CN107140142A - 一种水上浮体阵列的锚固系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水上浮体阵列的锚固系统，包括：多个锚固桩；以及多个绳索，其中所述多个绳索位于浮体阵列中且相互连接；其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
Description
技术领域
本发明涉及水上浮体技术领域，特别地涉及一种水上浮体阵列的锚固系统。
背景技术
水上光伏是指利用闲置的水面来建设光伏电站的光伏发电应用。水上光伏电站具有不占用陆地土地资源，减少水体蒸发，避免藻类生长等诸多优点，有着广阔的发展前景。漂浮式水上光伏电站包括多个浮体组成的浮体阵列。实践中发现浮体阵列容易受到风的破坏。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种水上浮体阵列的锚固系统，包括：多个锚固桩；以及多个绳索，其中所述多个绳索位于浮体阵列中且相互连接；其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
如上所述的锚固系统，其中浮体阵列与所述多个锚固桩通过所述多个绳索连接为线连接。
如上所述的锚固系统，其中所述多个绳索中包括第一绳索，第一绳索与浮体阵列一侧的多个浮体相连；其中，第一绳索与所述多个锚固桩中的至少第一锚固桩相连。
如上所述的锚固系统，其中第一锚固桩包括连接件，所述连接件可以漂浮在水上且沿着第一锚固桩上下移动；其中所述连接件与第一绳索相连。
如上所述的锚固系统，其中第一绳索通过加强板连接到所述连接件。
如上所述的锚固系统，所述多个绳索相互连接成网状，从而将浮体阵列分隔成多个区域。
如上所述的锚固系统，其中所述多个锚固桩包括一组锚固桩，所述组锚固桩彼此相连。
根据本发明的另一个方面，提出一水上浮体阵列的锚固系统，包括：多个锚固桩；以及多个第一绳索；其中至少一个锚固桩通过至少一个第一绳索连接到浮体阵列中的一个浮体；其中，所述至少一个锚固桩包括连接件，所述连接件可以漂浮在水上且沿着所述至少一个锚固桩上下移动。
如上所述的锚固系统，进一步包括第二多个绳索，其中所述第二多个绳索位于浮体阵列中且相互连接；其中，所述第二多个绳索通过第一多个绳索连接到所述多个锚固桩。
如上所述的锚固方法，其中浮体阵列与所述多个锚固桩通过所述第二多个绳索连接为线连接。
如上所述的锚固方法，其中第一绳索通过加强板连接到所述连接件。
如上所述的锚固方法，其中所述第二多个绳索相互连接成网状，从而将浮体阵列分隔成多个区域。
如上所述的锚固方法，其中所述多个锚固桩包括一组锚固桩，所述组锚固桩彼此相连。
根据本发明的另一个方面，提出一种水上光伏电站，包括：多个锚固系统；其中多个锚固系统将水上光伏电站的浮体分隔成多个浮体阵列；其中，至少一个锚固系统包括：多个锚固桩；以及多个绳索，其中所述多个绳索位于一个浮体阵列中且相互连接；其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
根据本发明的另一个方面，提出一种浮体阵列加固方法，包括：在浮体阵列的外侧提供多个锚固桩；以及浮体阵列中提供多个绳索，其中所述多个绳索相互连接；其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1是漂浮式水上光伏电站的部分结构示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的锚固系统的示意图；
图3是根据本发明的一个实施例的一个浮体阵列周围的锚固系统的示意图；
图4是根据图3所述实施例的浮体阵列右上角锚固系统的示意图；
图5是根据图3所述实施例的浮体阵列右上角锚固系统的另一示意图；
图6是根据本发明的一个实施例的锚固系统应对水位变化的示意图；
图7是如图6所示实施例的A部分的局部放大图；
图8A-图8C是根据本发明的一个实施例的连接件的示意图；
图9A和图9B是根据本发明的一个实施例绳索与浮体之间连接的示意图；以及
图10是根据本发明的一个实施例的浮体阵列加固方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
本领域技术人员应当理解，本发明的锚固方法不仅可以应用于漂浮式水上光伏电站的浮体阵列，也可以应用于任何的水上浮体阵列的锚固。以下以漂浮式水上光伏电站的浮体阵列为例说明本发明的技术方案，但并不表示将本发明的应用限制于水上光伏领域。
图1是根据本发明的一个实施例的漂浮式水上光伏电站的部分结构示意图。从图1中可以看出，漂浮式水上光伏电站包括了多个浮体组成的浮体阵列，而光伏组件是安装在浮体阵列上。因为光伏组件相对于水平线具有一定的倾角，所以在一定程度上使得风对于浮体阵列的影响更大。另一方面，由风所引起的波浪也会对浮体阵列造成相当程度的破坏。
为了使浮体阵列的结构更加稳定，延长漂浮式浮体阵列使用寿命，本发明提出了一种水上光伏电站的锚固系统，以降低风浪对浮体阵列的影响。
图2是根据本发明的一个实施例的锚固系统的示意图。如图2所示，光伏电站包括多个浮体。本发明的锚固系统将光伏电站的浮体分隔成多个浮体阵列，其中每个浮体阵列包括多个浮体。以其中的一个浮体阵列101为例，浮体阵列101包括多个浮体。
如图2所示，在浮体阵列的四周设置了多个绳索，在浮体阵列的四个角外侧设置了四个锚固桩，其中每个锚固桩都通过绳索与浮体阵列四周的绳索相连，从而可从四个方向上将浮体阵列四周的绳索拉紧。根据本发明的一个实施例，浮体阵列周围的多个绳索可以是多根绳索，也可以上一根完整的绳索。根据本发明的一个实施例，多个绳索可以也设置在浮体中。进一步地，多个绳索可以进一步相互连接将浮体阵列再细分成多个更小的区域。
由此，当风浪对浮体阵列产生作用时，浮体阵列的绳索会受力，并将力传递给与其相连的锚固桩上。通过多个绳索的设置，浮体阵列与锚固桩之间的连接是线连接而不是点连接。换言之，浮体阵列与锚固桩之间的拉力在浮体阵列一侧并不是作用于一个浮体上而是通过多个绳索分散到了多个浮体上，从而降低了浮体阵列中单个浮体的直接受力，避免了对浮体阵列造成破坏。
更为重要的是将光伏电站的浮体分隔成多个浮体阵列后，每个浮体阵列的锚固都是独立的。即使一个浮体阵列的结构被风或其他因素破坏，只要网状结构仍然完好或者大部分完好，整个光伏电站的锚固就不会出现问题。以上提高的浮体阵列内部的分隔也提议提供同样的好处。
根据本发明的一个实施例，每个浮体阵列的四周都设置有绳索，而浮体阵列的四周的绳索都连接到浮体阵列四个角外侧的锚固桩上。根据本发明的一个实施例，每个浮体阵列的每个角外侧都包括4个锚固桩，以进一步提高抗拉的能力。
根据本发明的一个实施例，绳索可以是钢索、钢丝绳、尼龙绳、草绳等索具。根据本发明的一个实施例，锚固桩可以钢桩、水泥桩、混凝土桩、或其他材料的桩。
图3是根据本发明的一个实施例的一个浮体阵列周围的锚固系统的示意图。如图3所示，浮体阵列300包括排列成行和列的多个浮体。浮体阵列的四周包括绳索301-304。绳索301-304分别与浮体阵列四周边缘的浮体相连。更进一步地，绳索301和302在浮体阵列的右上角通过绳索311连接到锚固桩331上的连接件321。绳索302和303在浮体阵列的右下角通过绳索312连接到锚固桩332上的连接件322。绳索303和304在浮体阵列的左下角通过绳索313连接到锚固桩333上的连接件323。绳索301和304在浮体阵列的左上角通过绳索314连接到锚固桩334上的连接件324。
图4是根据图3所述实施例的浮体阵列右上角锚固系统的示意图。如图4所示，绳索301与浮体阵列300上方的边缘浮体411-415相连，其中边缘浮体411-415包括横向浮体411-413和横间浮体414和415。类似地，绳索302与浮体阵列300右方的边缘浮体411-415相连，其中边缘浮体411-415包括纵向浮体421-423和横向浮体424和425。根据本发明的一个实施例，绳索301和302在浮体阵列300的右上角通过加强板401连接到绳索311。加强板401的作用是增加绳索301和302与绳索311之间连接的强度，提高抗拉能力。根据本发明的一个实例，加强板401可以是弯折的钢筋、角钢、钢梁、桁架等多种形式。
图5是根据图3所述实施例的浮体阵列右上角锚固系统的另一示意图。如图5所述，绳索311通过加强板401与绳索301和302相连。更进一步地，绳索311通过连接件321与锚固桩331相连。根据本发明的一个实施例，连接件321套接在锚固桩331上，并可以沿着锚固桩331上下移动。根据本发明的一个实施例，在浮体阵列右上角的外侧包括一组锚固桩331-361。各个锚固桩通过加固件402相连。加固件的实例包括钢筋、角钢、钢梁、桁架等多种形式。根据本发明的一个实施例，各个锚固桩通过斜向支撑403相连。斜向支撑403的实例包括剪刀撑等。通过加固件402和/或斜向支撑403将一个锚固桩的受力分散到一组锚固桩上。
水上光伏电站的锚固系统需要面对的一个难题在于水位的变化。如何应对水位变化而保持锚固系统分散浮体阵列的受力一直以来是一个难题。根据本发明的一个实施例，通过连接件沿着锚固桩的可移动性解决了这一难题。
图6是根据本发明的一个实施例的锚固系统应对水位变化的示意图。如图6所示，锚固桩601和604各自通过连接件602和605连接到与浮体阵列600的四周的绳索603和606相连。其中浮体阵列600漂浮在水面上，对应于水面标高；锚固桩打入水底，对应于桩底标高；而水位的高度在水面标高和水底标高之间变化。根据本发明的一个实施例，连接件602和605漂浮在水面上，因此可以根据水位的变化而沿着锚固桩上下移动。由此，无论水位如何变化，绳索603和606都可以处于相对紧张的状态，从而可以分担来自浮体阵列600的四周的绳索的受力。
图7是如图6所示实施例的A部分的局部放大图。图7中示出了更多细节。如图7所示，锚固桩702通过剪刀撑702与其他锚固桩连接。锚固桩701上套接有连接件703。连接件703通过绳索704连接到加强板705。进而，连接到浮体阵列一侧的绳索706。如图7所示，绳索706通过卡具707与浮体相连。
如图7所示，连接件703是一个浮圈。浮圈上设置有高低两个抱箍711和712。抱箍711和712通过连接板713与绳索704连接。连接板713包括第一端，其连接到抱箍711；第二端，其连接到抱箍712；以及第三端，其连接到绳索704。
图8A-图8C是根据本发明的一个实施例的连接件的示意图。图8A是连接件与绳索连接的示意图。图8B是连接件的示意图。图8C是连接件的剖面图。如图所示，连接件800包括浮圈801和浮圈上的一个或多个抱箍802。绳索311穿过抱箍802的孔并且被钢索卡具803卡紧。浮圈801是中空的，包括内部空间804。根据本发明的一个实例，浮圈与锚固桩之间保留部分空隙，以利于浮圈上下移动。
连接件虽然水平方向上受到拉力，但是竖直方向上保持可以自由移动。本领域技术人员应当理解，连接件可以有其他的实施方式。这些方式都在本发明的范围之内。例如，连接件可以定义一个供绳索311缠绕的区域，绳索311缠绕连接件后被卡具卡紧，从而实现连接件与绳索311之间的连接。
图9A和图9B是根据本发明的一个实施例绳索与浮体之间连接的示意图。图9A是卡具的示意图；而图9B是卡具与浮体之间固定的示意图。如图所示，浮体900包括突耳901。突耳901上包括通孔。中空螺栓902穿过突耳901上的通孔而被螺母903固定。卡具904包括一个杆905，在杆的一端包括一个单向止回部分906，杆的另一端包括孔907。卡具904的杆905穿过中空螺栓902而其止回部分906卡在中空螺栓902的一端，而保留另一端在中空螺栓902之外。绳索穿过卡具904的杆905一端的孔907，从而实现绳索与浮体之间的连接。本领域技术人员应当理解，卡具904可以有其他的实施方式。这些方式都在本发明的范围之内。
图10是根据本发明的一个实施例的浮体阵列加固方法的示意图。如图10所示，加固方法1000包括如下步骤：
在步骤1010，在浮体阵列的外侧提供一个或多个锚固桩；以及
在步骤1020，浮体阵列中提供多个绳索，其中所述多个绳索相互连接；其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
根据本发明的一个实施例，在如上所述的锚固方法中浮体阵列与所述多个锚固桩通过所述多个绳索连接为线连接。
根据本发明的一个实施例，如上所述的锚固方法，其中所述多个绳索中包括第一绳索，第一绳索与浮体阵列一侧的多个浮体相连；其中，第一绳索与所述多个锚固桩中的至少第一锚固桩相连。根据本发明的一个实施例，如上所述的锚固方法，其中第一锚固桩包括连接件，所述连接件可以漂浮在水上且沿着第一锚固桩上下移动；其中所述连接件与第一绳索相连。根据本发明的一个实施例，如上所述的锚固方法，其中第一绳索通过加强板连接到所述连接件。
根据本发明的一个实施例，如上所述的锚固方法，所述多个绳索相互连接成网状，从而将浮体阵列分隔成多个区域。
根据本发明的一个实施例，如上所述的锚固方法，其中所述多个锚固桩包括一组锚固桩，所述组锚固桩彼此相连。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。
Claims (15)
1.一种水上浮体阵列的锚固系统，包括：
多个锚固桩；以及
多个绳索，其中所述多个绳索位于浮体阵列中且相互连接；
其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
2.根据权利要求1所述的锚固系统，其中浮体阵列与所述多个锚固桩通过所述多个绳索连接为线连接。
3.根据权利要求2所述的锚固系统，其中所述多个绳索中包括第一绳索，第一绳索与浮体阵列一侧的多个浮体相连；其中，第一绳索与所述多个锚固桩中的至少第一锚固桩相连。
4.根据权利要求3所述的锚固系统，其中第一锚固桩包括连接件，所述连接件可以漂浮在水上且沿着第一锚固桩上下移动；其中所述连接件与第一绳索相连。
5.根据权利要求4所述的锚固系统，其中第一绳索通过加强板连接到所述连接件。
6.根据权利要求1所述的锚固系统，其中，所述多个绳索相互连接成网状，从而将浮体阵列分隔成多个区域。
7.根据权利要求1所述的锚固系统，其中所述多个锚固桩包括一组锚固桩，所述组锚固桩彼此相连。
8.一种水上浮体阵列的锚固系统，包括：
多个锚固桩；以及
多个第一绳索；其中至少一个锚固桩通过至少一个第一绳索连接到浮体阵列中的一个浮体；
其中，所述至少一个锚固桩包括连接件，所述连接件可以漂浮在水上且沿着所述至少一个锚固桩上下移动。
9.根据权利要求1所述的锚固系统，进一步包括第二多个绳索，其中所述第二多个绳索位于浮体阵列中且相互连接；其中，所述第二多个绳索通过第一多个绳索连接到所述多个锚固桩。
10.根据权利要求9所述的锚固方法，其中浮体阵列与所述多个锚固桩通过所述第二多个绳索连接为线连接。
11.根据权利要求10所述的锚固方法，其中第一绳索通过加强板连接到所述连接件。
12.根据权利要求9所述的锚固方法，其中所述第二多个绳索相互连接成网状，从而将浮体阵列分隔成多个区域。
13.根据权利要求8所述的锚固方法，其中所述多个锚固桩包括一组锚固桩，所述组锚固桩彼此相连。
14.一种水上光伏电站，包括：
多个锚固系统；其中多个锚固系统将水上光伏电站的浮体分隔成多个浮体阵列；
其中，至少一个锚固系统包括：
多个锚固桩；以及
多个绳索，其中所述多个绳索位于一个浮体阵列中且相互连接；
其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
15.一种浮体阵列加固方法，包括：
在浮体阵列的外侧提供多个锚固桩；以及
浮体阵列中提供多个绳索，其中所述多个绳索相互连接；
其中，所述多个绳索连接到所述多个锚固桩。
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