CN110077539B - 一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其为一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台及其安装方法，包括：用于安装光伏组件的主浮体；用于组成东西侧面的运维通道及设备安装平台的设备浮体盖板；用于作为横向内部运维通道的与主浮体连接的主走道浮体；连接主走道浮体的次走道浮体；用于侧边连接设备浮体及主浮体的小走道浮体；用于安装组件的支架浮体，该支架浮体包括：前支架浮体、前支架浮体扣件，以及用于安装组件的后支架浮体、后支架浮体扣件；该前支架浮体扣件包括；前支架浮体前扣件、前支架浮体后扣件。本发明，具有可靠、经济、便于生产和安装特点。

Description

一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台及其安装方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台及其安装方法。

背景技术

随着国内外水面漂浮式光伏行业的发展，越来越多的光伏浮体及支架形式应运而生。目前水面光伏漂浮平台主要有两种形式，一种是浮体只作为浮力提供部件，再使用钢结构搭建平台；一种是浮体既作为浮力提供部件也作为平台结构部件。前者使用的浮体数量较少，钢结构也占主要部分，但会存在一定的问题，在风浪比较多的水面上应用，由于基本都采用钢结构连接，长期的风浪低频冲击会使得紧固件慢慢松开，不利于结构的安全和稳定；另一方面，由于钢结构占主要部分，在水质不良的水中应用钢结构会容易被腐蚀，从而影响平台的寿命。而后者全部采用塑料浮体作为主要部件，比较好的解决了上述问题。国内外目前主要采用的是后面一种技术，而且大部分采用的是方形结构，光伏组件采用钢支架或者采用连接耳的形式安装到主浮体上，而且浮体的安装也需要区分方向性，安装效率偏低，另外一般设备浮体与主浮体不能共用性，需要另外生产不同的浮体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台及其安装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。所述基于蜂巢结构的水上漂浮平台及其安装方法具有可靠、经济、便于生产和安装特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台，包括：

用于安装光伏组件的主浮体；

用于组成东西侧面的运维通道及设备安装平台的设备浮体盖板；

用于作为横向内部运维通道的与主浮体连接的主走道浮体；

连接主走道浮体的次走道浮体；

用于侧边连接设备浮体及主浮体的小走道浮体；

用于安装光伏组件的支架浮体，该支架浮体包括：

前支架浮体、前支架浮体扣件，

以及用于安装光伏组件的后支架浮体、后支架浮体扣件；

该前支架浮体扣件包括：

前支架浮体前扣件、前支架浮体后扣件。

优选的，设备浮体包括主浮体以及设备浮体盖板，其中：主浮体外形为类正六边形结构，内部开有圆形孔洞；在类正六边形结构的上面两个角点及下面两个角点上设置有凸出的连接耳Ⅰ，连接耳Ⅰ上下平面均设置有凸起，主浮体上平面及下平面均开有凹槽，凹槽的形状与连接耳Ⅰ的形状类似，凹槽开有上下通孔，通孔可与支架浮体的支腿的尺寸配合进行连接安装，同时可与设备浮体盖板进行配合安装形成设备浮体。

优选的，设备浮体盖板形状与主浮体的凹槽一致，并设置有四个安装耳，安装耳比设备浮体盖板上平面位置稍低，设备浮体盖板上开有四个长条形孔成为镂空结构，设备浮体盖板上设置有防滑结构。

优选的，主走道浮体为矩形结构，矩形结构的四条边每条边上均设置有两个连接耳Ⅱ，连接耳Ⅱ耳与主浮体的连接耳Ⅰ结构相似。

优选的，次走道浮体为矩形结构，矩形结构的两条短边上均设置有两个连接耳Ⅲ，连接耳Ⅲ方向与矩形长边方向一致，连接耳Ⅲ与主浮体的连接耳Ⅰ结构相似，小走道浮体为矩形结构，其形状及连接耳结构与次走道浮体的一致，长度比次走道浮体稍短。

优选的，前支架浮体由立柱结构和连接结构构成，立柱结构为圆柱形，连接结构为上下圆弧形薄板，薄板将左右两个立柱结构连接到一起，两个立柱结构上部均设置有螺孔Ⅰ，用来安装前支架浮体扣件，同时立柱结构下部为上粗下细结构，粗的部分形成支撑台放入主浮体上的通孔中用于支撑前支架浮体上部结构，立柱下部的细的部分为带螺纹的圆柱体，可穿过主浮体上的通孔后通过螺母连接从而固定到主浮体上。

优选的，前支架浮体扣件包括前支架浮体前扣件和前支架浮体后扣件，前支架浮体前扣件为S形结构，其的上部可与光伏组件边框耦合，其的下部带有螺孔Ⅱ；前支架浮体后扣件为7字形结构，其的上部可与光伏组件边框内部耦合，其的下部带有螺孔Ⅲ，支架浮体前扣件及前支架浮体后扣件与光伏组件耦合后可与立柱结构的螺孔Ⅰ配合通过螺栓连接从而固定光伏组件。

优选的，后支架浮体为拱桥形薄板镂空结构，中部有两个三角形孔洞，其上部中间为下凹半弧形，其下部中间为抛物线形上拱结构，两端为挑出结构，挑出结构为内凹半圆形结构，并开有螺孔Ⅳ，用于安装后支架浮体扣件，后支架浮体有两个支腿，每个支腿下部均为上粗下细结构，其粗的部分形成支撑台放入主浮体上的通孔中用于支撑后支架浮体上部结构，其下部细的部分为带螺纹的圆柱体，可穿过主浮体上的通孔后通过螺母连接从而固定到主浮体上。

优选的，后支架浮体扣件上部为鸭嘴形结构，鸭嘴形结构可与光伏组件边框耦合，其下部为与后支架浮体的挑出结构内凹半圆形结构配合的半圆形结构，并开设有螺孔Ⅴ，后支架浮体扣件与后支架浮体两者拼装通过螺栓连接固定。

本发明还提供一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台的安装方法，包括如下步骤：

先安装主浮体及光伏组件，即将后支架浮体安装到主浮体上，并将后支架浮体扣件安装到后支架浮体上；然后再将前支架浮体安装到主浮体上，再将光伏组件11的边框扣入后支架浮体扣件的鸭嘴槽中，即鸭嘴形结构，然后将前支架浮体前扣件和前支架浮体后扣件将光伏组件前边框扣住安装到前支架浮体上，再将主走道浮体同主浮体通过塑料螺栓进行连接，随后将次走道浮体连接到主走道浮体两端，依次连接安装形成漂浮平台，在侧边两端最后一块组件的主浮体安装完成后，需要连接1个小走道浮体再连接主走道浮体及主浮体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

提出了一种基于蜂巢结构的类六边形主浮体结构，外形美观，结构稳定；主浮体中空圆形结构一方面可在提供足够的浮力的基础上保证不封闭水面，减少对水面透光、透氧的影响并相应的减轻对水体环境的影响，另一方面在加工过程中可将前支架浮体开到一个模具中，便于加工成形，提高生产效率并可减少边角料的比例，另外主浮体不分前后正反均可安装使用，也可提高安装的效率；提出了主浮体内凹结构安装盖板作为设备浮体且盖板形式与浮体形状一致，便于运输和安装，且安装后结构稳定；提出了拱形桥结构的后支架浮体，在满足结构受力的要求的基础上可节约材料用量；提出了鸭嘴形的后支架浮体扣件，“S”形的前支架浮体前扣件和“7”字形的前支架浮体后扣件，更便于组件的拆装和固定；提出了走道浮体由主走道浮体、次走道浮体、小走道浮体构成。

本发明的构的水上漂浮平台具有可靠、经济、便于生产和安装特点。

附图说明

图1为本发明整体拼装结构图；

图2为本发明轴测图；

图3为本发明侧视图；

图4为本发明图2中A放大图；

图5为本发明图1未安装光伏组件示意图；

图6为本发明主浮体平面图；

图7为本发明主浮体轴测图；

图8为本发明设备浮体盖板平面图；

图9为本发明设备浮体盖板立面图；

图10为本发明设备浮体盖板轴测图；

图11为本发明主走道浮体平面图；

图12为本发明主走道浮体轴测图；

图13为本发明次走道浮体平面图；

图14为本发明次走道浮体轴测图；

图15为本发明小走道浮体平面图；

图16为本发明小走道浮体轴测图；

图17为本发明前支架浮体立面图；

图18为本发明前支架浮体轴测图；

图19为本发明前支架浮体前扣件轴测图；

图20为本发明前支架浮体后扣件轴测图；

图21为本发明后支架浮体立面图；

图22为本发明后支架浮体轴测图；

图23为本发明后支架浮体扣件结构图；

图24为本发明后支架浮体扣件轴测图。

图中：1主浮体、1.1圆形孔洞、1.2连接耳Ⅰ、1.3凹槽、1.4通孔、1.5 带螺纹的圆柱体、2设备浮体盖板、2.1安装耳、2.2长条形孔、3主走道浮体、3.1连接耳Ⅱ、4次走道浮体、4.1连接耳Ⅲ、5小走道浮体、6前支架浮体、6.1立柱结构、6.2连接结构、6.3螺孔Ⅰ、6.4立柱下部的粗的部分、 6.5立柱下部的细的部分、7前支架浮体前扣件、7.1前支架浮体前扣件的上部、7.2螺孔Ⅱ、8前支架浮体后扣件、8.1支架浮体后扣件的上部、8.2螺孔Ⅲ、9后支架浮体、9.1三角形孔洞、9.2下凹半弧形、9.3抛物线形上拱结构、9.4挑出结构、9.5螺孔Ⅳ、9.6支腿、9.7支腿粗的部分、9.8支腿细的部分、10后支架浮体扣件、10.1鸭嘴形结构、10.2螺孔Ⅴ、11光伏组件。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1～24，本发明提供一种技术方案：

本发明主要由以下部件组成：用于安装光伏组件的主浮体1、用于组成东西侧面的运维通道及设备安装平台的设备浮体盖板2、用于作为横向内部运维通道的与主浮体连接的主走道浮体3、连接主走道浮体的次走道浮体4、用于侧边连接设备浮体及主浮体的小走道浮体5、用于安装组件的前支架浮体6、前支架浮体前扣件7、前支架浮体后扣件8、用于安装组件的后支架浮体9、后支架浮体扣件10等组成。

本发明主浮体是基于蜂巢结构的形状衍变而来，蜂巢基本结构是由一个个正六角形单房、背对背对称排列组合而成的一种结构。这种结构有着优秀的几何力学性能，在很多学科尤其是材料学科用有广泛应用。

上述主浮体1外形为类正六边形结构，内部开有圆形孔洞1.1；六边形的上面2个角点及下面2个角点上设置有凸出的连接耳Ⅰ1.2，所述的连接耳Ⅰ1.2上下平面均设置有凸起以提高连接的接合摩擦力。所述主浮体上平面及下平面均开有凹槽1.3，所述凹槽的形状与连接耳Ⅰ1.2的形状类似，上述凹槽同时开有上下通孔1.4。所述凹槽通孔1.4可与(后)支架浮体的支腿的尺寸配合进行连接安装，同时可与设备浮体盖板2进行配合安装形成设备浮体。

上述设备浮体由主浮体1加上设备浮体盖板2组成，所述设备浮体盖板2 形状与上述主浮体1的凹槽1.3一致，并设置有4个安装耳2.1，安装耳2.1 比盖板上平面位置稍低，可以放入主浮体的凹槽1.3中进行安装，所述设备浮体盖板上开有4个长条形孔2.2成为镂空结构；另外，所述设备浮体盖板上设置有防滑结构。设备浮体同时兼有走道功能及设备(逆变器或汇流箱) 安装平台的功能。

上述主走道浮体3为矩形结构，矩形结构的4条边每条边上均设置有2 个连接耳Ⅱ3.1，所述连接耳Ⅱ3.1与主浮体的连接耳Ⅰ1.2结构相似。

上述次走道浮体4为矩形结构，矩形结构的2条短边上均设置有2个连接耳Ⅲ4.1，连接耳Ⅲ4.1方向与矩形长边方向一致，所述连接耳Ⅲ4.1与主浮体的连接耳Ⅰ1.2结构相似。

上述小走道浮体5为小矩形结构，其的形状及连接耳结构与次走道浮体一致，长度比次走道浮体稍短。

上述前支架浮体6由立柱结构6.1和连接结构6.2构成，立柱6.1为圆柱形，连接结构6.2为上下圆弧形薄板，薄板将左右两个圆柱形的立柱结构 6.1连接到一起，便于安装和固定。所述两个结构6.1上部均设置有螺孔Ⅰ6.3，用来安装上述的前支架浮体扣件。同时所述立柱结构6.1下部为上粗下细结构，粗的部分6.4形成支撑台放入上述主浮体上的通孔1.4中起到支撑前支架浮体6上部结构的功能，所述立柱结构6.1下部细的部分6.5为带螺纹的圆柱体，可穿过上述主浮体上的通孔1.4后通过螺母连接从而固定到上述主浮体1上。

上述前支架浮体扣件由2个部分组成，即前支架浮体前扣件7和前支架浮体后扣件8，前支架浮体前扣件7为S形结构，其的上部7.1可与光伏组件边框耦合，下部带有螺孔Ⅱ7.2；前支架浮体后扣件8为7字形结构，其的上部8.1可与光伏组件边框内部耦合，下部带有螺孔Ⅲ8.2，前支架浮体前扣件 7及前支架浮体后扣件8与光伏组件耦合后可与立柱结构6.1上的螺孔Ⅰ6.3 配合通过螺栓连接从而固定光伏组件。

上述后支架浮体9为拱桥形薄板镂空结构，中部有两个三角形孔洞9.1，其上部中间为下凹半弧形9.2，其下部中间为抛物线形上拱结构9.3，两端为挑出结构9.4，所述挑出结构9.4为内凹半圆形结构，并开有螺孔Ⅳ9.5，用于安装上述的后支架浮体扣件10。所述后支架浮体有2个支腿9.6，每个支腿下部均为上粗下细结构，粗的部分9.7形成支撑台放入上述主浮体1上的通孔1.4中起到支撑后支架浮体上部结构的功能，所述立柱下部细的部分9.8 为带螺纹的圆柱体1.5，可穿过上述主浮体上的通孔1.4后通过螺母连接从而固定到上述主浮体1上。

上述后支架浮体扣件10上部为鸭嘴形结构10.1，所述鸭嘴形结构可与光伏组件边框耦合，起到限位作用；扣件下部为与上述支架浮体挑出结构9.2 内凹半圆形结构配合的半圆形结构，并开设有螺孔Ⅴ10.2，后支架浮体扣件 10与后支架浮体9两者拼装通过螺栓连接固定。

本发明，安装方法：整体安装时先安装主浮体1及光伏组件11，先将后支架浮体9安装到主浮体1上，并将后支架浮体扣件10安装到后支架浮体9 上；然后再将前支架浮体6安装到主浮体1上，再将光伏组件11(的)边框扣入后支架浮体扣件10的鸭嘴槽中，即鸭嘴形结构10.1，然后将前支架浮体前扣件7和前支架浮体后扣件8将光伏组件前边框扣住安装到前支架浮体1 上。再将主走道浮体3同主浮体1通过塑料螺栓进行连接，随后将次走道浮体4连接到主走道浮体3两端，依次连接安装形成漂浮平台。在侧边两端最后一块组件的主浮体1安装完成后，需要连接1个小走道浮体5再连接主走道浮体3及主浮体1(加1个设备浮体盖板2形成设备浮体)。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台，其特征在于，包括：

用于安装光伏组件（11）的主浮体（1）；

用于组成东西侧面的运维通道及设备安装平台的设备浮体盖板（2）；

用于作为横向内部运维通道的与主浮体（1）连接的主走道浮体（3）；

连接主走道浮体（3）的次走道浮体（4）；

用于侧边连接设备浮体及主浮体（1）的小走道浮体（5）；

用于安装光伏组件（11）的支架浮体，该支架浮体包括：

前支架浮体（6）、前支架浮体扣件，

以及用于安装光伏组件（11）的后支架浮体（9）、后支架浮体扣件（10）；

该前支架浮体扣件包括：

前支架浮体前扣件（7）、前支架浮体后扣件（8）；

设备浮体包括主浮体（1）以及设备浮体盖板（2），其中：主浮体（1）外形为类正六边形结构，内部开有圆形孔洞（1.1）；在类正六边形结构的上面两个角点及下面两个角点上设置有凸出的连接耳Ⅰ（1.2），连接耳Ⅰ（1.2）上下平面均设置有凸起，主浮体（1）上平面及下平面均开有凹槽（1.3），凹槽（1.3）的形状与连接耳Ⅰ（1.2）的形状类似，凹槽（1.3）开有上下通孔（1.4），通孔（1.4）可与支架浮体的支腿的尺寸配合进行连接安装，同时可与设备浮体盖板（2）进行配合安装形成设备浮体；

设备浮体盖板（2）形状与主浮体（1）的凹槽（1.3）一致，并设置有4个安装耳（2.1），安装耳（2.1）比设备浮体盖板（2）上平面位置稍低，设备浮体盖板（2）上开有四个长条形孔（2.2）成为镂空结构，设备浮体盖板（2）上设置有防滑结构；

后支架浮体（9）为拱桥形薄板镂空结构，中部有两个三角形孔洞（9.1），其上部中间为下凹半弧形（9.2），其下部中间为抛物线形上拱结构（9.3），两端为挑出结构（9.4），挑出结构（9.4）为内凹半圆形结构，并开有螺孔Ⅳ（9.5），用于安装后支架浮体扣件（10），后支架浮体（9）有两个支腿（9.6），每个支腿（9.6）下部均为上粗下细结构，其粗的部分（9.7）形成支撑台放入主浮体（1）上的通孔（1.4）中用于支撑后支架浮体（9）上部结构，其下部细的部分（9.8）为带螺纹的圆柱体（1.5），可穿过主浮体（1）上的通孔（1.4）后通过螺母连接从而固定到主浮体（1）上；

后支架浮体扣件（10）上部为鸭嘴形结构（10.1），鸭嘴形结构（10.1）可与光伏组件（11）边框耦合，其下部为与后支架浮体（9）的挑出结构（9.4）内凹半圆形结构配合的半圆形结构，并开设有螺孔Ⅴ（10.2），后支架浮体扣件（10）与后支架浮体（9）两者拼装通过螺栓连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台，其特征在于：主走道浮体（3）为矩形结构，矩形结构的四条边每条边上均设置有两个连接耳Ⅱ（3.1），连接耳Ⅱ（3.1）耳与主浮体（1）的连接耳Ⅰ（1.2）结构相似。

3.根据权利要求1所述的一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台，其特征在于：次走道浮体（4）为矩形结构，矩形结构的两条短边上均设置有两个连接耳Ⅲ（4.1），连接耳Ⅲ（4.1）方向与矩形长边方向一致，连接耳Ⅲ（4.1）与主浮体（1）的连接耳Ⅰ（1.2）结构相似，小走道浮体（5）为矩形结构，其形状及连接耳结构与次走道浮体（4）的一致，长度比次走道浮体（4）稍短。

4.根据权利要求1所述的一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台，其特征在于：前支架浮体（6）由立柱结构（6.1）和连接结构（6.2）构成，立柱结构（6.1）为圆柱形，连接结构（6.2）为上下圆弧形薄板，薄板将左右两个立柱结构（6.1）连接到一起，两个立柱结构（6.1）上部均设置有螺孔Ⅰ（6.3），用来安装前支架浮体扣件，同时立柱结构（6.1）下部为上粗下细结构，粗的部分（6.4）形成支撑台放入主浮体（1）上的通孔（1.4）中用于支撑前支架浮体（6）上部结构，立柱下部的细的部分（6.5）为带螺纹的圆柱体，可穿过主浮体（1）上的通孔（1.4）后通过螺母连接从而固定到主浮体（1）上。

5.根据权利要求4所述的一种基于蜂巢结构的水上漂浮平台，其特征在于：前支架浮体扣件包括前支架浮体前扣件（7）和前支架浮体后扣件（8），前支架浮体前扣件（7）为S形结构，其上部（7.1）可与光伏组件（11）边框耦合，其下部带有螺孔Ⅱ（7.2）；前支架浮体后扣件（8）为7字形结构，其上部（8.1）可与光伏组件（11）边框内部耦合，其下部带有螺孔Ⅲ（8.2），前支架浮体前扣件（7）及前支架浮体后扣件（8）与光伏组件（11）耦合后可与立柱结构（6.1）的螺孔Ⅰ（6.3）配合通过螺栓连接从而固定光伏组件（11）。

6.一种如权利要求1至5中任意一项所述的基于蜂巢结构的水上漂浮平台的安装方法，其特征在于，该安装方法包括如下步骤：

先安装主浮体（1）及光伏组件（11），即将后支架浮体（9）安装到主浮体（1）上，并将后支架浮体扣件（10）安装到后支架浮体（9）上；然后再将前支架浮体（6）安装到主浮体（1）上，再将光伏组件（11）的边框扣入后支架浮体扣件（10）的鸭嘴槽中，即鸭嘴形结构（10.1），然后通过前支架浮体前扣件（7）和前支架浮体后扣件（8）将光伏组件前边框扣住安装到前支架浮体（6）上，再将主走道浮体（3）同主浮体（1）通过塑料螺栓进行连接，随后将次走道浮体（4）连接到主走道浮体（3）两端，依次连接安装形成漂浮平台，在侧边两端最后一块组件的主浮体（1）安装完成后，需要连接1个小走道浮体（5）再连接主走道浮体（3）及主浮体（1）。