(3)的顶端，每行相邻的两个光伏组件(4)的相邻的角通过双侧压块(5)固定在一个前立柱(2)或后立柱(3)上；

浮体平台阵列左侧边缘的光伏组件(4)的左侧的两个角通过单侧压块(6)固定在相应的前立柱(2)和后立柱(3)上，浮体平台阵列右侧边缘的光伏组件(4)的右侧的两个角通过单侧压块(6)固定在相应的前立柱(2)和后立柱(3)上。

7.根据权利要求6所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，

所述的双侧压块(5)包括U型主体(51)和位于U型主体(51)两个自由端的外翻的第一压合部(52)，所述的U型主体(51)通过螺栓固定在前立柱(2)或后立柱(3)上，第一压合部(52)压在光伏组件(4)上表面的左侧或右侧的边缘；

所述的单侧压块(6)包括L型主体(61)和设置在L型主体(61)上端的外翻的第二压合部(62)，所述的L型主体(61)通过螺栓固定在前立柱(2)或后立柱(3)上，第二压合部(62)压在光伏组件(4)上表面的左侧或右侧的边缘。

8.根据权利要求7所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，所述的第一压合部(52)的底面均设有第一凸起(53)，第二压合部(62)的底面均设有第二凸起(63)，光伏组件(4)上表面的左侧边缘和右侧边缘均设有与第一凸起(53)和第二凸起(63)相匹配的凹槽(41)。

9.根据权利要求1所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，所述的浮体平台(1)的中部设有镂空部(106)，镂空部(106)承载有压块。

10.根据权利要求1所述的一种自身连接固定的水面漂浮光伏电站，其特征在于，该光伏电站还包括光伏组件电缆(7)、汇流组件(8)和固定线缆(9)；

所述的后立柱(3)设有预留孔(33)，光伏组件电缆(7)穿过预留孔(33)与汇流组件(8)连接；

所述的汇流组件(8)设置在浮体平台(1)上，包括支撑柱(81)、设置在支撑柱(81)上的导轨(82)和固定在导轨(82)上的汇流箱(83)，所述的支撑柱(81)的底部两侧设有外翻的翼板，所述的浮体平台(1)上表面前侧边缘和后侧边缘设有与之匹配的滑槽(105)，支撑柱(81)安装在滑槽(105)中，并通过硅胶固定，所述的导轨(82)固定在支撑柱(81)的顶端；

所述的固定线缆(9)为四根，采用的材质为柔性钢丝绳，分别与浮体平台阵列的四个角连接，并固定在基座上。