CN114644088A - 一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构 - Google Patents
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Abstract
一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，涉及水上光伏发电技术领域，包括外浮圈、内浮圈、柔性膜，内浮圈设置在柔性膜的边缘，外浮圈设置在内浮圈的外面，外浮圈和内浮圈之间通过若干排水栅栏相连接，所述的柔性膜的上表面设有光伏板。本发明相比于其他的膜结构光伏平台，内浮圈在维持柔性膜形状的同时还起到了一个排水堰的作用，可控制柔性膜表面水深，柔性膜还可以在随波浪起伏的过程中将积水通过排水栅栏排出，不会使柔性膜因为积水产生过大变形，水上光伏平台的内浮圈和外浮圈之间用刚度较大的不锈钢材质排水栅栏相连，提高了结构的强度。
Description
技术领域
本发明针对水上光伏发电技术领域，特别是涉及一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构。
背景技术
近十年是光伏发电技术迅速发展的时期，光伏市场的不断扩大占用了大量土地资源。随着土地资源的成本提高和陆上开发基本饱和，一种可以安装在水库、小湖泊、废水存储池等环境的水面漂浮式光伏发电技术受到人们的青睐。水上光伏凭借节约土地资源、发电效率高和安装方便等优势成为光伏发电领域的热点话题，自2016年起我国水上光伏装机容量呈大幅增长趋势，越来越多的大型水面漂浮式光伏电站开始并网发电。
随着水上光伏发电技术在内陆水域的应用越来越广泛，人们开始关注其在海洋环境下的应用。与陆上水域不同，复杂的海洋环境导致海上光伏平台需要承受极大的水流、波浪和风载荷，光伏平台容易发生倾覆，影响整体的安全稳定运行。在此基础上，发展了一种将光伏组件放在柔性膜上的布置工法，使得光伏模块能够随波浪上下起伏，最大限度降低风阻力，抵御强台风。这种方法还能大大降低物流和材料成本，操作简单，可以实现水上光伏平台的快速安装。
当海上遇到暴雨、狂浪或者长期雨雪天气等，大量雨水和海水会聚积在柔性膜表面。如果不能及时将水排出，柔性膜可能发生局部凹陷变形，继而加剧膜表面积水、兜水现象，最终导致柔性膜发生破坏，影响整个光伏平台的安全稳定和发电效益。
发明内容
本发明旨在针对上述问题，提出一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，该结构具有排水方便，安全可靠，维护简单，节能环保等特点。
本发明的技术方案是
一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，包括外浮圈、内浮圈、柔性膜，内浮圈设置在柔性膜的边缘，外浮圈设置在内浮圈的外面，外浮圈和内浮圈之间通过若干排水栅栏相连接，所述的柔性膜的上表面设有光伏板。
进一步的，包括扶手，设置在外浮圈上部位置，扶手和外浮圈之间通过若干连接件相连接。
进一步的，包括防浪网，系挂在扶手和外浮圈之间设有的连接件上。
进一步的，包括应力绳，设置在柔性膜的下方，用于减少由于柔性膜上积水导致的柔性膜的变形。
进一步的，所述的应力绳从柔性膜的中心以辐射状均匀分布于柔性膜下方，其辐射远端与内浮圈固定连接。
进一步的，所述的若干排水栅栏和连接件数量相等且等距均布设置，每个排水栅栏和连接件为一组固定在外浮圈的相同位置。
进一步的，所述的外浮圈、内浮圈、扶手均为圆环形状，所述的扶手的直径等于或小于外浮圈的直径。
进一步的，所述的外浮圈、内浮圈、扶手、排水栅栏、连接件横截面均为圆管，其中扶手的圆管直径小于外浮圈的圆管直径；内浮圈、连接件、排水栅栏、扶手的圆管直径相同。
本发明的有益效果是：
膜结构柔性大，可顺应波浪变形，具有较强的抗风浪能力；
相比于其他的膜结构光伏平台，内浮圈在维持柔性膜形状的同时还起到了一个排水堰的作用，可控制柔性膜表面水深，柔性膜还可以在随波浪起伏的过程中将积水通过排水栅栏排出，不会使柔性膜因为积水产生过大变形。
内浮圈排水后可能会留存少部分积水，一般能够自然蒸发，而且研究证明少量积水并不会降低光伏组件的发电效率，反而会由于水的冷却作用提高发电量。
水上光伏平台的内浮圈和外浮圈之间用刚度较大的不锈钢材质排水栅栏相连，提高了结构的强度。
附图说明
图1为本发明双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构示意图；
图2为本发明双浮圈薄膜式水上光伏发电平台局部结构示意图；
图3为本发明双浮圈薄膜式水上光伏发电平台图2的局部结构A-A剖视图
图中1外浮圈、2连接件、3扶手、4防浪网、5柔性膜、6内浮圈、7光伏板、8应力绳、9排水栅栏。
具体实施方式
参见附图1-3，本发明一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构由外浮圈1、连接件2、扶手3、防浪网4、柔性膜5、内浮圈6、光伏板7、应力绳8、排水栅栏9组成。其中，外浮圈1、连接件2和扶手3均是高密度聚乙烯管材制作而成，外浮圈1和扶手3是圆环状薄壁管材，扶手3位于外浮圈1上方，两者外直径相等或扶手3的外直径小于外浮圈1的外直径，但是扶手3的管径更小且壁更薄，连接件2是管径及壁厚与扶手3相同的直筒管。防浪网4主要由用铁锌铝合金覆盖锌铝镀层的钢丝制成，直接系挂连接件2上。柔性膜5的直径比外浮圈1更小，而且膜的厚度基本可以忽略不计。柔性膜5边缘布置的内浮圈6也是一个圆环状薄壁管材，管径和壁厚与扶手3相等。应力绳8以辐射状均匀分布于柔性膜5下方，长度等于柔性膜5的半径，对于外露的钢丝绳采用高密度聚乙烯护套进行防护。排水栅栏9连接外浮圈1和内浮圈6，圆管直径与连接件2、内浮圈6及扶手3均相等。参见附图3，光伏板7布置在柔性膜5上，通过不锈钢条框固定光伏板7的位置，光伏板7的个数及设置可根据柔性膜5及每个光伏板7的面积进行排布。同时在柔性膜5表面进行电缆、汇流箱和逆变器等布置及安装。
作为本发明的一个实施例：外浮管1直径30m，管径250mm，壁厚为15mm；扶手3的直径29m，管径110mm，壁厚为6mm；连接件2均匀布设45根，长度1.1m，管径110mm，壁厚为6mm；防浪网4的高度为1.1m；柔性膜5厚度是5mm，直径27.5m；内浮圈6的直径27.5m，管径110mm，壁厚为6mm；光伏板7是尺寸为1960mm*990mm*50mm的多晶硅光伏组件，发电功率285kWp，共有92块；应力绳8长13.75m，按辐射状均匀分布18根；排水栅栏9有45根，每根长0.75m，管径110mm，壁厚为6mm。
本发明一种用于双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构的施工过程：(1)将外浮圈1、连接件2、扶手3内浮圈6和排水栅栏9进行陆上预制并焊接成主体框架；(2)将框架结构运送于安装位置后用锚固装置固定，布置防浪网4并绑扎应力绳8；(3)展开柔性膜5然后逐步均衡张拉，对边角及有褶皱的区域进行局部调节，并最终固定膜面；(4)利用不锈钢条框将光伏板7固定在柔性膜5表面；(5)最后在柔性膜5表面进行电缆、汇流箱和逆变器等布置及安装。
Claims (8)
1.一种双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：包括外浮圈(1)、内浮圈(6)、柔性膜(5)，内浮圈(6)设置在柔性膜(5)的边缘，外浮圈(1)设置在内浮圈(6)的外面，外浮圈(1)和内浮圈(6)之间通过若干排水栅栏(9)相连接，所述的柔性膜(5)的上表面设有光伏板(7)。
2.根据权利要求1所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：包括扶手(3)，设置在外浮圈(1)上部位置，扶手(3)和外浮圈(1)之间通过若干连接件(2)相连接。
3.根据权利要求2所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：包括防浪网(4)，系挂在扶手(3)和外浮圈(1)之间设有的连接件(2)上。
4.根据权利要求1所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：包括应力绳(8)，设置在柔性膜(5)的下方，用于减少由于柔性膜(5)上积水导致的柔性膜(5)的变形。
5.根据权利要求4所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：所述的应力绳(8)从柔性膜(5)的中心以辐射状均匀分布于柔性膜(5)下方，其辐射远端与内浮圈(6)固定连接。
6.根据权利要求1所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：所述的若干排水栅栏(9)和连接件(2)数量相等且等距均布设置，每个排水栅栏(9)和连接件(2)为一组固定在外浮圈(1)的相同位置。
7.根据权利要求1或2或3所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：所述的外浮圈(1)、内浮圈(6)、扶手(3)均为圆环形状，所述的扶手(3)的直径等于或小于外浮圈(1)的直径。
8.根据权利要求1或2或3所述的双浮圈薄膜式水上光伏发电平台结构，其特征是：所述的外浮圈(1)、内浮圈(6)、扶手(3)、排水栅栏(9)、连接件(2)横截面均为圆管，其中扶手(3)的圆管直径小于外浮圈(1)的圆管直径；内浮圈(6)、连接件(2)、排水栅栏(9)、扶手(3)的圆管直径相同。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN115339578A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-11-15 | 诺斯曼能源科技(北京)股份有限公司 | 一种海上浮体阵列及其加固方法 |
| CN116477005A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-07-25 | 上海海事大学 | 一种环形张拉整体式海上光伏发电平台及安装方法 |
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