CN106585920B - 一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其包括安装平台、自动升降系统、牵引系统。将水面光伏方阵设计成多个子方阵进行拼装，多个光伏组件在安装平台上安装成第一个子方阵之后，由自动升降系统下降安装平台直至能独立漂浮在水面上，且由牵引系统牵引并确保至少一排光伏组件停留在安装平台上方。自动升降系统复位，在这最后一排光伏组件的基础上进行当前子方阵的安装，或者当前的子方阵在安装平台上安装好之后，再和这最后一排光伏组件进行面对面的拼接，由自动升降系统下降安装平台直至能独立漂浮在水面上，再由牵引系统牵引并确保至少一排光伏组件停留在安装平台上方，如此循环直至整个水面光伏方阵拼接完毕，最后牵引至目的地。

Description

一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置

技术领域

本发明涉及一种入水施工装置，特别是涉及一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置。

背景技术

目前，国内外已建漂浮电站主要分为两种，一种是由光伏浮体拼接而形成方阵，其上安装光伏组件；另一种是由光伏支架拼接而成，其上部固定光伏组件，其下部固定浮体已提供整个光伏方阵的浮力。无论哪种方式，其浮体、支架和组件的安装都是在陆地上进行的，然后在入水处做搭建简单的入水平台(木板或者钢管搭建小倾角入水平台)，通过人工推入水中。也就是说先在陆地上拼接而成，然后通过简易的钢导轨、木板等入水平台，利用人力将拼接好的光伏方阵推入水中。

目前漂浮电站的这种安装方式存在以下缺陷：

1.光伏浮体在导轨或木板上摩擦，很容易形成对浮体底部的划痕，影响浮体的使用寿命，存在极大的安全隐患，并且这些划痕不容易察觉；

2.在陆地上安装的光伏方阵，需要通过多人协同工作，才能推入水中，方阵入水效率低下；

3.光伏方阵入水以后，无法及时固定，如遇大风，容易造成光伏方阵倾覆的风险；

4.搭建的钢管或者木板平台具有一定的角度，而水面是水平的，在入水处，容易引起光伏浮体、支架的折弯，造成浮体及支架的损坏。

发明内容

针对漂浮式光伏电站在入水过程中存在的以上种种问题，本发明提出一种非常便捷的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，可以有效的保护光伏浮体，极大的提高了方阵的安装效率。

本发明具体技术方案如下：一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其包括安装平台、用于自动升降安装平台的自动升降系统、用于提供牵引力的牵引系统；

其中，在安装水面光伏方阵时，将所述水面光伏方阵设计成多个子方阵进行拼装，多个光伏组件在安装平台上安装成第一个子方阵之后，自动升降系统下降安装平台直至所述第一个子方阵能独立漂浮在水面上，所述第一个子方阵由牵引系统牵引并确保至少一排光伏组件停留在安装平台上方；自动升降系统复位以便在安装平台上进行下一个子方阵的安装；

在安装平台上的最后一排光伏组件的基础上进行当前子方阵的安装，或者当前的子方阵在安装平台上安装好之后，再和安装平台上的最后一排光伏组件进行面对面的拼接；自动升降系统下降安装平台直至拼接在一起的子方阵组能独立漂浮在水面上；牵引系统牵引子方阵组并确保至少一排光伏组件停留在安装平台上方；如此循环直至整个水面光伏方阵拼接完毕，最后牵引系统将漂浮在水面上的所述水面光伏方阵牵引至目的地。

作为上述方案的进一步改进，安装平台包括甲板以及支撑甲板的支撑架。进一步地，甲板上开设有若干流水孔。

进一步地，安装平台还包括若干浮箱，浮箱安装在甲板下用于对安装平台提供浮力。

作为上述方案的进一步改进，自动升降系统包括多个升降组件，每个升降组件包括固定桩、卷扬机、定滑轮、提升缆绳、吊钩；固定桩相对安装平台竖立固定，定滑轮安装在固定桩的顶端上，固定桩的顶端一侧安装卷扬机；提升缆绳的一端固定在卷扬机上，提升缆绳的另一端通过定滑轮固定在吊钩上，且使定滑轮和卷扬机传动连接，并由卷扬机驱动收拢或展开；吊钩用于以可拆卸形式卡持在安装平台上；多个升降组件的这些吊钩在卷扬机的驱动下自动升降安装平台。

进一步地，每个升降组件还包括支撑板；卷扬机通过支撑板间接安装在立柱上。

进一步地，每个升降组件还包括升降导向套筒，升降导向套筒固定在安装平台上，并套在立柱上用于实现对立柱的导向作用。

作为上述方案的进一步改进，牵引系统包括至少两个牵引组件，每个牵引组件包括动力源、滚筒、固定底座、牵引缆绳；滚筒滚动式安装在固定底座上，动力源用于驱动滚筒相对固定底座滚动，牵引缆绳的一端固定在滚筒上，牵引缆绳的另一端固定在所述第一个子方阵上。

进一步地，所述动力源包括驱动电机、齿轮传动组；齿轮传动组安装在固定底座上并与滚筒共轴固定安装，驱动电机驱动齿轮传动组转动以带动滚筒滚动。

作为上述方案的进一步改进，所述入水施工装置还包括控制系统，所述控制系统用于控制牵引系统和自动升降系统的运行。

本发明还提供另一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其包括安装平台、自动升降系统、用于提供牵引力的牵引系统；安装平台安装在自动升降系统上用于对光伏方阵的安装提供平台，自动升降系统安装在水中用于自动升降安装平台，牵引系统安装在光伏方阵的目的地，用于牵引拼装的光伏方阵牵引至目的地。

作为上述方案的进一步改进，安装平台包括甲板以及支撑甲板的支撑架。进一步地，甲板上开设有若干流水孔。

进一步地，安装平台还包括若干浮箱，浮箱安装在甲板下用于对安装平台提供浮力。

作为上述方案的进一步改进，自动升降系统包括多个升降组件，每个升降组件包括固定桩、卷扬机、定滑轮、提升缆绳、吊钩；固定桩相对安装平台竖立固定，定滑轮安装在固定桩的顶端上，固定桩的顶端一侧安装卷扬机；提升缆绳的一端固定在卷扬机上，提升缆绳的另一端通过定滑轮固定在吊钩上，且使定滑轮和卷扬机传动连接，并由卷扬机驱动收拢或展开；吊钩用于以可拆卸形式卡持在安装平台上；多个升降组件的这些吊钩在卷扬机的驱动下自动升降安装平台。

进一步地，每个升降组件还包括支撑板；卷扬机通过支撑板间接安装在立柱上。

进一步地，每个升降组件还包括升降导向套筒，升降导向套筒固定在安装平台上，并套在立柱上用于实现对立柱的导向作用。

作为上述方案的进一步改进，牵引系统包括至少两个牵引组件，每个牵引组件包括动力源、滚筒、固定底座、牵引缆绳；滚筒滚动式安装在固定底座上，动力源用于驱动滚筒相对固定底座滚动，牵引缆绳的一端固定在滚筒上，牵引缆绳的另一端固定在所述第一个子方阵上。

进一步地，所述动力源包括驱动电机、齿轮传动组；齿轮传动组安装在固定底座上并与滚筒共轴固定安装，驱动电机驱动齿轮传动组转动以带动滚筒滚动。

作为上述方案的进一步改进，所述入水施工装置还包括控制系统，所述控制系统用于控制牵引系统和自动升降系统的运行。

本发明的主要有益效果如下：

1.采用漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置可以极大的提高光伏方阵施工的效率，省却了要通过人工推动光伏方阵入水的工序；

2.实现光伏方阵与安装平台的自动分离，避免光伏方阵在施工平台上的摩擦，不会对浮体产生划痕；

3.牵引系统始终固定在光伏方阵的前端，起到施工中临时锚固的作用，不用担心方阵因未及时锚固而可能引起的损坏。

附图说明

图1为本发明的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置的立体结构示意图。

图2为图1中入水施工装置的安装平台的立体结构示意图。

图3为图1中入水施工装置的自动升降系统的其中一个升降组件的立体结构示意图。

图4为图1中入水施工装置的牵引系统的其中一个牵引组件的立体结构示意图。

图5为图1中入水施工装置应用示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，本发明的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置主要用于有效的保护光伏浮体，极大的提高了由光伏浮体拼接而成的光伏方阵2的安装效率。本发明的入水施工装置在主体构架上主要包括安装平台3、用于自动升降安装平台3的自动升降系统4、用于提供牵引力的牵引系统1、用于控制自动升降系统4和牵引系统1的运行控制系统。安装平台3安装在自动升降系统4上用于对光伏方阵的安装提供平台，自动升降系统4安装在水中用于自动升降安装平台3，牵引系统1安装在光伏方阵的目的地，用于牵引拼装的光伏方阵牵引至目的地。为了提高入水施工装置的自动化水平以及施工精度，可采用控制系统，用于控制牵引系统1和自动升降系统4的运行。

首先需要指出的是，本发明的主要关键保护点在于光伏方阵的入水方式。光伏方阵的入水方式的不同之处在于：

其中，在安装水面光伏方阵2时，将所述水面光伏方阵2设计成多个子方阵进行拼装，多个光伏组件在安装平台3上安装成第一个子方阵之后，自动升降系统4下降安装平台3直至所述第一个子方阵能独立漂浮在水面上，所述第一个子方阵由牵引系统1牵引并确保至少一排光伏组件停留在安装平台3上方；自动升降系统4复位以便在安装平台3上进行下一个子方阵的安装；

在上一个子方阵保留在安装平台3的最后一排光伏组件的基础上进行当前子方阵的安装，或者当前的子方阵在安装平台3上安装好之后，和上一个子方阵保留在安装平台3上的最后一排光伏组件进行面对面的拼接(也就是说，在安装平台3上的最后一排光伏组件的基础上进行当前子方阵的安装，或者当前的子方阵在安装平台3上安装好之后，再和安装平台3上的最后一排光伏组件进行面对面的拼接)；自动升降系统4下降安装平台3直至拼接在一起的子方阵组能独立漂浮在水面上；牵引系统1牵引子方阵组并确保至少一排光伏组件停留在安装平台3上方；如此循环直至整个水面光伏方阵2拼接完毕，最后牵引系统1将漂浮在水面上的水面光伏方阵2牵引至目的地。

当然在其他实施例中，也可以安装以下方式进行：在安装水面光伏方阵时，将所述水面光伏方阵2设计成多个子方阵进行拼装，第一个子方阵在安装平台3上安装好之后，自动升降系统4下降安装平台3直至所述第一个子方阵能独立漂浮在水面上，并且所述第一个子方阵由牵引系统1牵引直至退离安装平台3；自动升降系统4复位以便在安装平台3上进行下一个子方阵的安装；当前的子方阵在安装平台3上安装好之后，自动升降系统4下降安装平台3直至当前的子方阵能独立漂浮在水面上；再将当前的子方阵和上一个子方阵面对面拼接；牵引系统1引拼接在一起的子方阵组移动至当前的子方阵退离安装平台3；如此循环直至整个水面光伏方阵拼接完毕，最后牵引系统1将漂浮在水面上的所述水面光伏方阵牵引至目的地。但是这种方式在实际中存在困难，在试验阶段发现，由于水面晃动等因素，很难在水中完成两个子方阵的拼接，这也是目前光伏方阵2为什么在陆地上拼接完毕后，再推入水中的原因。

如图1和图5所示，光伏浮台在水边的安装平台3上进行安装作业，当安装作业完成需要入水时，此时利用自动升降系统4降低安装平台3的标高，直至安装平台3完全浸入水中，这样位于安装平台3上的子方阵就能漂浮在水面上。随后使用牵引系统1将整个漂浮的子方阵牵引至预定位置，完成入水作业。然后再利用自动升降系统4提升安装平台3直至完全露出水面，继续进行光伏方阵2的水边拼装工作。

牵引具体过程为，安装平台3下降直至漂浮方阵即光伏方阵2的子方阵完全浮在水面上，此时用牵引系统1勾住漂浮方阵的两端，启动牵引系统1逐步将漂浮方阵牵拉至指定位置，完成漂浮方阵入水工作。

请再次结合图2，安装平台3包括甲板31、支撑架32、若干浮箱34。安装平台3的表面即甲板31的表面，其作用是提供漂浮方阵安装作业面。支撑架32用于支撑甲板31，为作业平台支撑结构，其作用是保证安装平台3的结构稳定。甲板31上可开设有若干流水孔33，流水孔33作用是子方阵升降时甲板31表面引入或清除积水，流水孔33的数量可根据现场需要进行设置。

浮箱34可设置也可不设置，根据具体应用场景决定，浮箱34安装在甲板31下用于对安装平台3提供浮力。故，水边的安装平台3的主体可由钢结构组成，其下部根据受力情况布置浮体即浮箱34作为支撑，其上面铺设木板或钢板，形成光伏方阵安装作业区。浮箱34作为重力平衡浮箱，其作用是抵消一部分安装平台3和子方阵自重，减少自动升降系统4所需要承载的负荷

请结合图3，自动升降系统4包括多个升降组件，每个升降组件包括固定桩41、卷扬机43、定滑轮44、提升缆绳45、吊钩46、支撑板42、升降导向套筒47。固定桩41相对安装平台3竖立固定，为固定桩基础，其作用是为自动升降系统4提供基础支撑和安装平台3升降导向作用。

定滑轮44安装在固定桩41的顶端上，固定桩41的顶端一侧安装卷扬机43。提升缆绳45的一端固定在卷扬机43上，提升缆绳45的另一端通过定滑轮44固定在吊钩46上，且使定滑轮44和卷扬机43传动连接，并由卷扬机43驱动收拢或展开。吊钩46用于以可拆卸形式卡持在安装平台3上，其作用是用以提升安装平台3。多个升降组件的这些吊钩46在卷扬机43的驱动下自动升降安装平台3。

支撑板42可是卷扬机43的安装环境而定，其作用是为卷扬机43提供牵引支撑，卷扬机43可通过支撑板42间接安装在立柱41上。升降导向套筒47也是可以选择的部件，其作用是升降时为安装平台3提供导向作用，防止横向偏移过度。所述升降组件的数量优选为四个，四个固定桩41最好分别竖立在安装平台3的四角上。卷扬机43可采用液压缸。

因此，自动升降系统4用于控制安装平台3沿其两端的固定桩1上下升降，自动升降系统4可由四个卷扬机43及其控制系统构成，卷扬机43一端固定在固定桩41上，另一端通过提升缆绳45勾住安装平台3，通过控制四个卷扬机43控制提升缆绳45的升降进而控制整个安装平台3在水面上的升降。

牵引系统1可为两只均设置牵引缆绳14的船泊，两个船泊通过相应的提升缆绳45实现牵引功能。当然，这样的牵引方位极不容易控制，非常容易跑偏，在整个光伏方阵的拼装过程中，也是非常的不方便。在本实施例中，请结合图4，牵引系统1用于将安装好的子方阵向前牵引，以便腾出安装平台3，方便下一组子方阵的安装，同时起到固定拼装好方阵组的作用。牵引系统1可由两套卷扬机改装而成，在子方阵的正前方越200米处固定(牵引装置据安装平台3的距离可以根据现场的需要适当调整，牵引系统1的固定可以通过打固定桩的方式固定)，通过牵引缆绳如钢丝绳来拉动整个光伏方阵2。

牵引系统1可包括至少两个牵引组件，每个牵引组件可包括动力源、滚筒13、固定底座15、牵引缆绳14。滚筒13滚动式安装在固定底座15上，动力源用于驱动滚筒13相对固定底座15滚动，牵引缆绳14的一端固定在滚筒13上，牵引缆绳14的另一端固定在所述第一个子方阵上。所述动力源可包括驱动电机11、齿轮传动组12。齿轮传动组12安装在固定底座15上并与滚筒13共轴固定安装，驱动电机11驱动齿轮传动组12转动以带动滚筒13滚动。为了方便固定底座15的安装，可在固定底座15上设置固定孔位16。

请结合图5，入水施工装置的运行过程如下。

1)光伏方阵的安装

在正常情况下，水面施工平台即安装平台3在水面之上，安装人员可以在施工平台上拼接光伏浮体，安装光伏组件等，形成一个小的光伏方阵即子方阵。

2)方阵入水

在水面施工平台上安装完子方阵之后，施工人员转移至旁边的安装平台3，控制系统控制自动升降系统4动作，将施工作业平台往下移动，直至淹没在水中，子方阵依靠其自身的浮体漂浮在水面上，子方阵与安装平台3分离。

3)方阵牵引

当子方阵与施工平台分离之后，控制系统控制牵引系统1将子方阵往前移动指定的位移。一般子方阵的最后一排光伏组件保留在安装平台3上。

4)安装平台复位

当子方阵前移完毕之后，控制系统控制自动升降系统4，使安装平台3上升到原先的安装位置，为下一个子方阵的安装做好准备。

综上所述，本发明的设计要点除了光伏方阵的入水方式之外，还可设置以下设计要点，

1.入水施工装置可实现在水面的自动升降，使光伏浮体能够依靠自身浮力与安装平台3分离，确保光伏浮体不会在平台上摩擦，形成划痕；

2.入水施工装置上铺设的安装钢板或木板因预留若干细孔即流水孔33，确保安装平台3复位以后，安装平台3上面的水能及时流尽；

3.安装平台3可预留固定平台，已方便安装平台3入水时，施工人员临时中转；

4.牵引系统1可以定距离牵引子方阵往前移动，确保下一个子方阵的安装；

5.卷扬机43采用的液压缸，其两端的连接尽量确保能绕连接螺栓(固定连接用的连接件)自由转动，液压缸的最大行程要确保上升时安装平台3能露出水面，在下沉时能确保子方阵与施工平台分离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：其包括安装平台(3)、用于自动升降安装平台(3)的自动升降系统(4)、用于提供牵引力的牵引系统(1)；

其中，在安装水面光伏方阵时，将所述水面光伏方阵设计成多个子方阵进行拼装，多个光伏组件在安装平台(3)上安装成第一个子方阵之后，自动升降系统(4)下降安装平台(3)直至所述第一个子方阵能独立漂浮在水面上，所述第一个子方阵由牵引系统(1)牵引并确保至少一排光伏组件停留在安装平台(3)上方；自动升降系统(4)复位以便在安装平台(3)上进行下一个子方阵的安装；

在安装平台(3)上的最后一排光伏组件的基础上进行当前子方阵的安装，或者当前的子方阵在安装平台(3)上安装好之后，再和安装平台(3)上的最后一排光伏组件进行面对面的拼接；自动升降系统(4)下降安装平台(3)直至拼接在一起的子方阵组能独立漂浮在水面上；牵引系统(1)牵引子方阵组并确保至少一排光伏组件停留在安装平台(3)上方；如此循环直至整个水面光伏方阵拼接完毕，最后牵引系统(1)将漂浮在水面上的所述水面光伏方阵牵引至目的地。

2.一种漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：其包括安装平台(3)、自动升降系统(4)、用于提供牵引力的牵引系统(1)；安装平台(3)安装在自动升降系统(4)上用于对光伏方阵的安装提供平台，自动升降系统(4)安装在水中用于自动升降安装平台(3)，牵引系统(1)安装在光伏方阵的目的地，用于牵引拼装的光伏方阵牵引至目的地。

3.如权利要求1或2所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：安装平台(3)包括甲板(31)以及支撑甲板(31)的支撑架(32)；甲板(31)上开设有若干流水孔(33)。

4.如权利要求3所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：安装平台(3)还包括若干浮箱(34)，浮箱(34)安装在甲板(31)下用于对安装平台(3)提供浮力。

5.如权利要求1或2所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：自动升降系统(4)包括多个升降组件，每个升降组件包括固定桩(41)、卷扬机(43)、定滑轮(44)、提升缆绳(45)、吊钩(46)；固定桩(41)相对安装平台(3)竖立固定，定滑轮(44)安装在固定桩(41)的顶端上，固定桩(41)的顶端一侧安装卷扬机(43)；提升缆绳(45)的一端固定在卷扬机(43)上，提升缆绳(45)的另一端通过定滑轮(44)固定在吊钩(46)上，且使定滑轮(44)和卷扬机(43)传动连接，并由卷扬机(43)驱动收拢或展开；吊钩(46)用于以可拆卸形式卡持在安装平台(3)上；多个升降组件的这些吊钩(46)在卷扬机(43)的驱动下自动升降安装平台(3)。

6.如权利要求5所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：每个升降组件还包括支撑板(42)；卷扬机(43)通过支撑板(42)间接安装在立柱(41)上。

7.如权利要求5所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：每个升降组件还包括升降导向套筒(47)，升降导向套筒(47)固定在安装平台(3)上，并套在立柱(41)上用于实现对立柱(41)的导向作用。

8.如权利要求1或2所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：牵引系统(1)包括至少两个牵引组件，每个牵引组件包括动力源、滚筒(13)、固定底座(15)、牵引缆绳(14)；滚筒(13)滚动式安装在固定底座(15)上，动力源用于驱动滚筒(13)相对固定底座(15)滚动，牵引缆绳(14)的一端固定在滚筒(13)上，牵引缆绳(14)的另一端固定在所述第一个子方阵上。

9.如权利要求8所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：所述动力源包括驱动电机(11)、齿轮传动组(12)；齿轮传动组(12)安装在固定底座(15)上并与滚筒(13)共轴固定安装，驱动电机(11)驱动齿轮传动组(12)转动以带动滚筒(13)滚动。

10.如权利要求1或2所述的漂浮式水面光伏方阵的入水施工装置，其特征在于：所述入水施工装置还包括控制系统，所述控制系统用于控制牵引系统(1)和自动升降系统(4)的运行。