CN105763144A - 一种水面光伏发电浮式支持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水面光伏发电浮式支持装置，包括至少一个电站单元，电站单元包括发电单元，发电单元包括至少一个中部镂空的发电板支撑桁架，发电板支撑桁架的周向底部固定于浮子上，发电板支撑桁架顶部固定有发电板，发电单元的周向表面贴合固定有中部镂空的消波桁架，消波桁架的周向底部固定于浮子上，电站单元的周向间隔分布有多根底部固定于河床内的立柱，立柱上部套设固定有环套，环套固定连接有多根长拉索，长拉索的端部固定有拉环，拉环固定连接有多根拉杆，拉杆上套设有消波鳍，拉杆与消波桁架之间连接有多根短拉索。本发明实现了水上光伏发电的工程化应用，发电板最大程度贴近水面，且不受风浪的破坏，安全高效，大幅提高了发电量。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电设备技术领域，具体地指一种水面光伏发电浮式支持装置。
背景技术
在我国，光伏发电方兴未艾，水面光伏发电前途十分光明。目前国家对荒山，林地资源控制日益严格，水面资源的宝贵性日益凸显。水面光伏发电还是个新兴事物，绝大部分已经有的水面发电都仍采用陆上支架系统的思维模式，如打桩式，浮船式等等，发电板距离水面较远，没有利用水面的降温效果。现有的漂浮式支持系统一般采用全聚乙烯材料吹塑而成，成本高，连接件多，发电板下有遮挡。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种水面光伏发电浮式支持装置，该装置利用模块化、功能分解化的结构设计，降低发电板与水面之间的距离，大幅增加发电量，并降低成本。
为实现此目的，本发明所设计的水面光伏发电浮式支持装置，它包括至少一个电站单元，所述电站单元包括发电单元，所述发电单元包括至少一个中部镂空的发电板支撑桁架，所述发电板支撑桁架的周向底部固定于第一浮子上，所述发电板支撑桁架的顶部固定有发电板，所述发电单元的周向表面贴合固定有中部镂空的消波桁架，所述消波桁架的周向底部固定于第二浮子上，所述电站单元的周向间隔分布有多根底部固定于河床内的立柱，所述立柱上部套设固定有第一环套，所述第一环套固定连接有多根长拉索，所述长拉索的端部固定有拉环，所述拉环固定连接有多根拉杆，所述拉杆上套设有消波鳍，所述拉杆与消波桁架之间连接有多根短拉索。
进一步的，所述发电板的底部沿其长度方向间隔开有多个降温槽，所述降温槽两侧凸起的底面固定有吸水膜。
优选的，所述发电单元包括多个固定连接形成矩阵的发电板支撑桁架；所述发电单元周向的发电板支撑桁架的外侧面与消波桁架的内侧面通过长螺栓固定连接，所述发电单元周向的发电板支撑桁架的底部的第一浮子的外侧面和与其相邻的消波桁架的底部的第二浮子的内侧面贴合压紧，所述发电单元周向的发电板支撑桁架的顶部和与其相邻的消波桁架的顶部之间通过绳索绑扎固定。
具体的，所述发电单元周向的两个相邻的消波桁架的端部之间通过长螺栓固定连接，顶部之间通过绳索绑扎固定，所述两个相邻的消波桁架底部的第二浮子的表面贴合压紧。
具体的，所述发电单元内相邻的两个发电板支撑桁架之间通过长螺栓固定连接，顶部之间通过绳索绑扎固定，所述两个相邻的发电板支撑桁架底部的第二浮子的表面贴合压紧。
具体的，所述消波桁架为中部镂空的长方形框架环，所述第二浮子中部开有凹槽，所述消波桁架的底部设置于凹槽内，所述消波桁架的底部与第二浮子之间通过短螺栓连接。
具体的，所述发电板支撑桁架为中部镂空的长方形框架环，所述第一浮子中部开有凹槽，所述发电板支撑桁架的底部设置于凹槽内，所述发电板支撑桁架的底部与第一浮子之间通过短螺栓连接；所述发电板支撑桁架沿其长度方向的一侧固定有发电板抬高桁架，所述发电板的一侧固定于发电板抬高桁架的顶部，另一侧固定于发电板支撑桁架沿其长度方向的另一侧的顶部。
优选的，所述第二浮子是与消波桁架的底部形状相对应的整体式浮子，或者间隔设置于消波桁架的周向底部的单个浮子。
优选的，所述第一浮子是与发电板支撑桁架的底部形状相对应的整体式浮子，或者间隔设置于发电板支撑桁架的周向底部的单个浮子。
具体的，所述立柱顶部固定有第二环套，所述第二环套连接有锚索套环，所述锚索套环连接有锚拉索，所述锚拉索的端部连接有锚。
本发明的有益效果是：1、实现了水上光伏发电的工程化应用。2、构件主要来自于不锈钢和高密度聚乙烯，节能环保，不产生污染。3、浮筏模块结构合理、组装方便，本土化程度高，成本得到有效控制。4、装置的整体结构设计易于标准化，实现了模块化及电站大型化的实际需求。5、发电板最大程度贴近水面，且不受风浪的破坏，安全高效，大幅提高了发电量。
附图说明
图1为本发明中电站单元的俯视图；
图2为本发明中发电板的主视图；
图3为本发明中发电板支撑桁架的俯视图；
图4为本发明中立柱连接电站单元的结构示意图；
图5为本发明中消波桁架连接发电板支撑桁架的结构示意图；
图6为本发明中发电板支撑桁架之间连接的结构示意图；
其中，1—电站单元，2—发电板支撑桁架，3—第一浮子，4—发电板，5—消波桁架，6—第二浮子，7—立柱，8—第一环套，9—长拉索，10—拉环，11—拉杆，12—消波鳍，13—短拉索，14—降温槽，15—吸水膜，16—绳索，17—第二环套，18—锚索套环，19—锚拉索，20—锚，21—长螺栓，22—短螺栓，23—发电板抬高桁架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1—6所示的水面光伏发电浮式支持装置，它包括至少一个电站单元1，所述电站单元1包括发电单元，所述发电单元包括至少一个中部镂空的发电板支撑桁架2，所述发电板支撑桁架2的周向底部固定于第一浮子3上，所述发电板支撑桁架2的顶部固定有发电板4，所述发电单元的周向表面贴合固定有中部镂空的消波桁架5，所述消波桁架5的周向底部固定于第二浮子6上，所述电站单元1的周向间隔分布有多根底部固定于河床内的立柱7，所述立柱7上部套设固定有第一环套8，所述第一环套8固定连接有多根长拉索9，所述长拉索9的端部固定有拉环10，所述拉环10固定连接有多根拉杆11，所述拉杆11上套设有消波鳍12，所述拉杆11与消波桁架5之间连接有多根短拉索13。
如图2所示，所述发电板4的底部沿其长度方向间隔开有多个降温槽14，所述降温槽14两侧凸起的底面固定有吸水膜15。在发电板4的背面设置降温槽14，以及吸水膜15，利用水体温度相对较低的特点，形成水槽效应，对发电板4降温，提高发电量。
如图1、图5—6所示，所述发电单元包括多个固定连接形成矩阵的发电板支撑桁架2；所述发电单元周向的发电板支撑桁架2的外侧面与消波桁架5的内侧面通过长螺栓21固定连接，所述发电单元周向的发电板支撑桁架2的底部的第一浮子3的外侧面和与其相邻的消波桁架5的底部的第二浮子6的内侧面贴合压紧，所述发电单元周向的发电板支撑桁架2的顶部和与其相邻的消波桁架5的顶部之间通过绳索16绑扎固定。
上述技术方案中，所述发电单元周向的两个相邻的消波桁架5的端部之间通过长螺栓21固定连接，顶部之间通过绳索16绑扎固定，所述两个相邻的消波桁架5底部的第二浮子6的表面贴合压紧。
如图6所示，所述发电单元内相邻的两个发电板支撑桁架1之间通过长螺栓21固定连接，顶部之间通过绳索16绑扎固定，所述两个相邻的发电板支撑桁架2底部的第二浮子6的表面贴合压紧。
上述技术方案中，所述消波桁架5为中部镂空的长方形框架环，所述第二浮子6中部开有凹槽，所述消波桁架5的底部设置于凹槽内，所述消波桁架5的底部与第二浮子6之间通过短螺栓22连接。
上述技术方案中，所述发电板支撑桁架2为中部镂空的长方形框架环，所述第一浮子3中部开有凹槽，所述发电板支撑桁架2的底部设置于凹槽内，所述发电板支撑桁架2的底部与第一浮子3之间通过短螺栓22连接；所述发电板支撑桁架2沿其长度方向的一侧固定有发电板抬高桁架23，所述发电板4的一侧固定于发电板抬高桁架23的顶部，另一侧固定于发电板支撑桁架2沿其长度方向的另一侧的顶部。通过发电板抬高桁架23的结构使发电板4与阳光之间具有最大的接触面积，同时使发电板4与水面保持最近的距离，又不会受到水的冲击。
上述技术方案中，所述第二浮子6是与消波桁架5的底部形状相对应的整体式浮子，或者间隔设置于消波桁架5的周向底部的单个浮子。本发明以单个浮子为例(如图4所示)，确保浮子的支撑效果的同时，节省了材料。同理，所述第一浮子3是与发电板支撑桁架2的底部形状相对应的整体式浮子，或者间隔设置于发电板支撑桁架2的周向底部的单个浮子。
如图4所示，所述立柱7顶部固定有第二环套17，所述第二环套17连接有锚索套环18，所述锚索套环18连接有锚拉索19，所述锚拉索19的端部连接有锚20。
本发明中，浮筏主要分两部分组成，一是桁架形式的支撑钢架，采用薄壁不锈钢材料构造薄壁梁，再由薄壁梁构造成空间桁架；二是浮子，采用高密度聚乙烯材料吹塑制作成空心浮体，在水面托举桁架系统，并使桁架离开水面。一个浮筏支持一个发电板4(255W)，浮筏在岸边组装后直接下水。以0.2-1MW左右的发电板组和浮筏组成一个发电单元1，共用升压系统。整个发电单元1边缘设消波浮筏，并用锚泊系统固定于水底。消波浮筏与立柱7之间用拉杆系统相连，拉杆11两端用环扣连接，拉杆11下安装消波鳍12。电站由多个发电单元1组成，并有栈道浮筏通达。
浮筏为整体式结构，将水上拼装件控制在了最小范围，浮筏能自浮于水面，单元组装简易(下水是一个整体)。浮筏之间的连接采用水工技术，上端用聚乙烯绳索打海军节，下端靠浮子的边沿凸出抗挤压(见图6)。发电单元1结构形式易于撬装化、标准化、本地化和流程化。例如采用不锈钢薄壁梁桁架形式便于模块化和大型化的加工生产拼装，在厂房里把梁焊接成桁架，到现场把桁架组装焊接成浮筏框架；浮子简单易做，标准化程度高，通过浮子的标准化设计，便于在当地展开制作，大幅降低成本，有效提高了本发明的实用性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：它包括至少一个电站单元(1)，所述电站单元(1)包括发电单元，所述发电单元包括至少一个发电板支撑桁架(2)，所述发电板支撑桁架(2)的周向底部固定于第一浮子(3)上，所述发电板支撑桁架(2)的顶部固定有发电板(4)，所述发电单元的周向表面贴合固定有消波桁架(5)，所述消波桁架(5)的周向底部固定于第二浮子(6)上，所述电站单元(1)的周向间隔分布有多根底部固定于河床内的立柱(7)，所述立柱(7)上部套设固定有第一环套(8)，所述第一环套(8)固定连接有多根长拉索(9)，所述长拉索(9)的端部固定有拉环(10)，所述拉环(10)固定连接有多根拉杆(11)，所述拉杆(11)上套设有消波鳍(12)，所述拉杆(11)与消波桁架(5)之间连接有多根短拉索(13)。
2.如权利要求1所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述发电板(4)的底部沿其长度方向间隔开有多个降温槽(14)，所述降温槽(14)两侧凸起的底面固定有吸水膜(15)。
3.如权利要求1所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述发电单元包括多个固定连接形成矩阵的发电板支撑桁架(2)；
所述发电单元周向的发电板支撑桁架(2)的外侧面与消波桁架(5)的内侧面通过长螺栓(21)固定连接，所述发电单元周向的发电板支撑桁架(2)的底部的第一浮子(3)的外侧面和与其相邻的消波桁架(5)的底部的第二浮子(6)的内侧面贴合压紧，所述发电单元周向的发电板支撑桁架(2)的顶部和与其相邻的消波桁架(5)的顶部之间通过绳索(16)绑扎固定。
4.如权利要求3所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述发电单元周向的两个相邻的消波桁架(5)的端部之间通过长螺栓(21)固定连接，顶部之间通过绳索(16)绑扎固定，所述两个相邻的消波桁架(5)底部的第二浮子(6)的表面贴合压紧。
5.如权利要求3所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述发电单元内相邻的两个发电板支撑桁架(1)之间通过长螺栓(21)固定连接，顶部之间通过绳索(16)绑扎固定，所述两个相邻的发电板支撑桁架(2)底部的第二浮子(6)的表面贴合压紧。
6.如权利要求3或4所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述消波桁架(5)为中部镂空的长方形框架环，所述第二浮子(6)中部开有凹槽，所述消波桁架(5)的底部设置于凹槽内，所述消波桁架(5)的底部与第二浮子(6)之间通过短螺栓(22)连接。
7.如权利要求3或5所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述发电板支撑桁架(2)为中部镂空的长方形框架环，所述第一浮子(3)中部开有凹槽，所述发电板支撑桁架(2)的底部设置于凹槽内，所述发电板支撑桁架(2)的底部与第一浮子(3)之间通过短螺栓(22)连接；所述发电板支撑桁架(2)沿其长度方向的一侧固定有发电板抬高桁架(23)，所述发电板(4)的一侧固定于发电板抬高桁架(23)的顶部，另一侧固定于发电板支撑桁架(2)沿其长度方向的另一侧的顶部。
8.如权利要求6所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述第二浮子(6)是与消波桁架(5)的底部形状相对应的整体式浮子，或者间隔设置于消波桁架(5)的周向底部的单个浮子。
9.如权利要求7所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述第一浮子(3)是与发电板支撑桁架(2)的底部形状相对应的整体式浮子，或者间隔设置于发电板支撑桁架(2)的周向底部的单个浮子。
10.如权利要求1所述的水面光伏发电浮式支持装置，其特征在于：所述立柱(7)顶部固定有第二环套(17)，所述第二环套(17)连接有锚索套环(18)，所述锚索套环(18)连接有锚拉索(19)，所述锚拉索(19)的端部连接有锚(20)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20180403 |