CN107839849B - 环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统；所述系统包括四周连续运维通道和多条长度方向和宽度方向的运维走道，所述长度方向运维通道可以连续铺设走道浮体，也可间隔使用踏板替代走道浮体，以达到更高的透光率和更好的亲水性，所述运维走道将四周连续运维通道分割成若干光伏发电区，所述若干光伏发电区内设置有发电支架网，所述发电支架网中连接浮体上设置有光伏组件、发电设备或电缆等。本发明实现了水面光伏电站光伏组件、电气设备、电缆敷设、维护通道等重要功能，形成结构简单、安装便宜、成本低、透光率高、亲水性好、结构稳定的水面光伏发电系统。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，具体地指一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统。
背景技术
光伏发电系统利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成发电体系，是环保、安全、可靠的绿色能源。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目，对构建低碳社会做出了重要贡献。但由于光伏发电能量密度低，相同容量配置下占地面积大，因此陆地光伏难以合理配置土地资源。而我国水库、湖泊、采矿塌陷区数量众多，利用其闲置的水面空间建设水上光伏是对资源的优化利用，既可合理利用土地资源、提高发电量，又可保护水体环境、减少浮尘。
水面漂浮光伏电站所处环境潮湿，结构部件易腐蚀，为保证漂浮物的耐腐蚀性和寿命，一般采用中空吹塑高密度聚乙烯浮体为水面光伏电站提供浮力。中空吹塑产品的结构形式对生产效率、质量有很大影响，厚薄均匀的扁平状结构最有利于吹塑成型为壁厚均匀的浮体。而光伏电站需要利用漂浮物将光伏组件支撑起一定角度，这对浮体又产生了特殊的形状要求。目前国内外绝大多数浮体结构仅考虑了满足发电的倾角要求，而忽略了因此对生产和质量控制带来的不利因素。如何优化设计浮体结构使其既满足使用要求又利于生产是目前需要解决的问题。
光伏发电系统不仅包括太阳能电池组件，还包括汇流箱、逆变器和电缆槽等设备。太阳能电池组件发出来的直流电通过电缆输送至组串式逆变器，再通过电缆将逆变后的低压交流电输送至汇流箱，汇流后通过电缆输送至变压器。为了减少电缆用量，提高光伏电站的经济性，需要将逆变器、汇流箱和电缆槽等设备安装固定在水面浮体上。与光伏组件不同，组串式逆变器、汇流箱等电气设备在水面安装有一定的特殊要求，例如离水面高度、安装角度等。而目前多数现有的浮体设计形式均只考虑了光伏组件固定安装，未对汇流箱、组串式逆变器、电缆槽等电器设备在浮体上的固定作出专门考虑。在实际应用中，此类浮体往往通过浮体光伏组件安装结构来固定安装逆变器、汇流箱等电气设备，不仅不满足电气设备安装要求，力学性能也得不到满足。对于水上电缆敷设，目前部分水面光伏发电系统设计了专门的水上电缆通道浮体，但专门的浮体需要额外的模具开设，增加了电站建设成本，不利于光伏电站实现平价上网。
2015年以来，我国水面光伏技术发展迅速，特别是在两淮地区采煤塌陷区，目前已完成了多座水面光伏电站的建设。而塌陷区水域面积有限，难以满足水面光伏电站的建设需求，许多水面光伏电站逐渐向水库、湖泊等水面区域发展。而与塌陷区不同的是，水库、湖泊等水域集成了供水、养殖等诸多功能，若采用与塌陷区类似的浮体形式，会造成水面区域被大面积遮挡，阻碍了空气、阳光与水的接触，引起水体缺氧导致水生生物死亡。因此，在保证浮体质量、功能和稳定性的前提下降低其对水面的遮挡，提高浮体的透光性和亲水性是水面光伏技术发展需要解决的问题。
目前，国内外提出的水面光伏浮体设计大都从安装固定方面考虑，但从浮体结构合理性、通用性、环境友好的角度而言，这些设计方案还存在一些问题。如WO2012/139998A2、CN201520911191.7、CN201520618986.9等专利公开的水面光伏浮体上表面为斜坡设计，以满足光伏组件倾角要求；但斜坡设计破坏了吹塑产品结构的平整性，导致壁厚不均影响浮体质量的同时，其固定斜坡角度和安装方式也限制了其他电器设备的水上安装固定，且此浮体形式连续的运维通道会造成水面遮挡严重。CN201620418220.0、CN201620220867.2等专利公开的水面光伏浮体均采用较为平整的设计方式，通过独立的支撑件将光伏组件支撑起一定的倾角；但该设计方案依然未考虑汇流箱等电器设备的水上安装，且水面遮挡依然严重，不利于该形式浮体在湖泊、水库等地区的使用。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术存在缺陷，提供了一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统，该系统具有结构简单、安装便捷、亲水性好、一体多用、易于组装、便于拓展的特点。
为实现上述目的，本发明提供的一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统，所述系统包括四周连续运维通道，所述四周连续运维通道为封闭的矩形结构，其由长度方向的长通道和宽度方向的宽通道组成，所述长通道由多个走道浮体沿两端方向依次组装而成，所述宽通道由走道浮体和连接浮体沿两侧方向交替组成而成，所述宽通道的连接浮体上方铺设有格栅板，所述四周连续运维通道内沿长度方向上间隔设置有多条宽度方向运维走道，所述运维走道由连接浮体和走道浮体沿两侧方向交替组成而成，且所述运维走道两端的连接浮体均安装在走道浮体的侧壁上，所述运维走道将四周连续运维通道分割成若干光伏发电区，所述若干光伏发电区内设置有发电支架网，所述发电支架网包括多排连接浮体组和多列走道浮体组交叉组装而成的网状结构，所述每排连接浮体组沿宽度方向包括多个连接浮体，每列走道浮体组沿长度方向包括多个走道浮体，所述走道浮体两端四角设置有两对高低不同的连接耳，其由左向右一圈依次为低位第一连接耳、高位第一连接耳、高位第二连接耳和低位第二连接耳，所述连接浮体两端四角设置有位于中部同一高度的中位连接耳板，其由左向右一圈依次为第一中位连接耳板、第二中位连接耳板、第三中位连接耳板和第四中位连接耳板，所述中位连接耳板高于低位第一连接耳和低位第二连接耳，低于高位第一连接耳和高位第二连接耳，每排连接浮体组一端连接浮体的第一中位连接耳板和第二中位连接耳板分别安装在两个走道浮体的高低不同的连接耳间，其第三中位连接耳板安装在一端走道浮体高位第一连接耳上，其第四中位连接耳板安装在另一端走道浮体的低位第一连接耳，每排连接浮体组另一端连接浮体的第三中位连接耳板和第四中位连接耳板分别安装在两个走道浮体的高低不同的连接耳间，其第一中位连接耳板一端走道浮体的高位第二连接耳上，其第二中位连接耳板安装在另一端走道浮体的低位第二连接耳，每排连接浮体组的其连接浮体的第一中位连接耳板、第二中位连接耳板、第三中位连接耳板和第四中位连接耳板分别对应的安装两端的高位第一连接耳、高位第二连接耳、低位第二连接耳和低位第一连接耳上；每列走道浮体组两端走道浮体分别固定在宽通道和运维走道的走道浮体上，所述发电支架网中每排连接浮体组上设置有一排光伏组件或者发电设备，所述发电设备通过固定支架固定在连接浮体上，所述光伏组件通过支架浮体固定在在连接浮体上，每排连接浮体组的连接浮体间上设置有连接件。
进一步地，所述连接件为踏板或走道浮体。
再进一步地，所述连接件为走道浮体，所述走道浮体设置在两个连接浮体间，且其连接耳与两个连接浮体的中位连接耳板配合固定。
再进一步地，所述连接耳的耳板上开设有单叶梅花安装孔，所述走道浮体顶面设置有防滑凸起，所述走道浮体周向侧面设置有竖直方向的加强筋，所述走道浮体底面设置有不同方向的流水凹槽；所述连接浮体为矩形方体，所述中位连接耳板中部开设有单叶梅花孔，所述连接浮体中间设置有上下贯穿的中孔，减轻浮体质量的同时增强了浮体结构强度，所述中孔两侧设置有下沉槽，所述下沉槽两边设置有三面支撑的内嵌式连接耳，所述内嵌式连接耳两端开设有螺丝孔，所述下沉槽一端的连接浮体上对称设置有插槽，所述插槽内开设有梅花孔，所述连接浮体周向端面中间均设置有矩形凹面，所述连接浮体另一端矩形凹面两侧对称设置有矩形小凹面，所述矩形凹面和矩形小凹面均中间水平设置有水平板，所述水平板中部开设有栓孔。
再进一步地，所述踏板两端分别安装在两个连接浮体的矩形凹面的矩形小凹面上。
再进一步地，所述光伏组件一侧通过上安装件固定在支架浮体上，另一侧通过下安装件固定在连接浮体上；所述支架浮体为薄板状，所述支架浮体底部有和连接浮体插槽配合的矩形凸起，所述矩形凸起上设置有两个与插槽内梅花孔配合的螺杆，所述支架浮体顶端中部呈半弧形，其半弧形两侧设置有组件固定耳板，所述组件固定耳板上开设有小孔，便于安装组件上安装件；所述支架浮体的体身上开设有多个椭圆状过风孔，以减小受风面积；所述支架浮体厚度由下至上逐渐减小；所述支架浮体的材质为HDPE、铝合金、不锈钢等；所述上安装件包括与固定耳板配合的“L”竖直辐板，所述“L”竖直辐板上开设有辐板孔，所述辐板孔与小孔配合固定，所述“L”竖直辐板顶部设置有倾斜板，所述倾斜板上表面设置有上组装孔，所述上组装孔与光伏组件的安装孔配合固定；所述下安装件包括“L”型固定架，所述固定架底面两侧开设有下安装孔，所述下安装孔与矩形小凹面的栓孔配合安装，所述固定架顶面设置有竖直倾斜的支撑板和水平倾斜的下安装板，所述下安装板呈“Z”字形，所述下安装板顶面设置有下组装孔，所述下组装孔与光伏组件的安装孔配合固定。
再进一步地，所述发电设备为汇流箱和逆变器单元或者电缆。
再进一步地，所述固定支架包括两个相互平行的底梁，所述底梁一端设置有安放电缆或电缆槽盒的支脚，所述支脚上对称开设电缆槽盒固定孔，所述底梁另一端设置有电缆抱箍，所述电缆槽盒固定孔和电缆抱箍之间的对称开设有螺孔，
再进一步地，所述汇流箱和逆变器单元包括汇流箱或逆变器和设置固定支架上的支持架，所述汇流箱或逆变器下方设置有防水隔板，所述防水隔板放置在支持架上，所述支持架包括设置在两个相互平行的底梁的两对高低立柱，所述高低立柱上倾斜设置有方框，所述方框上与底梁平行的横梁两端设置有横梁孔，与汇流箱或逆变器的安装孔相配合，用以安装汇流箱或逆变器。
再进一步地，所述栅格板通过安装卡扣固定在连接浮体的内嵌式连接耳上；所述卡扣为倒“M”形，其中部平面开设有卡扣孔。使用时将“M”形卡扣扣于栅格间，通过中部螺栓孔与连接浮体的内嵌式连接耳相连，从而实现栅格板的固定，所述连接耳和中位连接耳板以及连接耳间通过侧固栓螺杆与螺母固定；所述侧固栓螺杆包括圆形螺台和杆柱，所述杆柱下端设置有螺纹，所述螺纹与圆形螺台之间的杆柱外壁上对称设置有防转凸起；所述螺母外表面四周设置有加强翅片，螺母接触平面上设置有防松凸起。
本发明的有益效果在于：
1、本发明专利提供的一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统，内部非连续的浮体通道间的前后两个连接浮体之间可安装踏板，为离散型通道提供通行能力，在满足光伏发电系统安装和发电要求的前提下，增大了水面接触空气和阳光的面积，提高了浮体的透光性和亲水性，保证了水生生物的正常生长，有利于水面光伏发电系统在湖泊、水库、鱼塘等区域的推广。
2、针对背景技术中由于光伏组件倾角要求造成的浮体薄厚不均的问题，本发明利用插拔式独立支架，既可满足光伏组件最佳倾角要求，又避免了浮体薄厚不均造成浮体壁厚不均的质量问题，且插拔式支架单独固定在连接浮体上，避免了其他浮体对支架的作用，保证了组件一端安装在支架浮体上，另一边安装在连接浮体上的稳定性。
3、本发明专利提供的一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统，利用已有连接浮体可实现运维通道功能、电气设备安装功能、电缆敷设功能等，不需要额外开设模具，节省了水面光伏电站的成本。
4、本发明提供的水面光伏发电系统组件固定方案，利用组件安装孔固定支撑光伏组件，连接简单可靠、安装便捷。
5、本发明提供的水面光伏发电系统设计方案，避免了背景技术中提到的水面光伏浮体预设部件导致浮体局部部件失效的风险。
6、本发明提供的单叶梅花孔固定侧固螺栓的方案，即可提供为螺杆防转凸起提供固定支撑，又减少了传统四叶梅花孔带来的应力集中点增多现象，在满足功能的同时又增强了浮体的力学结构。
综上所述：环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统设计了一种亲水性好、透光亲水、利于生产、稳定性好的光伏浮体，将连接浮体一体多用实现了水面光伏电站光伏组件、电气设备、电缆敷设、维护通道等重要功能，形成结构简单、安装便宜、成本低、稳定性好的水面光伏发电系统。
附图说明
图1为实施例1中环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统图；
图2为实施例2中环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统图；
图3为实施例3中环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统图；
图4发电系统中格栅板和光伏组件的示意图；
图5为走道浮体的立体图；
图6为连接浮体的立体图；
图7为支架浮体的立体图；
图8为连接浮体安装光伏组件的立体图正面；
图9为连接浮体安装光伏组件的立体图背面；
图10为上安装件的示意图；
图11为下安装件的示意图；
图12为连接浮体安装逆变器或汇流箱示意图；
图13为固定支架细节图；
图14为汇流箱安装支架的示意图；
图15为连接浮体固定栅格板示意图；
图16为踏板的安装过程图；
图17为踏板的安装图；
图18为卡扣示意图；
图19为侧固栓螺杆的示意图；
图20为侧固栓螺母的示意图；
图21为实施例1的透光率计算示意图；
图22为实施例1的透光率计算示意图；
图23为实施例1的透光率计算示意图；
其中，四周连续运维通道1a、长通道1a.1、宽通道1a.2、运维走道1b、光伏发电区1c、走道浮体1、连接耳1.1、低位第一连接耳1.1a、高位第一连接耳1.1b、高位第二连接耳1.1c、低位第二连接耳1.1d、单叶梅花安装孔1.11、防滑凸起1.2、加强筋1.3、流水凹槽1.4、连接浮体2、中位连接耳板2.1、第一中位连接耳板2.1a、第二中位连接耳板2.1b、第三中位连接耳板2.1c、第四中位连接耳板2.1d、单叶梅花孔2.11、下沉槽2.2、内嵌式连接耳2.21、螺丝孔2.22、插槽2.3、梅花孔2.31、矩形凹面2.4、矩形小凹面2.5、水平板2.6、栓孔2.61、支架浮体3、矩形凸起3.1、螺杆3.2、组件固定耳板3.3、小孔3.31、椭圆状过风孔3.4、格栅板4、连接件5、踏板5.1、光伏组件6、发电设备7、汇流箱和逆变器单元7a、汇流箱或逆变器7a.1、电缆7b、上安装件8、竖直辐板8.1、辐板孔8.11、倾斜板8.2、上组装孔8.21、下安装件9、固定架9.1、下安装孔9.11、下安装板9.2、下组装孔9.21、支撑板9.3、固定支架10、底梁10.1、支脚10.2、电缆槽盒固定孔10.21、电缆抱箍10.3、螺孔10.4、支持架11、高低立柱11.1、方框11.2、横梁孔11.21、侧固栓螺杆12圆形螺台12.1、杆柱12.2、螺纹12.21、防转凸起12.3、螺母13、加强翅片13.1、防松凸起13.2、卡扣14、卡扣孔14.1，S为有效透光面积。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
如图1、4～20所示：一种环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统，系统包括四周连续运维通道1a，四周连续运维通道1a为封闭的矩形结构，其由长度方向的长通道1a.1和宽度方向的宽通道1a.2组成，长通道1a.1由多个走道浮体1沿两端方向依次组装而成，宽通道1a.2由走道浮体1和连接浮体2沿两侧方向交替组成而成，宽通道1a.2的连接浮体2上方铺设有格栅板4，栅格板4通过安装卡扣14固定在连接浮体的内嵌式连接耳2.21上；卡扣14为倒“M”形，其中部平面开设有卡扣孔14.1；四周连续运维通道1a内沿长度方向上间隔设置有多条宽度方向运维走道1b，运维走道1b由连接浮体2和走道浮体1沿两侧方向交替组成而成，且运维走道1b两端的连接浮体2均安装在走道浮体1的侧壁上，运维走道1b将四周连续运维通道1a分割成若干光伏发电区1c，若干光伏发电区1c内设置有发电支架网1d，发电支架网1d包括多排连接浮体组和多列走道浮体组交叉组装而成的网状结构，每排连接浮体组沿宽度方向包括多个连接浮体2，每列走道浮体组沿长度方向包括多个走道浮体1，走道浮体1两端四角设置有两对高低不同的连接耳1.1，其由右向左一圈依次为低位第一连接耳1.1a、高位第一连接耳1.1b、高位第二连接耳1.1c和低位第二连接耳1.1d，连接浮体2两端四角设置有位于中部同一高度的中位连接耳板2.1，其由左向右一圈依次为第一中位连接耳板2.1a、第二中位连接耳板2.1b、第三中位连接耳板2.1c和第四中位连接耳板2.1d，中位连接耳板2.1高于低位第一连接耳1.1a和低位第二连接耳1.1d，低于高位第一连接耳1.1b和高位第二连接耳1.1c，每排连接浮体组一端连接浮体2的第一中位连接耳板2.1a和第二中位连接耳板2.1b分别安装在两个走道浮体1的高低不同的连接耳1.1间，其第三中位连接耳板2.1c安装在一端走道浮体1高位第一连接耳1.1b上，其第四中位连接耳板2.1d安装在另一端走道浮体1的低位第一连接耳1.1a，每排连接浮体组另一端连接浮体2的第三中位连接耳板2.1c和第四中位连接耳板2.1d分别安装在两个走道浮体1的高低不同的连接耳1.1间，其第一中位连接耳板2.1a一端走道浮体1的高位第二连接耳1.1c上，其第二中位连接耳板2.1b安装在另一端走道浮体1的低位第二连接耳1.1d，每排连接浮体组的其连接浮体2的第一中位连接耳板2.1a、第二中位连接耳板2.1b、第三中位连接耳板2.1c和第四中位连接耳板2.1d分别对应的安装两端的高位第一连接耳1.1b、高位第二连接耳1.1c、低位第二连接耳1.1d和低位第一连接耳1.1a上；每列走道浮体组两端走道浮体1分别固定在宽通道1a.2和运维走道1b的走道浮体1上，发电支架网1d中每排连接浮体组上设置有一排光伏组件6或者发电设备7，发电设备7通过固定支架10固定在连接浮体2上，光伏组件6通过支架浮体3固定在在连接浮体2上，每排连接浮体组的连接浮体间上设置有连接件5。
连接件5为踏板5.1或走道浮体1。连接件5为走道浮体1，走道浮体1设置在两个连接浮体2间，且其连接耳1.1与两个连接浮体2的中位连接耳板2.1配合固定。
连接耳1.1的耳板上开设有单叶梅花安装孔1.11，走道浮体1顶面设置有防滑凸起1.2，走道浮体1周向侧面设置有竖直方向的加强筋1.3，走道浮体1底面设置有不同方向的流水凹槽1.4；连接浮体2为矩形方体，中位连接耳板2.1中部开设有单叶梅花孔2.11，连接浮体2中间设置有上下贯穿的中孔2.7，减轻浮体质量的同时增强了浮体结构强度，中孔2.7两侧设置有下沉槽2.2，下沉槽2.2两边设置有三面支撑的内嵌式连接耳2.21，内嵌式连接耳2.21两端开设有螺丝孔2.22，下沉槽2.2一端的连接浮体2上对称设置有插槽2.3，插槽2.3内开设有梅花孔2.31，连接浮体2周向端面中间均设置有矩形凹面2.4，连接浮体2另一端矩形凹面2.4两侧对称设置有矩形小凹面2.5，矩形凹面2.4和矩形小凹面2.5均中间水平设置有水平板2.6，水平板2.6中部开设有栓孔2.61。
踏板5.1两端分别使用卡扣14通过螺栓安装在两个连接浮体2的矩形凹面2.4和矩形小凹面2.6上；卡扣14为倒“M”形，其中部平面开设有卡扣孔14.1。
光伏组件6一侧通过上安装件8固定在支架浮体3上，另一侧通过下安装件9固定在连接浮体2上；支架浮体3为薄板状，支架浮体3底部有和连接浮体插槽2.3配合的矩形凸起3.1，矩形凸起3.1上设置有两个与插槽2.3内梅花孔2.31配合的螺杆3.2，支架浮体3顶端中部呈半弧形，其半弧形两侧设置有组件固定耳板3.3，组件固定耳板3.3上开设有小孔3.31，便于安装组件上安装件8；支架浮体3的体身上开设有多个椭圆状过风孔3.4，以减小受风面积；支架浮体3厚度由下至上逐渐减小；支架浮体3的材质为HDPE、铝合金、不锈钢等；上安装件8包括与固定耳板3.3配合的“L”竖直辐板8.1，“L”竖直辐板上开设有辐板孔8.11，辐板孔8.11与小孔3.31配合固定，“L”竖直辐板8.1顶部设置有倾斜板8.2，倾斜板8.2上表面设置有上组装孔8.21，上组装孔8.21与光伏组件6的安装孔配合固定；下安装件9包括“L”型固定架9.1，固定架9.1底面两侧开设有下安装孔9.11，下安装孔9.11与矩形小凹面2.6的栓孔2.61配合安装，固定架9.1顶面设置有竖直倾斜的支撑板9.3和水平倾斜的下安装板9.2，下安装板9.2呈“Z”字形，下安装板9.2顶面设置有下组装孔9.21，下组装孔9.21与光伏组件6的安装孔配合固定。
发电设备7为汇流箱和逆变器单元7a或者电缆7b，通过电缆固定支架10安装固定。固定支架10包括两个相互平行的底梁10.1，底梁10.1一端设置有安放电缆或电缆槽盒的支脚10.2，支脚10.2上对称开设电缆槽盒固定孔10.21，底梁10.1另一端设置有电缆抱箍10.3，电缆槽盒固定孔10.21和电缆抱箍10.3之间的对称开设有螺孔10.4。
汇流箱和逆变器单元7a包括汇流箱或逆变器7a.1和设置固定支架10上的支持架11，汇流箱或逆变器7a.1下方设置有防水隔板7a.2，防水隔板7a.2放置在支持架11上，支持架11包括设置在两个相互平行的底梁10.1的两对高低立柱11.1，高低立柱11.1上倾斜设置有竖梁11.2，竖梁11.2上与底梁10.1平行的横梁11.3两端设置有横梁孔11.31，与汇流箱或逆变器的安装孔相配合，用以安装汇流箱或逆变器。
栅格板4通过安装栅格板卡扣5.1固定在连接浮体的内嵌式连接耳2.21上。使用时将“M”形栅格板卡扣扣于栅格间，通过中部螺栓孔与连接浮体的内嵌式连接耳2.21相连，从而实现栅格板的固定，连接耳1.1和中位连接耳板2.1以及连接耳1.1间通过侧固栓螺杆12与螺母13固定；侧固栓螺杆12包括圆形螺台12.1和杆柱12.2，杆柱12.2下端设置有螺纹12.21，螺纹12.21与圆形螺台12.1之间的杆柱12.2外壁上对称设置有防转凸起12.3；螺母13外表面四周设置有加强翅片13.1，螺母接触平面上设置有防松凸起13.2。
上述环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统组装方法：
1)分别将上组装孔8.21和下组装孔9.21通过螺栓与光伏组件6安装孔固定；
2)将支架浮体3下部螺杆3.2插入连接浮体2插槽梅花孔2.31内，并用螺母13拧紧；
3)将步骤1)中安装好组件连接件光伏组件6中上安装件8与支架浮体3相连，下安装件9与连接浮体2相连，用不锈钢螺栓固定；
4)将走道浮体与步骤3中组装好的连接浮体按照网状结构连接起来，并用侧固栓螺杆12和螺母13拧紧固定；
5)走道浮体1间空隙的前后两个连接浮体之间安装踏板10，并用螺栓将踏板10与前后连接浮体2固定；
6)发电阵列四周连接浮体下沉槽内铺设栅格板4，并用卡扣14将栅格板固定在连接浮体2上，用螺栓固定；
7)发电单元内部可根据需要在未安装支架浮体3和光伏组件6的连接浮体2上安装逆变器支架7或电缆支架8，用以固定逆变器和电缆。
环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统浮力验证计算：
本实施例采用功率295Wp，尺寸为991mm×1650mm的多晶硅组件，以24块光伏组件为一个单元计算其承载能力如下：
水面光伏发电系统总承重：
光伏组件：19Kg/块×24＝456kg；
浮体自重：走道浮体：3Kg/块×77块＝231kg；连接浮体：8kg/块×40块＝320kg；支架：1.7kg/块×24块＝40.8kg；
安装检修人员：按4人×75Kg/人＝300Kg；
支架与箱变：50Kg/个×4个＝200Kg；
栅格板总重量约84Kg。
若考虑2.0的安全系数，总承重约3263.6kg。
水面光伏发电系统总浮力：
根据浮力公式，走道浮体可提供浮力为42kg/块，连接浮体可提供浮力为93kg/块，支架浮体可提供浮力12kg/块，则总浮力为：42kg/块×77块+93kg/块×40块+12kg/块*24块＝7242kg。
重力与浮力比重约为45.06％。
光伏发电区透光率计算：
根据图21测算有效透光面积为22.07m2，总面积为104.14m2，透光率为21.19％。
实施例2
如图2所示：本实施例的结构与实施例1基本相同，不同之处在于：
连接件5为走道浮体1；连接件5为走道浮体1，走道浮体1设置在两个连接浮体2间，且其连接耳1.1与两个连接浮体2的中位连接耳板2.1配合固定。
环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统浮力验证计算：
本实施例采用功率295Wp，尺寸为991mm×1650mm的多晶硅组件，以24块光伏组件为一个单元计算其承载能力如下：
水面光伏发电系统总承重：
光伏组件：19Kg/块×24＝456kg；
浮体自重：走道浮体：3Kg/块×95块＝285kg；连接浮体：8kg/块×40块＝320kg；支架：1.7kg/块×24块＝40.8kg；
安装检修人员：按4人×75Kg/人＝300Kg；
支架与箱变：50Kg/个×4个＝200Kg；
栅格板总重量约78Kg。
若考虑2.0的安全系数，总承重约3359.6kg。
水面光伏发电系统总浮力：
根据浮力公式，走道浮体可提供浮力为42kg/块，连接浮体可提供浮力为93kg/块，支架浮体可提供浮力12kg/块，则总浮力为：42kg/块×95块+93kg/块×40块+12kg/块*24块＝7998kg。
重力与浮力比重约为42％。
光伏发电区透光率计算：
根据图22测算有效透光面积为18.74m2，总面积为104.14m2，透光率为18.0％。
实施例3
如图3所示：本实施例的结构与实施例1基本相同，不同之处在于：
连接件5为踏板5.1。踏板5.1两端分别安装在两个连接浮体2的矩形凹面2.4的矩形小凹面2.5上。
环境友好型一体多用插拔式水面光伏发电系统浮力验证计算：
本实施例采用功率295Wp，尺寸为991mm×1650mm的多晶硅组件，以24块光伏组件为一个单元计算其承载能力如下：
水面光伏发电系统总承重：
光伏组件：19Kg/块×24＝456kg；
浮体自重：走道浮体：3Kg/块×74块＝222kg；连接浮体：8kg/块×40块＝320kg；支架：1.7kg/块×24块＝40.8kg；
安装检修人员：按4人×75Kg/人＝300Kg；
支架与箱变：50Kg/个×4个＝200Kg；
栅格板总重量约84Kg。
若考虑2.0的安全系数，总承重约3245.6kg。
水面光伏发电系统总浮力：
根据浮力公式，走道浮体可提供浮力为42kg/块，连接浮体可提供浮力为93kg/块，支架浮体可提供浮力12kg/块，则总浮力为：42kg/块×74块+93kg/块×40块+12kg/块*24块＝7116kg。
重力与浮力比重约为45.61％％。
光伏发电区透光率计算：
根据图23测算有效透光面积为22.63m2，总面积为104.14m2，透光率为21.73％。
因此，本发明专利在充分保证水面光伏发电系统的浮力需求的前提下可提供多种透光率及浮力需求方案。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
Claims (6)
1.一种一体多用插拔式水面光伏发电系统，所述系统包括四周连续运维通道(1a)，所述四周连续运维通道(1a)为封闭的矩形结构，其由长度方向的长通道(1a.1)和宽度方向的宽通道(1a.2)组成，所述长通道(1a.1)由多个走道浮体(1)沿两端方向依次组装而成，所述宽通道(1a.2)由走道浮体(1)和连接浮体(2)沿两侧方向交替组成而成，所述宽通道(1a.2)的连接浮体(2)上方铺设有格栅板(4)，所述四周连续运维通道(1a)内沿长度方向上间隔设置有多条宽度方向运维走道(1b)，所述运维走道(1b)由连接浮体(2)和走道浮体(1)沿两侧方向交替组成而成，且所述运维走道(1b)两端的连接浮体(2)均安装在走道浮体(1)的侧壁上，所述运维走道(1b)将四周连续运维通道(1a)分割成若干光伏发电区(1c)，所述若干光伏发电区(1c)内设置有发电支架网(1d)，所述发电支架网(1d)包括多排连接浮体组和多列走道浮体组交叉组装而成的网状结构，每排连接浮体组沿宽度方向包括多个连接浮体(2)，每列走道浮体组沿长度方向包括多个走道浮体(1)，所述走道浮体(1)两端四角设置有两对高低不同的连接耳(1.1)，其由左向右一圈依次为低位第一连接耳(1.1a)、高位第一连接耳(1.1b)、高位第二连接耳(1.1c)和低位第二连接耳(1.1d)，所述连接浮体(2)两端四角设置有位于中部同一高度的中位连接耳板(2.1)，其由左向右一圈依次为第一中位连接耳板(2.1a)、第二中位连接耳板(2.1b)、第三中位连接耳板(2.1c)和第四中位连接耳板(2.1d)，所述中位连接耳板(2.1)高于低位第一连接耳(1.1a)和低位第二连接耳(1.1d)，低于高位第一连接耳(1.1b)和高位第二连接耳(1.1c)，每排连接浮体组一端连接浮体(2)的第一中位连接耳板(2.1a)和第二中位连接耳板(2.1b)分别安装在两个走道浮体(1)的高低不同的连接耳(1.1)间，其第三中位连接耳板(2.1c)安装在一端走道浮体(1)高位第一连接耳(1.1b)上，其第四中位连接耳板(2.1d)安装在另一端走道浮体(1)的低位第一连接耳(1.1a)，每排连接浮体组另一端连接浮体(2)的第三中位连接耳板(2.1c)和第四中位连接耳板(2.1d)分别安装在两个走道浮体(1)的高低不同的连接耳(1.1)间，其第一中位连接耳板(2.1a)一端走道浮体(1)的高位第二连接耳(1.1c)上，其第二中位连接耳板(2.1b)安装在另一端走道浮体(1)的低位第二连接耳(1.1d)，每排连接浮体组的其连接浮体(2)的第一中位连接耳板(2.1a)、第二中位连接耳板(2.1b)、第三中位连接耳板(2.1c)和第四中位连接耳板(2.1d)分别对应的安装两端的高位第一连接耳(1.1b)、高位第二连接耳(1.1c)、低位第二连接耳(1.1d)和低位第一连接耳(1.1a)上；每列走道浮体组两端走道浮体(1)分别固定在宽通道(1a.2)和运维走道(1b)的走道浮体(1)上，所述发电支架网(1d)中每排连接浮体组上设置有一排光伏组件(6)或者发电设备(7)，所述发电设备(7)通过固定支架(10)固定在连接浮体(2)上，所述光伏组件(6)通过支架浮体(3)固定在在连接浮体(2)上，每排连接浮体组的连接浮体间上设置有连接件(5)；
所述连接件(5)为踏板(5.1)或走道浮体(1)；
所述连接件(5)为走道浮体(1)，所述走道浮体(1)设置在两个连接浮体(2)间，且其连接耳(1.1)与两个连接浮体(2)的中位连接耳板(2.1)配合固定；所述连接耳(1.1)的耳板上开设有单叶梅花安装孔(1.11)，所述走道浮体(1)顶面设置有防滑凸起(1.2)，所述走道浮体(1)周向侧面设置有竖直方向的加强筋(1.3)，所述走道浮体(1)底面设置有不同方向的流水凹槽(1.4)；所述连接浮体(2)为矩形方体，所述中位连接耳板(2.1)中部开设有单叶梅花孔(2.11)，所述连接浮体(2)中间设置有上下贯穿的中孔(2.7)，所述中孔(2.7)两侧设置有下沉槽(2.2)，所述下沉槽(2.2)两边设置有三面支撑的内嵌式连接耳(2.21)，所述内嵌式连接耳(2.21)两端开设有螺丝孔(2.22)，所述下沉槽(2.2)一端的连接浮体(2)上对称设置有插槽(2.3)，所述插槽(2.3)内开设有梅花孔(2.31)，所述连接浮体(2)周向端面中间均设置有矩形凹面(2.4)，所述连接浮体(2)另一端矩形凹面(2.4)两侧对称设置有矩形小凹面(2.5)，所述矩形凹面(2.4)和矩形小凹面(2.5)的中间均水平设置有水平板(2.6)，所述水平板(2.6)中部开设有栓孔(2.61)；
所述踏板(5.1)两端分别安装在两个连接浮体(2)的矩形凹面(2.4)的矩形小凹面(2.5)上。
2.根据权利要求1所述一体多用插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述光伏组件(6)一侧通过上安装件(8)固定在支架浮体(3)上，另一侧通过下安装件(9)固定在连接浮体(2)上；所述支架浮体(3)为薄板状，所述支架浮体(3)底部有和连接浮体的插槽(2.3)配合的矩形凸起(3.1)，所述矩形凸起(3.1)上设置有两个与插槽(2.3)内梅花孔(2.31)配合的螺杆(3.2)，所述支架浮体(3)顶端中部呈半弧形，其半弧形两侧设置有组件固定耳板(3.3)，所述组件固定耳板(3.3)上开设有小孔(3.31)；所述支架浮体(3)的体身上开设有多个椭圆状过风孔(3.4)；所述支架浮体(3)厚度由下至上逐渐减小；所述支架浮体的材质为HDPE、铝合金或不锈钢；所述上安装件(8)包括与固定耳板(3.3)配合的“L”型竖直辐板(8.1)，所述竖直辐板(8.1)上开设有辐板孔(8.11)，所述辐板孔(8.11)与小孔(3.31)配合固定，所述“L”竖直辐板(8.1)顶部设置有倾斜板(8.2)，所述倾斜板(8.2)上表面设置有上组装孔(8.21)，所述上组装孔(8.21)与光伏组件(6)的安装孔配合固定；所述下安装件(9)包括“L”型固定架(9.1)，所述固定架(9.1)底面两侧开设有下安装孔(9.11)，所述下安装孔(9.11)与矩形小凹面(2.5)的栓孔(2.61)配合安装，所述固定架(9.1)顶面设置有竖直倾斜的支撑板(9.3)和水平倾斜的下安装板(9.2)，所述下安装板(9.2)呈“Z”字形，所述下安装板(9.2)顶面设置有下组装孔(9.21)，所述下组装孔(9.21)与光伏组件(6)的安装孔配合固定。
3.根据权利要求1所述一体多用插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述发电设备(7)为汇流箱和逆变器单元(7a)或者电缆(7b)。
4.根据权利要求3所述一体多用插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述固定支架(10)包括两个相互平行的底梁(10.1)，所述底梁(10.1)一端设置有安放电缆或电缆槽盒的支脚(10.2)，所述支脚(10.2)上对称开设电缆槽盒固定孔(10.21)，所述底梁(10.1)另一端设置有电缆抱箍(10.3)，所述电缆槽盒固定孔(10.21)和电缆抱箍(10.3)之间的对称开设有螺孔(10.4)。
5.根据权利要求3所述一体多用插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述汇流箱和逆变器单元(7a)包括汇流箱或逆变器(7a.1)和设置固定支架(10)上的支持架(11)，所述汇流箱或逆变器(7a.1)下方设置有防水隔板(7a.2)，所述防水隔板(7a.2)放置在支持架(11)上，所述支持架(11)包括设置在两个相互平行的底梁(10.1)的两对高低立柱(11.1)，所述高低立柱(11.1)上倾斜设置有方框(11.2)，所述方框(11.2)上与底梁(10.1)平行的横梁两端设置有横梁孔(11.21)。
6.根据权利要求1所述一体多用插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述格栅板(4)通过安装卡扣(14)固定在连接浮体的内嵌式连接耳(2.21)上；所述卡扣(14)为倒“M”形，其中部平面开设有卡扣孔(14.1)；所述连接耳(1.1)和中位连接耳板(2.1)以及连接耳(1.1)间通过侧固栓螺杆(12)与螺母(13)固定；所述侧固栓螺杆(12)包括圆形螺台(12.1)和杆柱(12.2)，所述杆柱(12.2)下端设置有螺纹(12.21)，所述螺纹(12.21)与圆形螺台(12.1)之间的杆柱(12.2)外壁上对称设置有防转凸起(12.3)；所述螺母(13)外表面四周设置有加强翅片(13.1)，螺母接触平面上设置有防松凸起(13.2)。
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