CN218368212U - 一种抗风浪悬索式漂浮光伏*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，包括浮体基础以及设置在漂浮基体上的光伏组件，在所述浮体基础上设置有将所述漂浮基础锚固在海底的锚固装置，其特征在于：所述浮体基础包括在横向和或竖向连续的框架单元；所述框架单元包括浮体单元和连接件，浮体单元之间通过所述连接件相互活动连接，在框架单元内设置有用于安装光伏组件的悬索支撑组件；所述光伏组件安装在所述悬索支撑组件上。本实用新型能有效解决海上光伏电站建设面临的风浪问题，在提高浮体基础整体稳定性的同时保证浮体间的柔性，光伏***浮体基础同时起到漂浮式消浪设施的作用，有效提高漂浮光伏***的波浪抵抗力。

Description

一种抗风浪悬索式漂浮光伏***

技术领域

本实用新型涉及漂浮式水面光伏领域，具体地，涉及一种抗风浪悬索式漂浮光伏***。

背景技术

近年来，随着低碳环保意识的深入人心，全球以火电为主的能源结构面临转型，新能源领域开发利用迎来快速发展，据预测光伏和风力发电将再未来能源结构中占主导地位，其中光伏发电的占比更为突出。与传统地面集中式光伏电站相比，海上光伏有发电效率高、土地占用少、易与海洋养殖等其他产业结合的特点，有利于优化能源消费结构。随着我国目前地面集中式光伏电站建设用地逐渐紧张，内陆河湖水上光伏电站建设受限，发展近海光伏是为完成我国能源结构转型的重要举措。我国大陆海岸线绵长，可供海上光伏建设利用的海域面积广阔，具有巨大的光伏装机容量潜力。

目前全球已经有很多国家在积极推进漂浮式光伏的技术发展，但海上光伏技术还不成熟，仍处于应用示范和预商业化阶段。受到海洋环境的影响，海上光伏设计建设主要面临海水侵蚀、盐雾腐蚀、海风海浪等问题。目前针对海上漂浮光伏的设计主要包括，采用浮箱或浮筒与钢桁架结构的刚性设计和采用薄膜式的柔性设计：钢结构刚性设计对光伏***整体结构轻度要求高，钢材等材料用量加大，存在结构变形的风险；薄膜柔性设计成本具有优势，但光伏***随海浪波动较大，对光伏组件的疲劳损伤较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种稳定性好且抗风浪能力强的一种抗风浪悬索式漂浮光伏***。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，包括浮体基础以及设置在漂浮基体上的光伏组件，在所述浮体基础上设置有将所述漂浮基础锚固在海底的锚固装置，其特征在于：所述浮体基础包括在横向和或竖向连续的框架单元；所述框架单元包括浮体单元和连接件，浮体单元之间通过所述连接件相互活动连接，在框架单元内设置有用于安装光伏组件的悬索支撑组件；所述光伏组件安装在所述悬索支撑组件上。

所述浮体单元为提供浮力的双层浮体，双层浮体包括上层浮体、下层浮体以及将所述上层浮体与下层浮体柱体进行连接的支撑柱。

所述上层浮体长边两侧设置多排悬索锚点，用于悬索支撑组件的悬索安装和调节悬索在悬索锚点的连接组合方式改变光伏安装倾角；所述下层浮体四周布置连接环，相邻浮体单元间通过缆绳将下层浮体进行连接固定。

所述浮体连接件包括第一浮体单元连接件和第二浮体单元连接件；上层浮体短边设置第一浮体单元连接件，用于在同一方向上两浮体单元间的连接；第二浮体单元连接件设置在所述框架的拐角，用于在不同方向上两浮体单元间的连接。

所述第一浮体单元连接件为球形关节连接件；球形关节连接件包括锁部、芯部以及加固锁，锁部和芯部分别位于上层浮体的两端，连接两个浮体基础时，将一个浮体连接件的锁部打开后将另一个浮体连接件的芯部放入其中，随后利用加固锁锁紧锁部即完成连接件的组合。球形关节连接件增加漂浮基础连接后的灵活度，保证漂浮光伏***的柔性，提高***的抗风浪能力。

所述第二浮体单元连接件为双层浮桥，包括上层浮桥和下层浮桥；上层浮桥四个侧面均设有第一浮体单元连接件，第一浮体单元连接件的锁部和芯部对称布置；下层浮桥设有连接环，连接环与浮体基础通过缆线连接。

所述悬索支撑组件包括固定光伏组件的光伏安装板和提供支撑力的悬索；光伏安装板正面用于光伏组件的安装，光伏安装板背面设置若干环扣用于连接所述悬索。

所述光伏组件以嵌入式的方式安装于悬索支撑组件的光伏安装板上。

所述框架单元内安装1~4块光伏组件。

在所述上层浮体的最下排悬索锚点设有防坠网和防水布。

所述双层浮桥下层浮体四周布置连接环，相邻浮体间通过缆绳将下层浮体进行连接固定。

所述悬索支撑组件包括固定光伏组件的光伏安装板和提供支撑力的悬索。安装板正面用于光伏组件的安装，安装板背面设置若干环扣用于串接悬索；悬索采用多股复合缆绳结构，根据实际海况的使用需求选择不同数量的尼龙绳与钢绳进行复合，形成灵活多变的悬索结构。

所述光伏组件以嵌入式的方式安装于悬索支撑组件的安装板上。

所述漂浮光伏***单元阵列内可安装1~4块光伏组件，可根据实际使用情况进行灵活调整。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.浮体基础包括在横向和或竖向连续的框架单元；框架单元包括浮体单元和连接件，浮体单元之间通过连接件相互活动连接，在框架单元内设置有用于安装光伏组件的悬索支撑组件；光伏组件安装在悬索支撑组件上。在波浪条件下，浮体单元可在一定范围内进行起伏运动，并通过连接件带动相邻的浮体单元进行波动，在浮体单元起伏运动时，框架单元内的悬索相应的进行收缩和拉伸使光伏组件相应的发生运动，这样，每一个浮体单元以及光伏组件都能随着波浪分别运动，从而达到抗风浪的目的，使得浮体单元以及光伏组件的安全性得以提高，从而提高了整个光伏***运行的稳定性，保证发电效率。

2.采用双层浮体的设计，上下浮体间不同的连接方式，在提高浮体基础整体稳定性的同时保证浮体间的柔性。双层浮体的设计，使得海浪可以从上下浮体之间穿过，降低海浪对光伏***的冲击，从而起到消浪的作用，有效提高漂浮光伏***的波浪抵抗力。

3.采用悬索设计安装光伏组件，保证组件安装的柔性要求，提高光伏组件在海风海浪等不利环境下的安全稳定使用。

4.采用悬索设计可以更具海况需求调节光伏板跨度、敷设密度、敷设倾角等，能充分适应多种海洋环境。

5.根据使用场景变化，漂浮光伏***阵列规模可进行自由调整，同时可与海洋风力电厂、海洋牧场等进行结合，形成多产业共同发展。

附图说明

图1 整体示意图；

图2 浮体基础示意图，其中a为主视图，b为后视图；

图3是图2中悬索锚点的结构示意图；

图4是图2中连接环的结构示意图；

图5连接件示意图；

图6辅助连接块示意图；

图7光伏安装板示意图；

图8是图7的A-A剖面示意图；

图9是图7的B-B剖面示意图；

图10是图7中环扣的结构示意图；

图11是图7中安装板卡槽3.3的局部示意图；

图12光伏安装示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，如图1所示，该***包括光伏组件1、浮体基础2、悬索支撑组件3、系泊缆线4和锚固件5。悬索支撑组件3连接在浮体基础2内部。光伏组件1安装在悬索支撑组件3上。系泊缆线4一端固定在浮体基础2构成的主体框架上，一端与锚固件5连接。锚固件5为漂浮光伏***主要抵抗海上风、浪、流作用力的组成部分，能有效避免漂浮光伏***在受力情况下发生较大偏移。系泊缆绳4与锚固件5的材料选取可参考大型船只或其他海洋构筑物的锚固方式。锚固件5也可以设置成固定在海床上的钢筋混凝土桩基。

如图2所示，浮体基础2包括在横向和或竖向连续的框架单元。框架单元包括提供浮力的浮体单元和连接件，浮体单元之间通过所述连接件相互活动连接。

浮体连接件包括第一浮体单元连接件2.2和第二浮体单元连接件6。第一浮体单元连接件2.2位于浮桥两端用于浮体基础间的连接。

浮体单元为双层浮体2.1。双层浮体2.1通过第一浮体单元连接件2.2组合拼接而成浮体基础2的框架单元。双层浮桥上下两层可采用不同材料设计，上层浮体2.1.1选用钢结构或混凝结构等力学强度优秀的材料，主要为悬索支撑组件3安装提供悬索锚点2.3并作为维修人员通行步道；下层浮体2.1.2选用高分子泡沫浮体材料，主要为***提供浮力支撑，四周分布有连接环2.1.4；上层浮体2.1.1与下层浮体2.1.2间通过高分子材料柱体2.1.3连接并支撑。

如图5所示，浮体基础2间主要通过第一浮体单元连接件2.2进行连接，连接件的锁部2.2.1和芯部2.2.2分别位于浮体基础上层浮体2.1.1两端，连接两个浮体基础时，将一个浮体连接件的锁部打开后将另一个浮体连接件的芯部放入其中，随后利用加固锁2.2.3锁紧锁部2.2.1即完成连接件的组合。浮体基础上层浮体的连接后，用缆绳通过连接环2.1.4将相邻两浮体基础的下层浮体进行连接。

如图6所示，浮体基础连接形成的主体框架拐角处使用第二浮体单元连接件6进行连接，第二浮体单元连接件为方形双层浮桥，上下两层浮体材料与浮体基础相同，第二浮体单元连接件上层浮体四个侧面均设有第一浮体单元连接件2.2，锁部2.2.1和芯部2.2.2对称布置，下层设有连接环2.1.4分别与浮体基础2通过缆线连接。第二浮体单元连接件的形状可进行改变，通过变换形状可将漂浮光伏***主体框架设置为矩形、三角形、六边形等形式，如图1所示，本实施例中主要以矩形框架结构进行描述。

如图6-11所示，悬索支撑组件3连接在由浮体基础2构成的主体框架内侧，由尼龙绳与钢绳构成的复合缆绳3.1作为主要的悬索，通过浮体基础双层浮桥上层浮体2.1.1侧面的悬索锚点2.3进行固定连接，形成悬索网用于光伏安装板3.2的安装。光伏安装板3.2正面用于光伏组件的安装，光伏安装板3.2四周带有卡槽3.3，用于光伏组件1的嵌入和固定；光伏安装板3.2背面设置若干环扣3.4用于串接悬索，安装板背面环扣交替垂直布置，串接悬索的同时起到对光伏安装板的限位作用。

光伏组件1以嵌入式的形式安装于光伏安装板3.2上，光伏组件1四周由安装板卡槽3.3进行固定。通过调整悬索3.1在上层浮体2.1.1侧面悬索锚点2.3的固定位置可形成一定的光伏安装倾角，提高光伏组件的发电效率。为便于安装及维护施工，一种抗风浪悬索式漂浮光伏***单元阵列内通常安装1~4块光伏组件。在主体框架形状变化时可相应调整光伏组件的安装数量。

一种抗风浪悬索式漂浮光伏***浮体基础连接形成主体框架后，以双层浮桥上层浮体的最下排悬索锚点为基础设置防坠网和防水布。防坠网用于防止坠海事件发生，保障维修人员及光伏组件安全。防水布一方面将光伏组件与海水隔开，减小海水对光伏组件的侵蚀，另一方面防水布可起到防风作用，减小海面风由下而上对光伏***的影响。

Claims (10)

1.一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，包括浮体基础以及设置在浮体基础上的光伏组件，在所述浮体基础上设置有将所述浮体基础锚固在海底的锚固装置，其特征在于：所述浮体基础包括在横向和或竖向连续的框架单元；所述框架单元包括浮体单元和连接件，浮体单元之间通过所述连接件相互活动连接，在框架单元内设置有用于安装光伏组件的悬索支撑组件；所述光伏组件安装在所述悬索支撑组件上。

2.根据权利要求1所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述浮体单元为提供浮力的双层浮体，双层浮体包括上层浮体、下层浮体以及将所述上层浮体与下层浮体柱体进行连接的支撑柱。

3.根据权利要求2所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述上层浮体长边两侧设置多排悬索锚点，用于悬索支撑组件的悬索安装和调节悬索在悬索锚点的连接组合方式改变光伏安装倾角；所述下层浮体四周布置连接环，相邻浮体单元间通过缆绳将下层浮体进行连接固定。

4.根据权利要求3所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述连接件包括第一浮体单元连接件和第二浮体单元连接件；上层浮体短边设置第一浮体单元连接件，用于在同一方向上两浮体单元间的连接；第二浮体单元连接件设置在所述框架的拐角，用于在不同方向上两浮体单元间的连接。

5.根据权利要求4所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述第一浮体单元连接件为球形关节连接件；球形关节连接件包括锁部、芯部以及加固锁，锁部和芯部分别位于上层浮体的两端，连接两个浮体基础时，将一个浮体连接件的锁部打开后将另一个浮体连接件的芯部放入其中，随后利用加固锁锁紧锁部即完成连接件的组合。

6.根据权利要求5所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述第二浮体单元连接件为双层浮桥，包括上层浮桥和下层浮桥；上层浮桥四个侧面均设有第一浮体单元连接件，第一浮体单元连接件的锁部和芯部对称布置；下层浮桥设有连接环，连接环与浮体基础通过缆线连接。

7.根据权利要求1所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述悬索支撑组件包括固定光伏组件的光伏安装板和提供支撑力的悬索；光伏安装板正面用于光伏组件的安装，光伏安装板背面设置若干环扣用于连接所述悬索。

8.根据权利要求7所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述光伏组件以嵌入式的方式安装于悬索支撑组件的光伏安装板上。

9.根据权利要求1所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：所述框架单元内安装1~4块光伏组件。

10.根据权利要求3所述一种抗风浪悬索式漂浮光伏***，其特征在于：在所述上层浮体的最下排悬索锚点设有防坠网和防水布。

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