CN104802940A - 一种浮体装置 - Google Patents

Abstract

本发明所述的浮体装置，为中空密封结构的多层管体，采用中空多层管体的结构能够使所述浮体装置在水中具有更大的浮力；所述多层管体包括内衬管以及包覆于所述内衬管外壁上的配重加强体和防水材料层，所述配重加强体为由钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构，所述防水材料层包括依次涂覆的防水涂料层、沥青内涂层、玻璃布层和沥青外涂层。并且所述配重加强体和所述防水材料层之间和设置有混凝土层。其中内衬管可选材料有碳钢、塑料、泡沫，目的是为了让该装置形成中空结构，产生足够的浮力。钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构和混凝土层是为了让该装置有足够的结构强度和一定的缓冲作用。外面的涂料和玻璃布主要是为了防水。

Description

一种浮体装置

技术领域

本发明涉及一种水上漂浮装置，具体是一种用于承载太阳能发电组件的浮体装置结构。

背景技术

水光互补发电技术相对于现有水利发电技术和太阳能发电技术，具有不占用土地、输电成本低、能源利用效率高的显著优势，因此该技术也成为近年来电力工业领域研发的热点。例如，2011年英国设计师就提出漂浮性太阳能电池的概念，可同时采集海浪波能和太阳能。同一年中，以色列Solaris Synergy公司和法国EDF Group公司也联合开发了一种抗腐蚀水上太阳能发电系统。目前，印度也正在建设该国家的首个水上光伏发电站。在国内也开展了多个水光互补发电工程，如2011年底已经实现并网发电的玉树州“金太阳”水光互补微网发电工程，目前在建设中的龙羊峡水光互补320兆瓦并网光伏电站，以及新疆新华波波娜水光互补20MWp并网光伏电站项目等。然而，上述水光互补发电技术，要么是没有实施只是停留在理论阶段，要么就是依然将太阳能发电的部分设置在陆地上，并未改善对土地的浪费。

而要想实现真正意义上的水光互补发电技术，就需要将太阳能发电的部分设置在水面上。这时，如何实现太阳能发电组件能够在水面上稳定的漂浮是关键技术问题。虽然在现有技术中公开了一些将太阳能发电平台设置于水面上的方案，但是均没有对浮体结构做详细的介绍，而上述技术方案中的浮体结构自身的浮力不足，还必须通过系绳且多数方案都是靠与水底锚桩或者水底地层结构连接。这样的设计方法需要在水底打很多锚桩，给施工带来很大的难度。而且，通过系绳的方式与水底锚桩固定，其稳定性容易受到水流、风力的影响，稳定性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中没有能够实现支撑太阳能发电组件在水面上稳定漂浮的浮体装置，进而提供一种能够提供较大浮力且能够实现对太阳能组件稳定漂浮的浮体装置。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种浮体装置，其为具有中空密封结构的多层管体，所述多层管体包括内衬管以及包覆于所述内衬管外壁上的配重加强体和防水材料层。

所述配重加强体为由钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构。

所述防水材料层包括依次涂覆的防水涂料层、沥青内涂层、玻璃布层和沥青外涂层。

所述配重加强体和所述防水材料层之间和设置有混凝土层。

所述防水材料涂层的厚度为2-3 mm；所述沥青内涂层和所述沥青外涂层的厚度为3-4 mm。

所述浮体装置两端固定设置有绳环。

所述浮体装置的长度和直径比例关系为8:1-12:1。

所述浮体装置的长度在6米以上；所述浮体装置的直径在在0.6米至0.85米之间。

所述浮体装置质量在470KG至480KG之间。

所述浮体装置在水中漂浮产生大于10N的浮力。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的浮体装置，为中空密封结构的多层管体，采用中空多层管体的结构能够使所述浮体装置在水中具有更大的浮力；所述多层管体包括内衬管以及包覆于所述内衬管外壁上的配重加强体和防水材料层，所述配重加强体为由钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构，所述防水材料层包括依次涂覆的防水涂料层、沥青内涂层、玻璃布层和沥青外涂层。并且所述配重加强体和所述防水材料层之间和设置有混凝土层。其中内衬管可选材料有碳钢、塑料、泡沫，目的是为了让该装置形成中空结构，产生足够的浮力。钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构和混凝土层是为了让该装置有足够的结构强度和一定的缓冲作用。外面的涂料和玻璃布主要是为了防水。

（2）本发明所述浮体装置两端固定设置有绳环，相邻两个所述浮体装置通过同一缆绳穿过所述绳环后连接在一起。绳环可以是通过焊接的方式固定在浮体装置上，也可以是直接与笼状结构的钢筋体一体成型。通过所述绳环的设置可以使得不同的浮体装置之间方便的连接在一起。

（3）本发明所述浮体装置，其长度在6米以上，直径在0.6米至0.85米之间。采用这种结构的浮体装置，长度和直径的比例在十倍左右，能够有效抵挡风力和水力的作用，浮体装置在水中漂浮时不容易发生翻转。并且，相对于现有的浮体来说，每个浮体装置的直径在一米以下，相对而言对水面的遮挡面积很小，不会对水面下的生物生长带来很大影响。

（4）本发明所述的浮体装置，所述浮体装置质量在470KG至480KG之间，所述浮体装置在水中漂浮产生大于10N的浮力。浮体装置的质量也是影响浮体装置在水中漂浮的稳定性的重要原因之一。本发明通过对浮体装置的结构进行合理的设置，可以使得浮体装置质量在满足上述条件时产生足够的力量来抵抗风力或者水力的作用，进一步的保证其稳定性。而每一个浮体装置在水中漂浮要产生大于10N的浮力，通过仿真分析，当利用上述浮体装置连接起来组成一个网状结构来固定太阳能发电组件时，其可以抵抗十二级左右台风的风力。因此具有很好的稳定效果。

（5）本发明所述的浮体装置，所述浮体装置质量在470KG至480KG之间，所述浮体装置在水中漂浮产生大于10N的浮力。则浮体装置的大部分体积都在水面以下，如此便可以有效抵挡水面波浪的干扰，进一步提高了浮体装置在水中的稳定性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

 图1是本发明一个实施例所述浮体装置的剖视图；

图2是本发明一个实施例所述浮体装置的组成结构示意图；

图3是本发明一个实施例所述配重加强体的结构示意图；

图4是本发明一个实施例所述利用两个浮体装置固定一个太阳能发电组件的结构示意图；

图5是图5所示的结构示意图中浮体装置产生浮力的仿真结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种浮体装置，如图1所示，其为具有中空密封结构的多层管体。本实施例中，所述浮体装置4为中空密封结构的多层管体，采用中空多层管体的结构能够使所述浮体装置4在水中具有更大的浮力。其中中空密封结构内可以是一个空腔结构，也可以是多个空腔结构拼接而成。

如图2所示，本实施例中的浮体装置4，所述多层管体包括内衬管以及包覆于所述内衬管外壁上的配重加强体42和防水材料层，进一步地，如图3所示，所述配重加强体42为由钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构，所述防水材料层包括依次涂覆的防水涂料层、沥青内涂层、玻璃布层和沥青外涂层。并且所述配重加强体42和所述防水材料层之间和设置有混凝土层。其中防水涂料层可以选择现有的防水涂料即可，例如聚氨酯防水涂料，该涂料是一种液态施工的单组分环保型防水涂料，是以进口聚氨酯预聚体为基本成份，无焦油和沥青等添加剂。它是空气中的湿气接触后固化，在基层表面形成一层坚固的坚韧的无接缝整体防水膜。

图2中给出了一种优选的浮体装置结构组成示意图，按照由内到外的顺序，依次包括内衬管401、钢筋架402、加气混凝土403、防水涂层404、沥青涂层405、玻璃布406、沥青涂层407。

其中内衬管可选材料有碳钢、塑料、泡沫，目的是为了让该装置形成中空结构，产生足够的浮力。钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构和混凝土层是为了让该装置有足够的结构强度和一定的缓冲作用。外面的涂料和玻璃布主要是为了防水。

另外，从图1中还可以看出所述浮体装置4两端固定设置有绳环41，相邻两个所述浮体装置4通过同一缆绳穿过所述绳环41后连接在一起。绳环41可以是通过焊接的方式固定在浮体装置4上，也可以是直接与笼状结构的钢筋体一体成型。

实施例2

本实施例中，对所述实施例1中的浮体装置做如下改进，所述浮体装置的长度在6米以上。所述浮体装置的直径在在0.6米至0.85米之间。所述浮体装置质量在470KG至480KG之间。所述浮体装置在水中漂浮产生大于10N的浮力。本实施例中这种结构的浮体装置，长度和直径的比例在十倍左右，能够有效抵挡风力和水力的作用，浮体装置在水中漂浮时不容易发生翻转。并且，相对于现有的浮体来说，每个浮体装置的直径在一米以下，相对而言对水面的遮挡面积很小，不会对水面下的生物生长带来很大影响。

需要说明的是，浮体装置的质量也是影响浮体装置在水中漂浮的稳定性的重要原因之一。本发明通过对浮体装置的结构进行合理的设置，可以使得浮体装置质量在满足上述条件时产生足够的力量来抵抗风力或者水力的作用，进一步的保证其稳定性。而每一个浮体装置在水中漂浮要产生大于10N的浮力。

如果采用图4所示的结构固定太阳能发电组件，对其焊点的受力分析如图5所示。设定8 级大风为17.2-20.7m/s，取风速上限20.7m/s, 得到风压wp=0.27kN/m2。采用本实施例中的结构具有很好的固定作用。当利用上述浮体装置连接起来组成一个网状结构来固定太阳能发电组件时，其可以抵抗十二级左右台风的风力。因此具有很好的稳定效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种浮体装置，其特征在于，其为具有中空密封结构的多层管体，所述多层管体包括内衬管以及包覆于所述内衬管外壁上的配重加强体和防水材料层。

2.根据权利要求1所述的浮体装置，其特征在于，所述配重加强体为由钢筋体组成的适于包覆于所述内衬管外壁上的笼状结构。

3.根据权利要求1或2所述的浮体装置，其特征在于，所述防水材料层包括依次涂覆的防水涂料层、沥青内涂层、玻璃布层和沥青外涂层。

4.根据权利要求1-3任一所述的水上太阳能发电平台，其特征在于，所述配重加强体和所述防水材料层之间和设置有混凝土层。

5.根据权利要求3或4所述的浮体装置，其特征在于，所述防水材料涂层的厚度为2-3 mm；所述沥青内涂层和所述沥青外涂层的厚度为3-4 mm。

6.根据权利要求1-5任一所述的浮体装置，其特征在于，所述浮体装置两端固定设置有绳环。

7.根据权利要求1-6任一所述的浮体装置，其特征在于，所述浮体装置的长度和直径比例关系为8:1-12:1。

8.根据权利要求7所述的浮体装置，其特征在于，所述浮体装置的长度在6米以上；所述浮体装置的直径在在0.6米至0.85米之间。

9.根据权利要求1-8任一所述的浮体装置，其特征在于，所述浮体装置质量在470KG至480KG之间。

10.根据权利要求1-9任一所述的浮体装置，其特征在于，所述浮体装置在水中漂浮产生大于10N的浮力。