CN108063592B - 一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，它由四周连续运维通道(1a)、内部运维走道(1b)和光伏发电区(1c)组成,所述的四周连续运维通道(1a)为封闭的矩形结构，所述的四周连续运维通道(1a)包括沿长度方向布置的长通道(1a.1)和沿宽度方向布置的宽通道(1a.2)组成；所述的长通道(1a.1)包括多个走道浮体(1)沿两端方向依次组装而成；所述的宽通道(1a.2)由走道浮体(1)和连接浮体(2)沿两侧方向间隔布置而成；所述的内部运维走道(1b)由沿长度方向布置的长通道(1a.1)组成；它克服了现有技术中水面漂浮光伏电站所处环境潮湿，结构部件易腐蚀的缺点，具有最大化减小材料用量，提高系统的经济性的优点。

Description

一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统

技术领域

本发明涉及到光伏发电技术领域，更加具体地是一种环境友好型多功能踏板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、为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，一般为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。

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、养殖等诸多功能踏板，若为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为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水面遮挡严重的问题，不利于该形式浮体在湖泊、水库等地区的使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统。

本发明的目的时通过如下技术方案来实施的：一种环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：它由四周连续运维通道、内部运维走道和光伏发电区组成,所述的四周连续运维通道为封闭的矩形结构，所述的四周连续运维通道包括沿长度方向布置的长通道和沿宽度方向布置的宽通道组成；所述的长通道包括多个走道浮体沿两端方向依次组装而成；所述的宽通道由走道浮体和连接浮体沿两侧方向间隔布置而成；所述的内部运维走道由沿长度方向布置的长通道组成；

在所述的宽通道的连接浮体上方铺设有格栅板，所述的格栅板通过卡扣固定在所述的连接浮体内的内嵌式连接耳上；

所述的四周连续运维通道内沿长度方向上间隔设置有多条沿宽度方向的内部运维走道,每列走道浮体组沿长度方向包括多个走道浮体；

所述的连接浮体与光伏组件之间的连接有三种形式，分别为双支架形式，单支架形式和双支撑柱形式；

在所述的双支架形式中；所述的光伏组件一侧通过第一上连接件固定在连接浮体上，另一侧通过下连接件固定在连接浮体上；所述的第一上连接件包含下立体限位槽、下安装孔、横肋、立柱、上支撑板、上安装孔、上立体限位槽；所述的下立体限位槽为C型，所述的下立体限位槽上部贴合于连接浮体的上连接件安装槽的安装耳板上侧，下立体限位槽下部贴合于连接浮体的上连接件安装槽的下侧，所述的下立体限位槽上方延伸出立柱，所述的立柱至少为两根；在所述的立柱之间设有多片横肋；所述的上支撑板位于所述的光伏组件的边框，所述的上支撑板开有安装孔，所述的上支撑板上方延伸出上立体限位槽，所述的立体限位槽采用外窄里宽结构，所述的立体限位槽的槽口为弹性结构；

在所述的单支架浮体形式中；所述的光伏组件一侧通过第二上连接件固定在连接浮体上，另一侧通过下连接件固定在连接浮体上；

支撑浮体位于所述的连接浮体与光伏组件之间，所述的支撑浮体为薄板状，所述支撑浮体底部有和连接浮体中的安装槽配合的支撑底座，所述支撑底座上设置有两个与安装槽内设置的梅花孔相配合的螺杆，所述支撑浮体顶端中部呈半弧形，所述的半弧形两侧设置有上连接件安装肋，所述上连接件安装肋上开设有小孔；

所述上连接件包括与上连接件安装肋配合的“L”竖直辐板，所述“L”竖直辐板上开设有辐板孔，所述辐板孔与上连接件安装肋上开设的小孔配合固定，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；

在所述的双支撑柱形式中；所述的光伏组件一侧通过所述上连接件分别固定在两个圆柱形支撑上，另一侧通过下连接件固定在连接浮体上；所述圆柱形支撑为柱状，所述圆柱形支撑底部有和连接浮体中的安装槽配合的螺杆，所述第二螺杆上设置有与安装槽内梅花孔配合的第二螺杆，所述圆柱形支撑顶端设置有组件固定耳板，所述组件固定耳板上开设有小孔。

在上述技术方案中：所述的踏板位于所述的连接浮体的第三中位连接耳板和第四中位连接耳板中间且向外延伸而成，所述的踏板与所述的连接浮体为同一个整体；所述的踏板上方靠近水的三面设有防滑槽，所述的踏板上方角落设有流水孔，所述防滑槽内侧设有防滑凸起。

在上述技术方案中：所述的走道浮体两端四角设置有两对高低不同的连接耳，所述的连接耳由右至左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。

在上述技术方案中：在所述的连接耳的耳板上开设有单叶梅花安装孔，在所述的走道浮体顶面设置有防滑凸起，所述的走道浮体周向侧面设置有沿竖直方向设置的加强筋，在所述的走道浮体底面设置有流水凹槽；所述的连接浮体为矩形方体结构，在所述的中位连接耳板中部开设有单叶梅花孔，连接浮体中间设置有上下贯穿的中孔，在所述的中孔两侧设置有下沉槽，下沉槽两边设置有三面支撑的内嵌式连接耳，内嵌式连接耳两端开设有螺丝孔，下沉槽一端的连接浮体上对称设置有上连接件安装槽，上连接件安装槽上设置有上连接件安装孔；所述的上连接件安装槽内侧凸台向外延伸形成踏板，在所述的连接浮体外侧设有下连接件安装槽，所述的下连接件安装槽上设有下连接件安装槽，在所述的下连接件安装槽向上突出设置有下连接件限位凸台。

在上述技术方案中：所述的连接浮体两端四角设置有位于中部且同一高度的中位连接耳板，所述的中位连接耳板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；所述的中位连接耳板高度高于低位第一连接耳和低位第二连接耳，所述的中位连接耳板高度低于高位第一连接耳和高位第二连接耳。

在上述技术方案中：每排走道浮体组的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之间，每排走道浮体组的一端连接浮体的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，位于连接浮体上的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上；

每列所述的走道浮体组两端走道浮体分别固定在宽通道和内部运维走道的走道浮体上，所述的光伏组件通过上连接件和下连接件固定在在连接浮体上，每排连接浮体组之间的连接浮体设置有踏板；所述的踏板沿所述的连接浮体排列方向的延伸，在所述的踏板上方有防滑槽和防滑凸起。

在上述技术方案中：每排走道浮体组的一端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。

在上述技术方案中：所述的下连接件包括下挡板、下支撑板、下支撑板安装孔、中支撑板、上挡板、上支撑板、上支撑板安装孔、上立体卡槽、上支撑槽；所述的下连接件整体呈Z型，下挡板位于所述的连接浮体的下连接件安装槽上的凸台处；在所述的下挡板和中支撑板之间有下支撑板，在所述的下支撑板上开有下支撑板安装孔，所述的中支撑板位于所述的连接浮体上，在所述的上支撑板上设有上挡板和上立体卡槽，在所述的上支撑板上开有上支撑板安装孔，在所述的上支撑板下方设有上支撑槽，所述的上支撑槽为L型。

在上述技术方案中：所述的栅格板通过栅格板卡扣固定在连接浮体的内嵌式连接耳上；所述栅格板卡扣为倒“M”形，所述的栅格板卡扣中部平面开设有栅格板卡扣孔；

相邻的所述的低位第一连接耳、高位第一连接耳、高位第二连接耳和低位第二连接耳之间均采用侧固栓螺杆与侧固栓螺帽固定；侧固栓螺杆包括圆形螺台、第一螺杆、加强肋和螺帽限位孔；在所述的螺杆的底部沿周向设置有加强肋，在所述的第一螺杆柱身上设置有螺帽限位孔，所述的圆形螺台位于第一螺杆下方；

所述的侧固栓螺帽包括加强翅片、防松凸起和侧固栓螺帽杆柱；在所述的侧固栓螺帽杆柱上沿周向设置有加强翅片，在所述的侧固栓螺帽杆柱下方安装有防松凸起。

本发明具有如下优点：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。

1.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，本发明提出的插拔式独立浮体支架，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。

2.本发明提出的双支架形式可节省浮体质量，提高电站经济性，提出了上下立体限位槽，可最大化减小光伏组件的震动，从而减小螺栓的交替载荷，保护螺栓不松动及组件的安全性。

3.本发明提出的单支架浮体形式，简化了支架的形式，通过圆柱形保证支架的稳定性，而最大化减小材料用量，提高系统的经济性。

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。

附图说明

图1为实施例1中环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统图。

图2为实施例1中发电系统中格栅板和光伏组件的示意图。

图3为实施例1中走道浮体的立体图。

图4实施例1中连接浮体的立体图。

图5为实施例1中连接浮体安装光伏组件的立体图正面。

图6为连接浮体的立体图。

图7为实施例1中上连接件立体图。

图8为实施例1中下连接件立体图。

图9为实施例1中连接浮体固定栅格板示意图。

图10为实施例1中卡扣示意图。

图11为实施例1中侧固栓螺杆示意图。

图12为实施例1中侧固栓螺杆示意图。

图13为实施例2装配示意图。

图14为实施例2连接浮体示意图。

图15为实施例2支撑浮体示意图。

图16为实施例2中上连接件示意图。

图17为实施例3装配示意图。

图18为实施例3连接浮体示意图。

图19为实施例3支撑示意图。

图20为透光率计算示意图。

图中：走道浮体组A、连接浮体组B、四周连续运维通道1a、长通道1a.1、宽通道1a.2、内部运维走道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、安装槽2.1.1、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、上连接件安装插槽2.3、上连接件安装孔2.31、踏板2.4、防滑槽2.41、防滑凸起2.42、下连接件安装槽2.5、下连接件安装槽2.51、下连接件限位凸台2.52、格栅板3、光伏组件4、上连接件5、下立体限位槽5.1、下安装孔5.11、横肋5.2、立柱5.3、上支撑板5.4、上安装孔5.41、上立体限位槽5.5、下连接件6、下挡板6.1、下支撑板6.2、下支撑板安装孔6.21、中支撑板6.3、上挡板6.4、上支撑板6.5、上支撑板安装孔6.51、上立体卡槽6.6、上支撑槽6.7、格栅板卡扣7、格栅板卡扣孔7.1、侧固栓螺杆8、圆形螺台8.1、第一螺杆8.2、加强肋8.3、螺帽限位孔8.4、侧固栓螺帽9、加强翅片9.1、防松凸起9.2、侧固栓螺帽杆柱9.3、支撑浮体11、支撑底座11.1、第二螺杆11.2、上连接件安装肋11.3、第二上连接件12，“L”竖直辐板12.1、辐板孔12.1.1、倾斜板12.2、上组装孔12.2.1、圆柱形支撑14、第三螺杆14.1、组件固定耳板14.2、透光区域T。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

参照图1-20所示：一种环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，它由四周连续运维通道1a、内部运维走道1b和光伏发电区1c组成,所述的四周连续运维通道1a为封闭的矩形结构，所述的四周连续运维通道1a包括沿长度方向布置的长通道1a.1和沿宽度方向布置的宽通道1a.2组成；所述的长通道1a.1包括多个走道浮体1沿两端方向依次组装而成；所述的宽通道1a.2由走道浮体1和连接浮体2沿两侧方向间隔布置而成；所述的内部运维走道1b由沿长度方向布置的长通道1a.1组成；

在所述的宽通道1a.2的连接浮体2上方铺设有格栅板3，所述的格栅板3通过卡扣7固定在所述的连接浮体2内的内嵌式连接耳2.21上；

所述的内部运维走道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，所述发电支架网包括多排连接浮体组B和多列走道浮体A组交叉组装而成的网状结构，

所述的四周连续运维通道1a内沿长度方向上间隔设置有多条沿宽度方向的内部运维走道1b,每列走道浮体组A沿长度方向包括多个走道浮体1；

所述的连接浮体2与光伏组件4之间的连接有三种形式，分别为双支架形式，单支架形式和双支撑柱形式；

在所述的双支架形式中；所述的光伏组件4一侧通过第一上连接件5固定在连接浮体2上，另一侧通过下连接件6固定在连接浮体2上；所述的第一上连接件5包含下立体限位槽5.1、下安装孔5.11、横肋5.2、立柱5.3、上支撑板5.4、上安装孔5.41、上立体限位槽5.5；所述的下立体限位槽5.1为C型，所述的下立体限位槽5.1上部贴合于连接浮体2的上连接件安装槽2.3的安装耳板上侧，下立体限位槽5.1下部贴合于连接浮体2的上连接件安装槽2.3的下侧，所述的下立体限位槽5.1上方延伸出立柱5.3，所述的立柱5.3至少为两根；在所述的立柱5.3之间设有多片横肋5.2；所述的上支撑板5.4位于所述的光伏组件4的边框，所述的上支撑板5.4开有安装孔5.4.1，所述的上支撑板5.4上方延伸出上立体限位槽5.5，所述的立体限位槽5.5采用外窄里宽结构，所述的立体限位槽5.5的槽口为弹性结构；

所述的踏板2.4位于所述的连接浮体2的第三中位连接耳板2.1c和第四中位连接耳板2.1d中间且向外延伸而成，所述的踏板2.4与所述的连接浮体2为同一个整体；

所述的踏板2.4的形状与大小应大于普通成年人脚的长度，

所述的踏板2.4上方靠近水的三面设有防滑槽2.4.1，所述的踏板2.4上方角落设有流水孔，所述防滑槽2.4.1内侧设有防滑凸起2.4.2。

所述的走道浮体1两端四角设置有两对高低不同的连接耳1.1，所述的连接耳1.1由右至左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。

在所述的连接耳1.1的耳板上开设有单叶梅花安装孔1.11，在所述的走道浮体1顶面设置有防滑凸起1.2，所述的走道浮体1周向侧面设置有沿竖直方向设置的加强筋1.3，在所述的走道浮体1底面设置有流水凹槽1.4；所述的连接浮体2为矩形方体结构，在所述的中位连接耳板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2.6，在所述的中孔2.6两侧设置有下沉槽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上对称设置有上连接件安装槽2.3，上连接件安装槽2.3上设置有上连接件安装孔2.3.1；所述的上连接件安装槽2.3内侧凸台向外延伸形成踏板2.4，在所述的连接浮体2外侧设有下连接件安装槽2.5，所述的下连接件安装槽2.5上设有下连接件安装槽2.5.1，在所述的下连接件安装槽2.5.1向上突出设置有下连接件限位凸台2.5.2。

所述的连接浮体2两端四角设置有位于中部且同一高度的中位连接耳板2.1，所述的中位连接耳板2.1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；所述的中位连接耳板2.1高度高于低位第一连接耳1.1a和低位第二连接耳1.1d，所述的中位连接耳板2.1高度低于高位第一连接耳1.1b和高位第二连接耳1.1c。

每排走道浮体组A的一端连接浮体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之间，每排走道浮体组A的一端连接浮体2的第三中位连接耳板2.1c安装在一端走道浮体1高位第一连接耳1.1b上，位于连接浮体2上的第四中位连接耳板2.1d安装在另一端走道浮体1的低位第一连接耳1.1a上；

每列所述的走道浮体组A两端走道浮体1分别固定在宽通道1a.2和内部运维走道1b的走道浮体1上，所述的光伏组件4通过上连接件5和下连接件6固定在在连接浮体2上，每排连接浮体组B之间的连接浮体2设置有踏板2.4；所述的踏板2.4沿所述的连接浮体2排列方向的延伸，在所述的踏板2.4上方有防滑槽2.4.1和防滑凸起2.4.2。

每排走道浮体组A的一端连接浮体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。

所述的下连接件6包括下挡板6.1、下支撑板6.2、下支撑板安装孔6.21、中支撑板6.3、上挡板6.4、上支撑板6.5、上支撑板安装孔6.51、上立体卡槽6.6、上支撑槽6.7；所述的下连接件6整体呈Z型，下挡板6.1位于所述的连接浮体2的下连接件安装槽2.5上的凸台2.52处；在所述的下挡板6.1和中支撑板6.3之间有下支撑板6.2，在所述的下支撑板6.2上开有下支撑板安装孔6.21，所述的中支撑板6.3位于所述的连接浮体2上，在所述的上支撑板6.5上设有上挡板6.4和上立体卡槽6.6，在所述的上支撑板6.5上开有上支撑板安装孔6.51，在所述的上支撑板6.5下方设有上支撑槽6.7，所述的上支撑槽6.7为L型。

所述的栅格板3通过栅格板卡扣7固定在连接浮体2的内嵌式连接耳2.21上；所述栅格板卡扣7为倒“M”形，所述的栅格板卡扣7中部平面开设有栅格板卡扣孔7.1；使用时，将“M”形所述栅格板卡扣7卡扣扣于所述的栅格板3之间，通过中部螺栓孔与连接浮体2内的内嵌式连接耳2.2.1相连，从而实现格栅板3的固定。

相邻的所述的低位第一连接耳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之间均采用侧固栓螺杆8与侧固栓螺帽9固定；侧固栓螺杆8包括圆形螺台8.1、第一螺杆8.2、加强肋8.3和螺帽限位孔8.4；在所述的第一螺杆8.2的底部沿周向设置有加强肋8.3，在所述的第一螺杆8.2柱身上设置有螺帽限位孔8.4，所述的圆形螺台8.1位于第一螺杆8.2下方；

所述的侧固栓螺帽9包括加强翅片9.1、防松凸起9.2和侧固栓螺帽杆柱9.3；在所述的侧固栓螺帽杆柱9.3上沿周向设置有加强翅片9.1，在所述的侧固栓螺帽杆柱9.3下方安装有防松凸起9.2。

实施例2：在所述的单支架浮体形式中；所述的光伏组件4一侧通过第二上连接件12固定在连接浮体2上，另一侧通过下连接件6固定在连接浮体2上；

支撑浮体11位于所述的连接浮体2与光伏组件4之间，所述的支撑浮体11为薄板状，所述支撑浮体11底部有和连接浮体2中的安装槽2.1.1配合的支撑底座11.1，所述支撑底座11.1上设置有两个与安装槽10.1内设置的梅花孔相配合的第二螺杆11.2，所述支撑浮体11顶端中部呈半弧形，所述的半弧形两侧设置有上连接件安装肋11.3，所述上连接件安装肋11.3上开设有小孔；便于安装第二上连接件12，所述的支撑浮体11的体身上开设有多个椭圆形过风孔，以减小受风面积，所述的支撑浮体11的厚度由下至上逐渐减小，所述的支撑浮体11的材质为HDPE、铝合金、不锈钢等；

所述上连接件12包括与上连接件安装肋11.3配合的“L”竖直辐板12.1，所述“L”竖直辐板12.1上开设有辐板孔12.1.1，所述辐板孔12.1.1与上连接件安装肋11.3上开设的小孔配合固定，所述“L”竖直辐板12.1顶部设置有倾斜板12.2，所述倾斜板12.2上表面设置有上组装孔12.2.1，所述上组装孔12.2.1与光伏组件4的安装孔配合固定；

实施例3：在所述的双支撑柱形式中；所述的光伏组件4一侧通过所述上连接件12分别固定在两个圆柱形支撑14上，另一侧通过下连接件12固定在连接浮体2上；所述圆柱形支撑14为柱状，所述圆柱形支撑14底部有和连接浮体10中的安装槽10.1配合的第三螺杆14.1，所述第三螺杆14.1上设置有与安装槽10.1内梅花孔配合的第三螺杆14.1，所述圆柱形支撑14顶端设置有组件固定耳板14.2，所述组件固定耳板14.2上开设有小孔。

透光区域T指的是除去走道浮体1、连接浮体2、光伏组件4、栅格板3等区域后无遮挡的水面区域。

本发明还包括一种安装方法：一种环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统的安装方法，它包括如下步骤；

①分别将上连接件5的上安装孔5.41和下连接件6的上支撑板安装孔6.51通过螺栓与光伏组件4内的安装孔固定；

②将步骤①中安装好组件连接件光伏组件4中上连接件5插入连接浮体2的上连接件安装槽2.3中，下连接件6插入连接浮体2的下连接件安装槽2.5中，通过不锈钢螺栓固定上连接件5及下连接件6；

③将走道浮体1与步骤②中组装好的连接浮体2按照网状结构连接起来，并用侧固栓螺杆8和所述的侧固栓螺帽9拧紧固定；

④发电阵列四周连接浮体2下沉槽内铺设栅格板3，并用卡扣7将栅格板3固定在连接浮体2上，用螺栓固定。

一种环境友好型多功能踏板插拔式水面光伏发电系统的浮力验证计算：

本发明采用功率295Wp，尺寸为991mm×1650mm的多晶硅组件，以9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×9＝171kg；

浮体自重：走道浮体：3.5Kg/块×34块＝119kg；连接浮体：7kg/块×15块＝105kg；支架：1.7kg/块×24块＝41kg；

安装检修人员：按4人×75Kg/人＝300Kg；

栅格板总重量约84Kg。

若考虑2.0的安全系数，总承重约1298。

水面光伏发电系统总浮力：

根据浮力公式，走道浮体1可提供浮力为61kg/块，连接浮体可提供浮力为93kg/块，则总浮力为：61kg/块×34块+93kg/块×15块＝3469。

重力与浮力比重约为37％。

光伏发电区透光率计算：

根据图20测算有效透光面积为13.09m2，总面积为49.96m2，透光率为26％。

上述未详细说明的部分均为现有技术。

Claims (6)

1.一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：多功能踏板插拔式水面光伏发电系统由四周连续运维通道(1a)、内部运维走道(1b)和光伏发电区(1c)组成,所述的四周连续运维通道(1a)为封闭的矩形结构，所述的四周连续运维通道(1a)包括沿长度方向布置的长通道(1a.1)和沿宽度方向布置的宽通道(1a.2)组成；所述的长通道(1a.1)包括多个走道浮体(1)沿两端方向依次组装而成；所述的宽通道(1a.2)由走道浮体(1)和连接浮体(2)沿两侧方向间隔布置而成；所述的内部运维走道(1b)由沿长度方向布置的长通道(1a.1)组成；

在所述的宽通道(1a.2)的连接浮体(2)上方铺设有格栅板(3)，所述格栅板(3)通过栅格板卡扣(7)固定在所述的连接浮体(2)内的内嵌式连接耳(2.21)上；

所述的四周连续运维通道(1a)内沿长度方向上间隔设置有多条沿宽度方向的内部运维走道(1b),每列走道浮体组(A)沿长度方向包括多个走道浮体(1)；

所述的连接浮体(2)与光伏组件(4)之间的连接有三种形式，分别为双支架形式，单支架形式和双支撑柱形式；

在所述的双支架形式中；所述的光伏组件(4)一侧通过第一上连接件(5)固定在连接浮体(2)上，另一侧通过下连接件(6)固定在连接浮体(2)上；所述的第一上连接件(5)包含下立体限位槽(5.1)、下安装孔(5.11)、横肋(5.2)、立柱(5.3)、上支撑板(5.4)、上安装孔(5.41)、上立体限位槽(5.5)；所述的下立体限位槽(5.1)为C型，所述的下立体限位槽(5.1)上部贴合于连接浮体(2)的上连接件安装槽(2.3)的安装耳板上侧，下立体限位槽(5.1)下部贴合于连接浮体(2)的上连接件安装槽(2.3)的下侧，所述的下立体限位槽(5.1)上方延伸出立柱(5.3)，所述的立柱(5.3)至少为两根；在所述的立柱(5.3)之间设有多片横肋(5.2)；所述的上支撑板(5.4)位于所述的光伏组件(4)的边框，所述的上支撑板(5.4)开有安装孔(5.4.1)，所述的上支撑板(5.4)上方延伸出上立体限位槽(5.5)，所述的上立体限位槽(5.5)采用外窄里宽结构，所述的上立体限位槽(5.5)的槽口为弹性结构；

在所述的单支架形式中；所述的光伏组件(4)一侧通过第二上连接件(12)固定在连接浮体(2)上，另一侧通过下连接件(6)固定在连接浮体(2)上；

支撑浮体(11)位于所述的连接浮体(2)与光伏组件(4)之间，所述的支撑浮体(11)为薄板状，所述支撑浮体(11)底部有和连接浮体(2)中的安装槽配合的支撑底座(11.1)，所述支撑底座(11.1)上设置有两个与安装槽内设置的梅花孔相配合的第二螺杆(11.2)，所述支撑浮体(11)顶端中部呈半弧形，所述的半弧形两侧设置有上连接件安装肋(11.3)，所述上连接件安装肋(11.3)上开设有小孔；

所述第二上连接件(12)包括与上连接件安装肋(11.3)配合的“L”竖直辐板(12.1)，所述“L”竖直辐板(12.1)上开设有辐板孔(12.1.1)，所述辐板孔(12.1.1)与上连接件安装肋(11.3)上开设的小孔配合固定，所述“L”竖直辐板(12.1)顶部设置有倾斜板(12.2)，所述倾斜板(12.2)上表面设置有上组装孔(12.2.1)，所述上组装孔(12.2.1)与光伏组件(4)的安装孔配合固定；

在所述的双支撑柱形式中；所述的光伏组件(4)一侧通过所述第二上连接件(12)分别固定在两个圆柱形支撑(14)上，另一侧通过下连接件(6)固定在连接浮体(2)上；所述圆柱形支撑(14)为柱状，所述圆柱形支撑(14)底部有和连接浮体(2)中的安装槽配合的螺杆(14.1)，所述螺杆(14.1)上设置有与安装槽内梅花孔配合的第三螺杆，所述圆柱形支撑(14)顶端设置有组件固定耳板(14.2)，所述组件固定耳板(14.2)上开设有小孔；

所述的走道浮体(1)两端四角设置有两对高低不同的连接耳(1.1)，所述的连接耳(1.1)由右至左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)；所述的连接浮体(2)两端四角设置有位于中部且同一高度的中位连接耳板(2.1)；所述的中位连接耳板(2.1)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)；

所述的踏板(2.4)位于所述的连接浮体(2)的第三中位连接耳板(2.1c)和第四中位连接耳板(2.1d)中间且向外延伸而成，所述的踏板(2.4)与所述的连接浮体(2)为同一个整体；

在所述的连接耳(1.1)的耳板上开设有单叶梅花安装孔(1.11)，在所述的走道浮体(1)顶面设置有防滑凸起，所述的走道浮体(1)周向侧面设置有沿竖直方向设置的加强筋(1.3)，在所述的走道浮体(1)底面设置有流水凹槽(1.4)；所述的连接浮体(2)为矩形方体结构，在所述的中位连接耳板(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(2.6)，在所述的中孔(2.6)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)上对称设置有上连接件安装槽(2.3)，上连接件安装槽(2.3)上设置有上连接件安装孔(2.3.1)；所述的上连接件安装槽(2.3)内侧凸台向外延伸形成踏板(2.4)，在所述的连接浮体(2)外侧设有下连接件安装槽(2.5)，所述的下连接件安装槽(2.5)上设有下连接件的安装槽(2.5.1)，在所述的下连接件的安装槽(2.5.1)向上突出设置有下连接件限位凸台(2.5.2)；

每排走道浮体组(A)的一端连接浮体(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)之间，每排走道浮体组(A)的一端连接浮体(2)的第三中位连接耳板(2.1c)安装在一端走道浮体(1)高位第一连接耳(1.1b)上，位于连接浮体(2)上的第四中位连接耳板(2.1d)安装在另一端走道浮体(1)的低位第一连接耳(1.1a)上；

所述的格栅板(3)通过栅格板卡扣(7)固定在连接浮体(2)的内嵌式连接耳(2.21)上；所述栅格板卡扣(7)为倒“M”形，所述的栅格板卡扣(7)中部平面开设有栅格板卡扣孔(7.1)；

相邻的所述的低位第一连接耳(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)之间均采用侧固栓螺杆(8)与侧固栓螺帽(9)固定；侧固栓螺杆(8)包括圆形螺台(8.1)、第一螺杆(8.2)、加强肋(8.3)和螺帽限位孔(8.4)；在所述第一螺杆(8.2)的底部沿周向设置有加强肋(8.3)，在所述的第一螺杆(8.2)柱身上设置有螺帽限位孔(8.4)，所述的圆形螺台(8.1)位于第一螺杆(8.2)下方；

所述的侧固栓螺帽(9)包括加强翅片(9.1)、防松凸起(9.2)和侧固栓螺帽杆柱(9.3)；在所述的侧固栓螺帽杆柱(9.3)上沿周向设置有加强翅片(9.1)，在所述的侧固栓螺帽杆柱(9.3)下方安装有防松凸起(9.2)。

2.根据权利要求1所述一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述的踏板(2.4)上方靠近水的三面设有防滑槽(2.4.1)，所述的踏板(2.4)上方角落设有流水孔，所述防滑槽(2.4.1)内侧设有防滑凸起。

3.根据权利要求1所述一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述的中位连接耳板(2.1)高度高于低位第一连接耳(1.1a)和低位第二连接耳(1.1d)，所述的中位连接耳板(2.1)高度低于高位第一连接耳(1.1b)和高位第二连接耳(1.1c)。

4.根据权利要求3所述一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：每列所述的走道浮体组(A)两端走道浮体(1)分别固定在宽通道(1a.2)和内部运维走道(1b)的走道浮体(1)上，所述的光伏组件(4)通过第一上连接件(5)和下连接件(6)固定在在连接浮体(2)上，每排连接浮体组(B)之间的连接浮体(2)设置有踏板(2.4)；所述的踏板(2.4)沿所述的连接浮体(2)排列方向的延伸，在所述的踏板(2.4)上方有防滑槽(2.4.1)和防滑槽(2.4.1)内侧的防滑凸起。

5.根据权利要求4所述一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：每排走道浮体组(A)的一端连接浮体(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。

6.根据权利要求4所述一种多功能踏板插拔式水面光伏发电系统，其特征在于：所述的下连接件(6)包括下挡板(6.1)、下支撑板(6.2)、下支撑板安装孔(6.21)、中支撑板(6.3)、上挡板(6.4)、下连接件(6)的上支撑板、上支撑板安装孔(6.51)、上立体卡槽(6.6)、上支撑槽(6.7)；所述的下连接件(6)整体呈Z型，下挡板(6.1)位于所述的连接浮体(2)的下连接件安装槽(2.5)上的凸台(2.52)处；在所述的下挡板(6.1)和中支撑板(6.3)之间有下支撑板(6.2)，在所述的下支撑板(6.2)上开有下支撑板安装孔(6.21)，所述的中支撑板(6.3)位于所述的连接浮体(2)上，在所述的下连接件(6)的上支撑板上设有上挡板(6.4)和上立体卡槽(6.6)，在所述的上支撑板上开有上支撑板安装孔(6.51)，在所述的下连接件(6)的上支撑板下方设有上支撑槽(6.7)，所述的上支撑槽(6.7)为L型。

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