CN107380361A - 一种安装水上光伏发电组件的浮体 - Google Patents
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Abstract
一种安装水上光伏发电组件的浮体，包括塑料浮筒，所述塑料浮筒包括多根并排设置且经挤出成型的塑料管道，在每根塑料管道内均填充有闭孔发泡塑料，多根塑料管道的两端的端口分别通过塑料密封连接板密封且连接为一体，所述塑料密封连接板的内壁上并排设置有数量与塑料管道一致的多个单侧封闭的沉孔，沉孔内壁的形状和尺寸与塑料管道的外壁形状和尺寸相匹配，塑料管道两端分别插入对应端的密封连接板上对应的沉孔内，通过热熔焊接或胶粘剂粘接将塑料管道与塑料密封连接板连接为一体。该种用于安装水上光伏发电组件的浮体安全可靠、结构简单且制造简便、适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及安装上水光伏发电组件的浮体。
背景技术
水上光伏电站主要利用水上基台使光伏发电组件漂浮在水面上进行发电，与传统地面光伏电站相比，漂浮式光伏电站将光伏发电组件安装在水面的浮体上，具有不占用土地资源、减少水量蒸发、抑制藻类生长的作用，同时，水体对光伏发电组件及电缆的冷却也可有效提高发电效率。
作为水上光伏发电组件的重要支撑平台，浮体是关系到整个光伏电站能否正常运作发电的重要环节。目前，光伏电站的生命周期为25年，因此，浮体的寿命也必须有与之相匹配的使用年限。现有的浮体材质通常为塑料，且浮体内部为中空结构，由于浮体的体积需要与光伏电站相匹配，因此，浮体尺寸较大，而现有的浮体通常采用吹塑成型，这就导致吹塑过程中型坯受拉变薄，浮体的壁厚极不均匀，当光伏发电组件的支架安装于浮体上时，二者连接部位容易产生应力集中，同时，浮体在长期应力作用和日光照射下，应力集中的位置很容易出现开裂，当开裂后，水就容易进入到浮体内部，从而使整个光伏发电组件随浮体一起沉于水中，致使光伏发电组件损坏，损失巨大。另外，由于中空吹塑的成型周期长，模具昂贵，生产效率低，很难满足大规模生产需求。
发明内容
本发明旨在提供一种安全可靠、结构简单且制造简便、适合大规模生产的用于安装水上光伏发电组件的浮体。
本发明所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，包括塑料浮筒，所述塑料浮筒包括多根并排设置且经挤出成型的塑料管道，在每根塑料管道内均填充有闭孔发泡塑料，多根塑料管道的两端的端口分别通过塑料密封连接板密封且连接为一体，所述塑料密封连接板的内壁上并排设置有数量与塑料管道数量一致的多个单侧封闭的沉孔，沉孔内壁的形状和尺寸与塑料管道的外壁形状和尺寸相匹配，塑料管道两端分别插入对应端的塑料密封连接板上对应的沉孔内，通过热熔焊接或胶粘剂粘接将塑料管道与塑料密封连接板连接为一体。
本发明所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，将光伏发电组件的支架安装在塑料浮筒的塑料管道上，由于塑料浮筒包括多根并排设置的塑料管道，塑料密封连接板内壁上并排设置有数量与塑料管道数量一致的多个单侧封闭的沉孔，多个沉孔与多个塑料管道的端口一一对应，塑料管道的两端分别插入对应端的塑料密封连接板上对应的沉孔内，通过热熔焊接或胶粘剂粘接将塑料密封连接板与塑料管道的外壁紧固为一体，因此，通过塑料密封连接板上的沉孔与塑料管道的重叠部分的连接，可加强整个塑料浮筒的整体支撑强度，有利于应力传递，提高塑料浮筒的整体刚性及强度，而在每根塑料管道内填充满闭孔发泡塑料，当塑料管道表面开裂且有水试图进入塑料管道内部时，由于闭孔发泡塑料的特性，会使水无法进入塑料管道内，有效避免因塑料管道内部进水而造成光伏发电组件随塑料浮筒下沉的风险，同时，塑料管道内填充了闭孔发泡塑料，还增加了塑料管道各部分的刚度，大大减小了塑料管道的蠕变，有利于塑料浮筒形状的长期保持；另外，由于通过多根塑料管道连接形成塑料浮筒，因此，多个塑料管道成为多个独立的腔体，即使有水进入到该损坏的塑料管道内，但是由于另外的多个塑料管道仍然完好，因此，仍然可有效保证塑料浮筒整体漂浮在水面上，避免塑料浮筒下沉，可见，通过设置多根塑料管道，能有效分散塑料浮筒出现下沉风险的因素，使塑料浮筒整体更加安全可靠，使用寿命更长。另外，由于塑料管道常采用挤出成型的工艺进行连续化生产，因此，可使塑料管道的壁厚均匀，且使塑料管道的生产效率远高于吹塑成型，大幅简化了制作工艺，使塑料浮筒的制备可以实现大规模生产，且生产成本大幅降低；由于塑料浮筒的结构简单，因此，便于对水线以下的塑料浮筒表面附着的水生生物进行清理。
附图说明
图1为本发明的塑料密封连接板结构示意图。
图2为安装有金属框架的浮体结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为金属扣件结构示意图。
具体实施方式
一种安装水上光伏发电组件的浮体，如图1所示，包括塑料浮筒，所述塑料浮筒包括多根并排设置且经挤出成型的塑料管道1，在每根塑料管道1内均填充有闭孔发泡塑料2，多根塑料管道1的两端的端口分别通过塑料密封连接板3密封且连接为一体，所述塑料密封连接板3内壁上并排设置有数量与塑料管道1数量一致的多个单侧封闭的沉孔4，沉孔4内壁的形状和尺寸与塑料管道1的外壁形状和尺寸相匹配，塑料管道1两端分别插入对应端的塑料密封连接板3上对应的沉孔4内，通过热熔焊接或胶粘剂粘接将塑料管道1与塑料密封连接板3连接为一体。
所述塑料密封连接板3上端高于塑料管道1上表面，在两塑料密封连接板3之间设置有与二者固连的金属框架。将光伏发电组件的支架安装在金属框架上，通过金属框架将光伏发电组件的重量均匀分布到整个塑料浮筒上，降低了塑料浮筒局部应力开裂的风险，进一步延长塑料浮筒的使用寿命，另外，塑料管道1也可以供检修人员走动，避免另行制作独立的通道，降低成本。
如图2和图3所示，所述金属框架包括卡套在塑料密封连接板3上端的U型金属型材5，沿垂直U型金属型材5的方向，在相对的两U型金属型材5上放置有与两U型金属型材5接触的多根金属矩管6，所述金属框架还包括有将金属矩管6与U型金属型材5的交叉处连接为一体的金属扣件7，所述金属矩管6有两根、三根、四根或五根等，根据塑料浮筒的实际尺寸选择合适的金属矩管6数量。将光伏发电组件的支架对应安装在金属扣件7上，可使整个光伏发电组件的重量分布到金属矩管6上，由于多根金属矩管6与U型金属型材5形成横竖布置，均匀分布到金属矩管6上的重量又进一步的由金属矩管6均匀分布到U型金属型材5上，再由U型金属型材5均匀分布到整个塑料浮筒上，大幅度降低了塑料浮筒局部应力开裂的风险，而固定在塑料浮筒上的金属框架还可以作为塑料浮筒表面的加强结构，大幅减小塑料浮筒在各种应力下的蠕变，U形金属型材5卡套在塑料密封连接板3的朝上的一端上，与金属或塑料通过复合挤出成型或内嵌注塑成型的紧密结构相比，塑料密封连接板3热胀冷缩的应力大部分可以通过形变释放，不会导致塑料密封连接板3的开裂，大幅提高了塑料浮筒整体的安全可靠性能，延长了塑料浮筒的使用寿命，有效避免因塑料浮筒下沉而导致光伏发电组件溺水损坏。
如图4所示，所述金属扣件7为块状，金属扣件7内设置有贯穿金属扣件7上端面和下端面的装配通孔8，在金属扣件7其中一组相对的侧壁的下端分别设置有相对的方形缺口9，在金属扣件7未设置方形缺口9的另外一组相对的侧壁上，分别设置有相对的金属矩管插入口10以及分别设置有相对的安装孔11，所述安装孔11位于金属矩管插入口10的下方，所述方形缺口9的顶边高于或平齐于金属矩管插入口10的底边，将金属扣件7上的相对的方形缺口9卡在U型金属型材5上，螺栓12水平穿过同侧的金属扣件7上的安装孔11、U型金属型材5、塑料密封连接板3后与螺母13旋紧，将U型金属型材5和金属扣件7紧固在塑料密封连接板3上，金属矩管6两端分别穿过对应端的金属扣件7的金属矩管插入口10，通过紧固件将金属矩管6与金属扣件7连接为一体，所述紧固件可以是螺栓或螺钉等。在安装光伏发电组件时，将光伏发电组件的支架由装配通孔8的上端插入，并通过螺栓等紧固件将支架与对应的金属扣件7紧固为一体。通过金属扣件7的方形缺口9卡合并压紧在U型金属型材5上，可使金属框架牢固地连接在塑料浮筒上，而由于U型金属型材5不会发生蠕变，因此，可有效保证螺纹连接不会松动，进一步使整个金属框架可以长期保持牢固连接，更进一步提高了塑料浮筒整体的安全可靠性能，延长了塑料浮筒的使用寿命。另外，方形缺口9的顶边高于或平齐于金属矩管插入口10底边的目的是保证金属矩管压在U型金属型材5上，保证力的传递更为均匀。
在塑料密封连接板3上的相邻的两沉孔4之间设置有圆状通孔或多边形状通孔，如倒三角形通孔14，可以在塑料材质的基础上更进一步减轻塑料浮筒的整体重量，节约材料。
所述塑料管道1的横截面为圆形、方形或正多边形等形状，便于塑料管道1与沉孔4的装配。
所述U型金属型材5两端的长度超出塑料密封连接板3的长度之外，所述金属矩管6两端的长度分别超出塑料密封连接板3之外，在需要安装多组光伏发电组件时，可通过U型金属型材5两端以及金属矩管6两端超出的部分与相邻的浮体进行连接。另外，在需要沿塑料管道1长度方向上增加光伏发电组件时，则塑料管道1需相应加长，此时需在塑料管道1的中部套装一个带通孔的塑料密封连接板，并在塑料密封连接板上端安装U型金属型材，再通过金属扣件及金属矩管与相邻的塑料密封连接板连接为一体，形成供光伏发电组件安装的金属框架。
所述塑料浮筒的材质是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，所述闭孔发泡塑料2的材质是发泡聚乙烯、发泡聚丙烯、发泡聚氯乙烯、发泡聚苯乙烯或发泡聚氨酯等，所述U型金属型材5、金属矩管6、金属扣件7的材质均为铝合金或不锈钢。
本发明中涉及的方向性指示（诸如底面、底边、顶边等），仅用于解释浮体处于如图2状态时的各部件之间的相对位置关系，如该特定状态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
Claims (10)
1.一种安装水上光伏发电组件的浮体，包括塑料浮筒，其特征在于：所述塑料浮筒包括多根并排设置且经挤出成型的塑料管道(1)，在每根塑料管道(1)内均填充有闭孔发泡塑料(2)，多根塑料管道(1)的两端的端口分别通过塑料密封连接板(3)密封且连接为一体，所述塑料密封连接板(3)的内壁上并排设置有数量与塑料管道（1）一致的单侧封闭的沉孔（4），沉孔（4）内壁的形状和尺寸与塑料管道（1）的外壁形状和尺寸相匹配，塑料管道（1）两端分别插入对应端的塑料密封连接板（3）上对应的沉孔（4）内，通过热熔焊接或胶粘剂粘接将塑料管道（1）与塑料密封连接板（3）连接为一体。
2.根据权利要求1所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述塑料密封连接板(3)上端高于塑料管道(1)上表面，在两塑料密封连接板(3)之间设置有与二者固连的金属框架。
3.根据权利要求2所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述金属框架包括卡套在塑料密封连接板(3)上端的U型金属型材(5)，沿垂直U型金属型材(5)的方向，在相对的两U型金属型材(5)上放置有与两U型金属型材(5)接触的多根金属矩管(6)，所述金属框架还包括有将金属矩管(6)与U型金属型材(5)的交叉处连接为一体的金属扣件(7)。
4.根据权利要求3所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述金属扣件(7)为块状，金属扣件(7)内设置有贯穿金属扣件(7)上端面和下端面的装配通孔(8)，在金属扣件(7)其中一组相对的侧壁的下端分别设置有相对的方形缺口(9)，在金属扣件(7)未设置方形缺口(9)的另外一组相对的侧壁上，分别设置有相对的金属矩管插入口(10)以及分别设置有相对的安装孔(11)，所述安装孔（11）位于金属矩管插入口（10）的下方,所述方形缺口(9)的顶边高于或平齐于金属矩管插入口(10)的底边，将金属扣件(7)上的相对的方形缺口(9)卡在U型金属型材(5)上，螺栓(12)水平穿过同侧的金属扣件(7)上的安装孔(11)、U型金属型材(5)、塑料密封连接板(3)后与螺母(13)旋紧，将U型金属型材(5)和金属扣件(7)紧固在塑料密封连接板(3)上，金属矩管(6)两端分别穿过对应端的金属扣件(7)的金属矩管插入口(10)，通过紧固件将金属矩管(6)与金属扣件(7)连接为一体。
5.根据权利要求3-4任一项所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述U型金属型材(5)两端的长度超出塑料密封连接板(3)的长度之外，所述金属矩管(6)两端的长度分别超出塑料密封连接板(3)之外。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：在塑料密封连接板（3）上的相邻的两沉孔(4)之间设置有圆状通孔或多边形状通孔。
7.根据权利要求5所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：在塑料密封连接板（3）上的相邻的两沉孔(4)之间设置有圆状通孔或多边形状通孔。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述塑料管道(1)的横截面为圆形、方形或正多边形。
9.根据权利要求1所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述塑料浮筒的材质是聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯，所述闭孔发泡塑料(2)的材质是发泡聚乙烯、发泡聚丙烯、发泡聚氯乙烯、发泡聚苯乙烯或发泡聚氨酯。
10.根据权利要求3所述的一种安装水上光伏发电组件的浮体，其特征在于：所述U型金属型材(5)、金属矩管(6)、金属扣件(7)的材质均为铝合金或不锈钢。
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