CN114644089B - 海上风光互补发电系统以及海上浮动承载平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种海上风光互补发电系统及海上浮动承载平台。海上浮动承载平台呈方形,能够浮于海面上。海上浮动承载平台包括多个相连的平台单元;各平台单元包括上浮体和下浮体。上浮体的材质为铝合金;上浮体的顶部用于布置光伏板;下浮体设置于上浮体的底部而支撑上浮体,下浮体的材质包括聚乙烯复合材料。该海上浮动承载平台由于上浮体采用铝合金材质后,降低了平台单元的重量,进而降低了海上浮动承载平台的重量,且铝合金的成本较低,进而降低了海上浮动承载平台的成本。

Description

海上风光互补发电系统以及海上浮动承载平台
技术领域
本发明涉及可再生能源技术领域,特别涉及一种海上风光互补发电系统以及海上浮动承载平台。
背景技术
随着我国经济建设不断发展用电设备不断增加,电的需求量也越来越大。我国的电能主要来源于火电,煤的需求量非常大,因为煤的储量有限所以煤炭面临枯竭的危险,同时火电也严重的污染环境,为此国家提倡开发各种清洁的、可再生的能源,如太阳能和风能。
但是能够用于建设的荒漠、山地、滩涂等越来越少,陆上用地日趋紧张,因此光伏电站或风电场向海上发展。
由于海洋环境恶劣,波浪较高,以及台风经常光顾的原因,国内的海上光伏电站发展缓慢,加上电池板发电效率低,在海上铺设浮式光伏占地大,且受风、浪、流、潮汐的影响,传统的适应内陆水面的漂浮式方案湖面光伏不适合海上大规模的铺设,按照传统的设计浮式光伏浮体成本高,不具有经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种质量较轻、成本较低的海上浮动承载平台以及采用该海上浮动承载平台的海上风光互补发电系统,以解决现有技术中的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种海上浮动承载平台,以用于支撑海上光伏电站的光伏发电装置,所述海上浮动承载平台呈方形,能够浮于海面上,所述海上浮动承载平台包括多个相连的平台单元;各所述平台单元包括:
上浮体,其材质为铝合金;所述上浮体的顶部用于布置光伏板;
下浮体,设置于所述上浮体的底部而支撑所述上浮体,所述下浮体的材质包括聚乙烯复合材料。
在其中一实施方式中,所述下浮体的材质还包括钢;
所述下浮体包括内层和套设于所述内层外周的外层,所述内层的材质为钢,所述外层的材质为聚乙烯。
在其中一实施方式中,所述上浮体的重量为所述下浮体的排水量的85%~90%。
在其中一实施方式中,所述上浮体上设置有多组钢绞线;每组钢绞线包括间隔设置的两钢绞线,以共同支撑一所述光伏板,且两所述钢绞线上下交替设置,使两所述钢绞线所构成的平面与水平面之间的夹角为5~20°。
在其中一实施方式中,所述上浮体包括顶框,所述顶框包括四个顶梁以及两中梁,四个所述顶梁围合形成方形框架,两所述中梁纵横交错设置于所述框架中;
所述钢绞线的端部与所述顶梁连接,中部位于所述中梁上。
在其中一实施方式中,所述下浮体包括底框、多个下部立柱以及多个下部支撑杆,所述下部支撑杆的底端与所述底框连接,所述下部支撑杆的顶端与所述上浮体的底部连接,且所述下部支撑杆由内至外倾斜向下;
所述平台单元还包括抗冰结构,所述抗冰结构包括多个抗冰组件,各所述抗冰组件套设于所述下部立柱外周或所述下部支撑杆外周;
所述抗冰组件包括设置于从所述下部立柱外周或所述下部支撑杆外周的抗冰件,所述抗冰件包括连接部和抗冰部,所述连接部与所述下部立柱的外周或下部支撑杆的形状适配而贴合于所述下部立柱或下部支撑杆外周,所述抗冰部向外凸伸,且所述抗冰部位于海平面之上。
在其中一实施方式中,所述抗冰件的纵截面呈不规则五边形,包括连接边、上斜边、下斜边、中间边和过渡边,所述连接边与所述下部立柱或下部支撑杆的外周面贴合,所述连接边构成所述连接部,所述上斜边与所述连接边的上端相连接,且所述上斜边由远离所述下部立柱或下部支撑杆的方向倾斜向下,所述下斜边与所述连接边的下端相连接,且所述下斜边由远离所述下部立柱或下部支撑杆的方向倾斜向上,所述中间边与所述上斜边的下端连接,且所述中间边平行于所述连接边,所述过渡边连接所述中间边与所述下斜边,所述上斜边与所述中间边的相接处以及所述中间边与所述过渡边的连接处形成所述抗冰部。
在其中一实施方式中,所述底框呈方形,包括四个底梁以及四个斜撑,四个所述底梁相连而围合呈方形,各所述斜撑倾斜设置于所述四个底梁所述围合的区域内,且各所述斜撑的两端分别连接相邻两所述底梁的中部;
各所述下部立柱与所述底梁的端部连接;
多个所述下部支撑杆与多个所述底梁一一对应设置,各所述下部支撑杆与对应的所述底梁的中部连接,且各所述下部支撑杆由内至外倾斜向下设置。
在其中一实施方式中,所述上浮体包括顶框、上部立柱以及上部支撑杆;所述顶框呈方形,所述上部立柱的顶端连接所述顶框,底端连接所述下浮体,所述上部支撑杆的顶端连接所述顶框,底端连接所述下浮体;
所述顶框包括四个首尾相连的顶梁,以及两中间梁,两所述中间梁纵横交错设置,且各所述中间梁与所述顶梁的中部连接,所述中间梁与所述上部支撑杆连接,所述上部支撑杆内至外倾斜向下设置。
在其中一实施方式中,所述海上浮动承载平台包括系泊机构;所述系泊机构包括多个系缆绳和多个大抓力锚,多个系缆绳延所述海上浮动承载平台的水平面间隔设置;
各所述系缆绳的两端分别连接所述平台单元和所述大抓力锚,所述系缆绳上下延伸,且所述系缆绳与竖向之间的夹角为0~10°。
在其中一实施方式中,所述系缆绳的材质为复合碳纤维尼龙。
本发明还提供一种海上风光互补发电系统,包括海上风力发电场和海上光伏发电站,所述海上光伏发电站包括如上所述的海上浮动承载平台和布置于所述海上浮动承载平台上的光伏发电装置,所述光伏发电装置与所述海上风力发电场电性连接。
在其中一实施方式中,所述海上风力发电场包括竖立于海中的风电塔筒,所述光伏发电装置的光伏交流柜设置于所述风电塔筒内,所述光伏交流柜通过海缆送电到海上升压站最终与国家电网连接。
由上述技术方案可知,本发明的优点和积极效果在于:
本发明中的海上浮动承载平台包括多个相连的平台单元,各平台单元包括上浮体和设置于上浮体的底部而支撑上浮体的下浮体,其中,上浮体的材质为铝合金,下浮体的材质包括聚乙烯复合材料,上浮体采用铝合金材质后,降低了平台单元的重量,进而降低了海上浮动承载平台的重量,且铝合金的成本较低,进而降低了海上浮动承载平台的成本。
进一步地,本发明中的海上浮动承载平台采用半张紧式系泊的方式,即系缆绳与竖向之间的夹角为0~10°,而能够很好的牵制海上浮动承载平台,使该海上浮动承载平台能够抵抗海洋中各种恶劣环境,且还系泊方式节省海域。
附图说明
图1是本发明中平台单元的效果图。
图2是本发明中底框与下部立柱的俯视图。
图3是本发明中顶框与上部立柱的俯视图。
图4是本发明中一中梁与上部支撑杆的主视图。
图5是本发明一平台单元支撑光伏板的主视图。
图6是本发明中抗冰组件设置于一下部立柱上的结构示意图。
图7是本发明中抗冰件的结构示意图。
图8是本发明中多个平台单元与系泊机构其中一实施方式的示意图。
图9是本发明中多个平台单元与系泊机构另一实施方式的示意图。
附图标记说明如下:
1、平台单元;11、上浮体;1111、底梁;1112、斜撑;112、下部立柱;113、下部支撑杆;12、下浮体;1211、顶梁;1212、中梁;122、上部立柱;123、上部支撑杆;13、钢绞线;14、抗冰组件;141、抗冰件;1411、连接边;1412、上斜边;1413、下斜边;1414、中间边;1415;过渡边;
21、系缆绳;22、大抓力锚;3、光伏板。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用,而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构,现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
需要说明的是,太阳能和风能均是清洁的可再生绿色能源,其中,海上光伏电站通过太阳能进行发电,海上风电场通过风能进行发电。
海上光伏电站能够极大程度的节约土地资源,并且不会给水生态环境带来过大的影响;安装周期短、安装效率高;表面灰尘覆盖少,发电效率高等,因此,海上光伏电站已经成为太阳能发电的一个重要方向。
海上风电场风速高,风能资源丰富,不受占地面积、噪声污染等因素的限制,因此,海上风力发电已经成为风力发电的一个重要方向。
本发明提供一种海上风光互补发电系统,包括海上风力发电场和海上光伏发电站。该系统即能利用太阳能,也能利用风能,充分保证供电量。海上风力发电场包括竖立于海中的风电塔筒以及设置于风电塔筒内的风电交流柜。
风电塔筒内部具有容置空间。风电交流柜设置于风电塔筒的容置空间内,且风电交流柜用于与国家电网电性连接。具体地,风电交流柜通过海缆送电至海上升压站最终与国家电网连接,而将海上风力发电场的电并入国家电网。
本实施例中,交流柜为35KV交流柜。
海上光伏电站与海上风电场在海上间隔设置。
海上光伏发电站包括海上浮动承载平台和布置于海上浮动承载平台上的光伏发电装置。光伏发电装置与交流柜电性连接,而使海上光伏发电站与国家电网电性连接。该海上风光互补发电系统通过光伏发电装置与海上风力发电场的交流柜电性连接,而能够在不增加送出海缆和升压站的情况下,为海上风力发电场实现增容20~30%的光伏发电量。
光伏发电装置包括多个光伏板、汇流盒、集中逆变器与变压器、电缆、接地线以及光伏交流柜。光伏板用于将太阳的光能转化为电能。光伏板通过接地线而接地。汇流盒同时与多个光伏板连接,而汇集光伏板的电能。本实施例中,八个光伏板连接一汇流盒。
集中逆变器与变压器通过电缆与汇流盒连接,且集中逆变器与变压器还通过电缆与光伏交流柜相连接。
光伏交流柜设置于风电塔筒的容置空间内,且光伏交流柜用于与国家电网电性连接。具体地,光伏交流柜通过海缆送电至海上升压站最终与国家电网连接,而将海上光伏发电站的电并入国家电网。
光伏交流柜与风电交流柜所连接的海缆连接而送电至海上升压站最终与国家电网连接,无需额外增加送出海缆和升压站,降低了成本。
海上浮动承载平台用于支撑光伏发电装置。海上浮动承载平台呈方形,能够浮于海面上。
其中,海上浮动承载平台包括多个相连的平台单元。即,多个平台单元相连而形成方形的结构,即海上浮动承载平台。
图1示出了一平台单元的效果图,参阅图1,各平台单元1包括上浮体11和下浮体12。通过上浮体11和下浮体12的设计,降低了平台单元1的重量,进而降低了海上浮动承载平台的重量,实现轻量化。
上浮体11的顶部用于布置光伏板,下浮体12设置于上浮体11的底部而支撑上浮体11。
上浮体11的材质为铝合金。下浮体12的材质包括聚乙烯复合材料。通过铝合金的材质,使上浮体11的重量减轻,进而使整个平台单元1的重量降低。铝合金相对较便宜,降低了整个平台单元1的成本,进而降低了海上浮动承载平台的成本。
可以在上浮体11的应力较集中的地方增加厚度而增加整个上浮体11的强度。
进一步地,下浮体12的材质还包括钢,即下浮体12的材质包括钢和聚乙烯复合材料。具体地,下浮体12包括内层以及套设于内层外周的外层,内层的材质为钢,外层的材质为聚乙烯复合材料。本实施例中,通过在钢结构外周套设聚乙烯复合材料而实现。
其中,下浮体12的材质根据不同海域波高不同而选择。极限海况波高在9米以内时,下浮体12的材质为聚乙烯复合材料。恶劣海域波高11米以内时,下浮体12采用聚乙烯复合材料和钢结构的组合。
具体地,下浮体12包括底框、下部立柱112以及下部支撑杆113。
图2示出了底框与下部立柱112的俯视图,参阅图2,底框包括四个底梁1111和四个斜撑1112。四个底梁1111相连而形成一方形框架。四个斜撑1112倾斜设置于四个底梁1111所围合的空间内。各斜撑1112的两端分别连接相邻两底梁1111的中部。
任意相邻两斜撑1112之间的夹角呈锐角或钝角,即任意相邻两斜撑1112之间的夹角不呈直角,使四个斜撑1112之间呈菱形。采用上述设计增加了底框的强度和稳定性。本实施例中,任意相邻两斜撑1112的端部具有间隔,即斜撑1112之间并未连接。
且斜撑1112的直径与底梁1111的直径一致。
相邻两底梁1111的端部同时与一下部立柱112连接,而实现四个底梁1111的连接。即下部立柱112设置于底梁1111的端部。
下部支撑杆113的顶端与上浮体11连接,底端与底框连接。且下部支撑杆113相对于底框倾斜设置,其由内至外倾斜向下。其中,内和外是以平台单元1的使用状态为参照,朝向平台单元1内部的方向为内,反之为外。
下部支撑杆113的底端与底梁1111的中部连接,且下部支撑杆113位于相邻两斜撑1112之间。
具体地,下部支撑杆113的顶部与下部立柱112的顶部在同一高度,即保证下浮体12的多个点均位于同一水平面内。
上浮体11包括顶框、上部立柱122以及上部支撑杆123。
图3示出了顶框与上部立柱122的俯视图,参阅图3,顶框包括四个顶梁1211和两个中梁1212。四个顶梁1211相连而形成一方形框架。两中梁1212纵横交错的设置于四个顶梁1211所围合的空间内,即两中梁1212呈十字形。具体地,中梁1212的端部与顶梁1211的中部连接。本实施例中,中梁1212与顶梁1211的长度的中心点连接。
本实施例中,中梁1212的直径与顶梁1211的直径一致。
上部立柱122的顶部同时连接两顶梁1211的端部。上部立柱122的底部与下部立柱112的顶部连接,实现上浮体11与下浮体12的连接。
上部支撑杆123的数量为四个,与下部支撑杆113一一对应设置。上部支撑杆123的顶端连接中梁1212,底端与下部支撑杆113的顶端连接。图4示出了其中一中梁1212与上部支撑杆123的连接示意图,参阅图4,一中梁1212连接两上部支撑杆123,各上部支撑杆123由内至外倾斜向下。
具体地,上部支撑杆123的底部与上部立柱122的底部在同一高度,即保证上浮体11的多个点均位于同一水平面内,进而使上浮体11和下浮体12在连接时能够很好的对位。
本实施例中,上部支撑杆123的直径小于下部支撑杆113的直径;上部立柱122的直径小于下部立柱112的直径,顶梁1211的直径小于底梁1111的直径。
上浮体11和下浮体12连接时,上部立柱122插置于下部立柱112内,上部支撑杆123插置于下部支撑杆113内。
进一步地,上浮体11的重量为下浮体12的排水量的85%~90%。采用上述设计,保证上浮体11的顶部与海平面之间的距离为4米~7米,即保证光伏板与海平面之间的距离为4米~7米。
其中,海上光伏发电站位于海中时,各平台单元1的上浮体11均位于海平面之上,下浮体12部分位于海平面之下,部分位于海平面之上。
上浮体11上设置有多组钢绞线13。多组钢绞线13平行间隔设置。
每组钢绞线13包括间隔设置的两钢绞线13,以共同支撑一光伏板,且两钢绞线13上下交替设置,使两钢绞线13所构成的平面与水平面之间的夹角为5~20°。图5示出了平台单元1支撑光伏板的主视图,参阅图5,每组钢绞线13共同支撑固定一光伏板,即光伏板倾斜设置,且与水平面之间的夹角α为5~20°。
具体地,每组钢绞线13中的两钢绞线13分别为上钢绞线13和下钢绞线13。沿竖向,上钢绞线13位于下钢绞线13的上方,而形成上下交替设置。
上钢绞线13和下钢绞线13均沿水平方向延伸,即上钢绞线13的两端位于同一高度,下钢绞线13的两端位于同一高度。
钢绞线13的端部与顶梁1211连接,中部位于中梁1212上。具体地,钢绞线13的端部分别穿过对应的顶梁1211并与该顶梁1211连接固定。本实施例中,顶梁1211上开设有轴线水平延伸的穿孔,钢绞线13的端部穿过穿孔后再与顶梁1211连接。
钢绞线13的中部位于中梁1212上,而使中梁1212支撑钢绞线13,提高钢绞线13对光伏板的支撑力。
进一步地,各平台单元1还包括抗冰结构,以用于对冰层或浮冰施加物理破坏,进而减轻冰层或浮冰的冲击力,避免海上光伏发电站受到损害。
抗冰结构包括多个抗冰组件14。各抗冰组件14套设于下部立柱112或下部支撑杆113的外周。也就是说,多个抗冰组件14中,可以是所有的抗冰组件14均套设于下部立柱112外周,也可以是所有的抗冰组件14均套设于下部支撑杆113的外周,还可以是部分抗冰组件14套设于下部立柱112外周,部分套设于下部支撑杆113的外周。本实施例中,各下部立柱112以及各下部支撑杆113的外周均套设有抗冰组件14。
下部立柱112以及下部支撑杆113外周套设抗冰组件14的方式以及抗冰组件14的结构均相同,以下以套设于下部立柱112外周的抗冰组件14为例进行介绍。
图6示出了抗冰组件14位于下部立柱112外周的结构示意图,参阅图6,抗冰组件14包括套设于下部立柱112外周的多个抗冰件141。进一步地,多个抗冰件141沿下部立柱112的周向间隔且均匀的设置。具体在本实施例中,下部立柱112外周设有四个抗冰件141。其他实施例中,抗冰件141的数量还可以为三个、五个、六个或其他数量,具体可以依据实际情况而设置。
各抗冰件141均包括连接部和抗冰部。连接部与下部立柱112的外周的形状适配而贴合于下部立柱112外。抗冰部向外凸伸,而能够对浮冰或冰层施加物理破坏,且抗冰部随着下浮体12的抬升会使浮冰或冰层的冰面发生弯曲折断,从而减轻浮冰或冰层的冲击力。
抗冰部位于海平面之上。
图7示出了抗冰件141的结构示意图,参阅图7,抗冰件141的纵截面呈不规则的五边形,包括连接边1411、上斜边1412、下斜边1413、中间边1414和过渡边1415。连接边1411与下部立柱112的外周面贴合。上斜边1412与连接边1411的上端相连接,且上斜边1412由远离下部立柱112的方向倾斜向下。下斜边1413与连接边1411的下端相连接,且下斜边1413由远离下部立柱112的方向倾斜向上。中间边1414与上斜边1412的下端连接,且中间边1414平行于连接边1411。过渡边1415连接中间边1414与下斜边1413。
其中,上斜边1412与中间边1414的相接处以及中间边1414与过渡边1415的连接处形成抗冰部。具体地,中间边1414以及中间边1414与过渡边1415的连接处均位于海平面之上,即抗冰部位于海平面之上。
抗冰结构的抗冰原理如下:
在下浮体12随波浪上下移动过程中,中间边1414与过渡边1415的相接处能够下压而使浮冰或冰层的冰面发生弯曲折断,上斜边1412与中间边1414的相接处能够抬升而使浮冰或冰层的冰面发生弯曲折断。
任意相邻两平台单元1之间通过尼龙绳绑扎而实现连接。其中,尼龙绳的具体材质为碳纤维复合尼龙绳。
任意相邻两平台单元1之间还设有保护件,以避免两平台单元1之间的碰撞,保护平台单元1的安全。其中,保护件的材质为橡胶。
具体地,保护件呈块状,其上包括至少两容置槽。各容置槽的开口均朝向外部,且容置槽上下贯通。例如,保护件包括两容置槽时,其中一容置槽的开口朝左,另一容置槽的开口朝右。相邻两平台单元1与保护件连接时,分列于保护件的两侧,而使两容置槽分别容置一平台单元1的结构件。
在保护件包括四个容置槽时,四个容置槽的开口分别朝向前、后、左以及右。此时该保护件同时连接四个平台单元1。
具体在本实施例中,相邻的下浮体12的下部立柱112之间设置有保护件。位于周缘的下部立柱112之间的保护件的容置槽为两个,位于中部的下部立柱112之间的保护件的容置槽为四个。
更进一步的,相邻的下浮体12的底框之间也设有保护件。此时,保护件的容置槽为两个。
其他实施例中,还可以依据需要在相邻的上浮体11的上部立柱122之间设置保护件,在上浮体11的顶框之间设置保护件。
海上浮动承载平台在组装时,先通过保护件将多个平台单元1相对位置稳定,然后再通过尼龙绳的绑扎而实现连接。
海上浮动承载平台的系泊机构用于将多个平台单元1所构成的整体系泊。
具体地,系泊机构包括多个系缆绳21以及多个大抓力锚22。大抓力锚22能够沉至海床上。各系缆绳21一端与大抓力锚22连接,另一端与平台单元1连接。
系缆绳21采用碳纤维复合尼龙绳。由于海上浮动承载平台的重量不超过35吨,因此,系缆绳21采用碳纤维复合尼龙绳即可满足要求,极大的降低了海上光伏发电站的成本。
且系缆绳21与大抓力锚22之间还设有加强件,以增加系缆绳21与大抓力锚22之间的连接强度。
系泊机构还包括多个水泥重块,水泥重块能够沉至海床上,其与系缆绳21连接。水泥重块以及大抓力锚22依据海床的实际情况而选择使用。
图8示出了半张紧式系泊的示意图,参阅图8,各平台单元1均连接有系缆绳21。即在海上浮动承载平台的水平面上,间隔设有多个系缆绳21。且系缆绳21与平台单元1之间也通过大抓力锚22连接,各大抓力锚22与下部立柱112连接。
各系缆绳21上下延伸。具体地,系缆绳21与竖向之间的夹角为0~10°。
在该系泊方式中,水位较高时,通过系缆绳21的牵制作用而限制海上浮动承载平台的移动。水位较低时,海上浮动承载平台下降,系缆绳21并不限制其移动。即为半张紧式系泊。由于系缆绳21与竖向方向的夹角较小,即系缆绳21基本呈竖向延伸,使海上浮动承载平台所占据的海域基本上即多个平台单元1的大小,节省海域。
图9示出了悬链式系泊的示意图,参阅图9,海上浮动承载平台的周缘连接有多个系缆绳21,相当于多个系缆绳21以多个平台单元1所构成的整体为中心而呈放射状分散。即多个平台单元1所构成整体的周缘连接有系缆绳21。且各系缆绳21与水平面之间的夹角为锐角。此方案中,系缆绳21长度较长,例如160米~200米,占据较大的海域。该系泊方式为悬链式系泊。
本实施例中的海上光伏发电站的建造过程如下:
S1、平台单元1的组装:在场内分别建造上浮体11和下浮体12,然后吊装合拢并焊接连接,接着安装钢绞线13。
S2、平台单元1与光伏板的安装:将光伏板放置于钢绞线13上,并通过卡扣固定两者。
具体地,多个光伏板串联为一体。本实施例中,8个光伏板串联至一汇流盒上。
S3、保护件的安装:将保护件依据预设而安装于下浮体12的下部立柱112以及底梁1111上。
S4、各平台单元1的下水:将步骤S3已组装好的平台单元1通过吊装下水。
S5、重复步骤S1~S4,组装各平台单元1并吊装下水。
S6、连接平台单元1:采用尼龙绳将任意相邻的两平台单元1连接。
具体地,依据拖航的条件,可以先得到5×5阵列的整体,使用拖轮湿拖到目标海域。到达目标海域后,使用拖船安装系缆绳21和大抓力锚22或水泥重块。
通过多次拖航,分步安装,将多个平台单元1连接形成一整体,并完成系泊机构的连接,最终形成到海上浮动承载平台。
S7、电路安装:将接地线与光伏板连接,然后安装集中逆变器与变压器,并通过电缆连接集中逆变器与变压器和汇流盒,最后将集中逆变器与变压器与风机塔筒内的交流柜连接,最终形成光伏发电→汇流盒→集中逆变器与变压器→交流柜→海上升压站,最终实现海上光伏发电站并入到国家电网上。
示例性的,本实施例中的海上浮动承载平台的平面尺寸可为20~80米的正方形,能装配得到2MW~300MW的海上光伏发电站。
由上述技术方案可知,本发明的优点和积极效果在于:
本发明中的海上浮动承载平台包括多个相连的平台单元,各平台单元包括上浮体和设置于上浮体的底部而支撑上浮体的下浮体,其中,上浮体的材质为铝合金,下浮体的材质包括聚乙烯复合材料,上浮体采用铝合金材质后,降低了平台单元的重量,进而降低了海上浮动承载平台的重量,且铝合金的成本较低,进而降低了海上浮动承载平台的成本。
进一步地,本发明中的海上浮动承载平台采用半张紧式系泊的方式,即系缆绳与竖向之间的夹角为0~10°,而能够很好的牵制海上浮动承载平台,使该海上浮动承载平台能够抵抗海洋中各种恶劣环境,且还系泊方式节省海域。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施方式不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种海上浮动承载平台,以用于支撑海上光伏电站的光伏发电装置,其特征在于,所述海上浮动承载平台呈方形,能够浮于海面上,所述海上浮动承载平台包括多个相连的平台单元;各所述平台单元包括:
上浮体,其材质为铝合金;所述上浮体的顶部用于布置光伏板;
下浮体,设置于所述上浮体的底部而支撑所述上浮体,所述下浮体的材质包括聚乙烯复合材料;所述下浮体包括底框、多个下部立柱以及多个下部支撑杆,所述下部支撑杆的底端与所述底框连接,所述下部支撑杆的顶端与所述上浮体的底部连接;所述底框呈方形,包括四个底梁以及四个斜撑,四个所述底梁相连而围合呈方形,多个所述下部支撑杆与多个所述底梁一一对应设置,各所述下部支撑杆与对应的所述底梁的中部连接,且各所述下部支撑杆由内至外倾斜向下设置;
所述上浮体包括顶框、上部立柱以及上部支撑杆;所述顶框呈方形,所述顶框包括四个首尾相连的顶梁,以及两中间梁,两所述中间梁纵横交错设置,且各所述中间梁与所述顶梁的中部连接,所述中间梁与所述上部支撑杆连接,所述上部立柱的顶端连接所述顶框,底端连接所述下浮体,所述上部支撑杆与所述下部支撑杆一一对应设置,所述上部支撑杆的顶端连接所述顶框,底端与所述下部支撑杆的顶端连接,所述上部支撑杆内至外倾斜向下设置。
2.根据权利要求1所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述下浮体的材质还包括钢;
所述下浮体包括内层和套设于所述内层外周的外层,所述内层的材质为钢,所述外层的材质为聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述上浮体的重量为所述下浮体的排水量的85%~90%。
4.根据权利要求1所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述海上浮动承载平台包括系泊机构;所述系泊机构包括多个系缆绳和多个大抓力锚,多个系缆绳沿所述海上浮动承载平台的水平面间隔设置;
各所述系缆绳的两端分别连接所述平台单元和所述大抓力锚,所述系缆绳上下延伸,且所述系缆绳与竖向之间的夹角为0~10°。
5.根据权利要求4所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述系缆绳的材质为复合碳纤维尼龙。
6.根据权利要求1所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述上浮体上设置有多组钢绞线;每组钢绞线包括间隔设置的两钢绞线,以共同支撑一所述光伏板,且两所述钢绞线上下交替设置,使两所述钢绞线所构成的平面与水平面之间的夹角为5~20°。
7.根据权利要求6所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述上浮体包括顶框,所述顶框包括四个顶梁以及两中梁,四个所述顶梁围合形成方形框架,两所述中梁纵横交错设置于所述框架中;
所述钢绞线的端部与所述顶梁连接,中部位于所述中梁上。
8.根据权利要求1所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述平台单元还包括抗冰结构,所述抗冰结构包括多个抗冰组件,各所述抗冰组件套设于所述下部立柱外周或所述下部支撑杆外周;
所述抗冰组件包括设置于从所述下部立柱外周或所述下部支撑杆外周的抗冰件,所述抗冰件包括连接部和抗冰部,所述连接部与所述下部立柱的外周或下部支撑杆的形状适配而贴合于所述下部立柱或下部支撑杆外周,所述抗冰部向外凸伸,且所述抗冰部位于海平面之上。
9.根据权利要求8所述的海上浮动承载平台,其特征在于,所述抗冰件的纵截面呈不规则五边形,包括连接边、上斜边、下斜边、中间边和过渡边,所述连接边与所述下部立柱或下部支撑杆的外周面贴合,所述连接边构成所述连接部,所述上斜边与所述连接边的上端相连接,且所述上斜边由远离所述下部立柱或下部支撑杆的方向倾斜向下,所述下斜边与所述连接边的下端相连接,且所述下斜边由远离所述下部立柱或下部支撑杆的方向倾斜向上,所述中间边与所述上斜边的下端连接,且所述中间边平行于所述连接边,所述过渡边连接所述中间边与所述下斜边,所述上斜边与所述中间边的相接处以及所述中间边与所述过渡边的连接处形成所述抗冰部。
10.根据权利要求1所述的海上浮动承载平台,其特征在于,各所述斜撑倾斜设置于所述四个底梁所述围合的区域内,且各所述斜撑的两端分别连接相邻两所述底梁的中部;
各所述下部立柱与所述底梁的端部连接。
11.一种海上风光互补发电系统,其特征在于,包括海上风力发电场和海上光伏发电站,所述海上光伏发电站包括如权利要求1~10任意一项所述的海上浮动承载平台和布置于所述海上浮动承载平台上的光伏发电装置,所述光伏发电装置与所述海上风力发电场电性连接。
12.根据权利要求11所述的海上风光互补发电系统,其特征在于,所述海上风力发电场包括竖立于海中的风电塔筒,所述光伏发电装置的光伏交流柜设置于所述风电塔筒内,所述光伏交流柜通过海缆送电到海上升压站最终与国家电网连接。
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