CN114802627B - 半潜式海上光伏发电平台及海上光伏发电阵列 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半潜式海上光伏发电平台及海上光伏发电阵列。半潜式海上光伏发电平台包括平台框架、光伏板、浮体立柱、支撑组件以及至少两个连接件。平台框架呈空间桁架式结构，包括多个连接杆；各所述连接杆为空心管状结构；所述平台框架的周侧面由上至下向内倾斜；多个浮体立柱位于所述平台框架的下方，并与所述平台框架截面形状的边或者角一一对应设置；各所述浮体立柱能够漂浮于海平面上，且部分位于海平面以下，部分位于海平面以上；多个支撑组件与所述浮体立柱一一对应设置；各所述支撑组件包括多个支撑杆，所述支撑杆为空心管状结构；至少两个连接件对应设置于所述平台框架顶部的相邻角落处；各所述连接件向外伸出所述平台框架。

Description

半潜式海上光伏发电平台及海上光伏发电阵列

技术领域

本发明涉及海上光伏发电技术领域，特别涉及一种半潜式海上光伏发电平台及海上光伏发电阵列。

背景技术

近年来，太阳能光伏发电作为一种绿色清洁可再生能源发展迅速，并逐渐成为近年来研究的重点。其中，陆上太阳能光伏发电需要占用较大的土地面积，而土地资源的稀缺性，使得陆上太阳能光伏发电站的发展受到较大限制。而水上太阳能光伏发电不占用土地面积，且水上太阳能光伏发电还具有发电效率高，生态友好等优势，因此，光水上光伏电站已经成为太阳能光伏发电的一个重要方向。

海上太阳能光伏发电平台由于处于海洋开放水域，相较于目前在封闭水域的水上太阳能光伏发电平台，海上太阳能光伏发电平台面临着更为恶劣的环境荷载。

首先，为了避免阻碍航道、视觉污染等，海上光伏电站宜建设在远离海岸线的深远海域，固定式基础由于成本太高而不可能应用。

其次，现有的用于内陆湖泊、池塘等封闭水域的漂浮式光伏发电系统所使用的大多为强度较低的塑料结构或者简易的支架，无法抵御海上的大风大浪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好的抵抗风浪的能力，成本较低，适用于开敞海域的半潜式海上光伏发电平台以及海上光伏发电阵列，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半潜式海上光伏发电平台，包括：

平台框架，其呈空间桁架式结构，包括多个连接杆；各所述连接杆为空心管状结构；所述平台框架的周侧面由上至下向内倾斜；

多个光伏板，铺设于所述平台框架上；

多个浮体立柱，位于所述平台框架的下方，并与所述平台框架截面形状的边或者角一一对应设置；各所述浮体立柱能够漂浮于海平面上，且部分位于海平面以下，部分位于海平面以上；

多个支撑组件，与所述浮体立柱一一对应设置；各所述支撑组件用于连接所述浮体立柱和所述平台框架，各所述支撑组件包括多个支撑杆，所述支撑杆为空心管状结构；

至少两个连接件，对应设置于所述平台框架顶部的相邻角落处；各所述连接件向外伸出所述平台框架，以用于连接相邻的半潜式海上光伏发电平台。

在其中一实施方式中，所述平台框架的截面形状呈正三角形、正方形、矩形或者正六边形。

在其中一实施方式中，所述平台框架的高度h与所述平台框架截面的边长a的比值为1：(8～20)。

在其中一实施方式中，所述平台框架底部向外超出所述浮体立柱。

在其中一实施方式中，多个所述浮体立柱之间相互独立。

在其中一实施方式中，相邻两所述浮体立柱之间的距离l与所述平台框架截面的边长a的比值为(1～2)：3。

在其中一实施方式中，所述连接件水平延伸，且所述连接件的轴线位于其所在角落处的两边所构成的夹角的角平分线的延长线。

在其中一实施方式中，所述光伏板的两面均可以发电。

在其中一实施方式中，所述半潜式海上光伏发电平台的逆变器设置于所述平台框架上，且多个所述光伏板均与所述逆变器电性连接。

在其中一实施方式中，多个所述光伏板均朝同一方向倾斜；

所述光伏板与水平面之间的夹角为5°～30°。

在其中一实施方式中，任意相邻两所述光伏板的倾斜方向相反，而使两所述光伏板呈正V形或倒V形；

所述光伏板与水平面之间的夹角为5°～30°。

在其中一实施方式中，所述连接杆的材质包括钢、铝合金、玻璃钢或高密度聚乙烯；

所述支撑杆的材质包括钢、铝合金、玻璃钢或高密度聚乙烯；

所述浮体立柱的材质包括钢、铝合金、玻璃钢、聚氨酯或高密度聚乙烯中的至少一种；

所述连接件的材质为高强钢。

本发明还提供一种海上光伏发电阵列，包括至少两个如上所述的半潜式海上光伏发电平台。

在其中一实施方式中，相邻的所述半潜式海上光伏发电平台之间通过一过渡件连接；

所述连接件伸出所述平台框架的部分设有连接孔；

所述过渡件包括固定柱、间隔设置于固定柱外周的多个耳板以及多个销轴，所述耳板上设有销孔；

所述销轴同时插入所述连接孔和所述销孔而实现所述过渡件与所述连接件的连接。

在其中一实施方式中，所述过渡件还包括两限位板；两所述限位板分列于所述固定柱的顶部和底部，各所述耳板均设置于两所述限位板之间，并与所述限位板连接。

在其中一实施方式中，所述过渡件的材质为高强钢。

在其中一实施方式中，所述海上光伏发电阵列包括间隔设置的至少两系泊机构；各所述系泊机构包括一系泊浮筒、一主缆绳、两分支缆绳以及锚，所述锚位于海床上，所述系泊浮筒漂浮于海平面上，且所述系泊浮筒的顶端位于海平面上，所述主缆绳连接所述系泊浮筒和所述锚，两所述分支缆绳的第一端均连接所述系泊浮筒的顶部，第二端分别连接两所述连接件或两所述过渡件。

在其中一实施方式中，所述系泊浮筒的材质包括钢、玻璃钢或高密度聚乙烯；

所述主缆绳采用钢缆、锚链或高分子纤维缆；

所述分支缆绳采用钢缆或高分子纤维缆。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中的半潜式海上光伏发电平台包括平台框架、多个光伏板、多个浮体立柱、多个支撑组件以及至少两个连接件。平台框架采用空间桁架式结构以及空心管状结构，大大降低了材料的用量，减轻了重量，降低了成本。浮体立柱能够漂浮于海平面上，且浮体立柱部分位于海面以下，部分位于海面以上，使整个平台呈半潜式，提高了整个平台抵抗风浪的能力。通过支撑组件的支撑，使平台框架以及光伏板与海平面之间的高度差较大，从而避免波浪砰击损坏光伏板，保证光伏板的安全。通过连接件实现半潜式海上光伏发电平台与半潜式海上光伏发电平台之间的连接，而形成阵列。且平台框架的周侧面由上至下向内倾斜而能够避免组成阵列后相互之间的碰撞。上述优点使得该半潜式海上光伏发电平台适用于开敞海域。

进一步地，本发明中的海上光伏发电阵列包括多个半潜式海上光伏发电平台，灵活性高，可以通过增减阵列中平台的数量来适应不同的光伏发电场规模。

附图说明

图1是本发明中半潜式海上光伏发电平台的结构示意图。

图2是本发明中平台框架、多个浮体立柱、多个支撑组件以及连接件的结构示意图。

图3是本发明中其中一种海上光伏发电阵列的结构示意图。

图4是本发明中过渡件与连接件连接的结构示意图。

图5是本发明中一过渡件与多个半潜式海上光伏发电平台之间连接的示意图。

图6是本发明中海上光伏发电阵列的侧视图。

图7是本发明中另一海上光伏发电阵列的结构示意图。

图8是本发明中又一海上光伏发电阵列的结构示意图。

附图标记说明如下：

1、半潜式海上光伏发电平台；11、平台框架；111、连接杆；12、光伏板；13、浮体立柱；14、支撑组件；141、支撑杆；15、连接件；16、逆变器；

2、过渡件；21、固定柱；22、耳板；23、销轴；24、限位板；

3、系泊机构；31、一系泊浮筒；32、主缆绳；33、分支缆绳；34、锚；4、动态电缆。

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。

本发明提供一种半潜式海上光伏发电平台，具有较好的抵抗风浪的能力，成本较低，适用于开敞海域。且多个上述半潜式海上光伏发电平台能够组成光伏阵列，灵活性较高，能够实现大规模的开发建设。

图1示出了半潜式海上光伏发电平台的结构示意图，参阅图1，半潜式海上光伏发电平台1包括平台框架11、多个光伏板12、多个浮体立柱13、多个支撑组件14、至少两个连接件15以及逆变器16。平台框架11采用空间桁架式结构以及空心管状结构，大大降低了材料的用量，减轻了重量，降低了成本。浮体立柱13能够漂浮于海平面上，且浮体立柱13部分位于海面以下，部分位于海面以上，使整个平台呈半潜式，提高了整个平台抵抗风浪的能力。通过支撑组件14的支撑，使平台框架11以及光伏板12与海平面之间的高度差较大，从而避免波浪砰击损坏光伏板12，保证光伏板12的安全。通过连接件15实现半潜式海上光伏发电平台1与半潜式海上光伏发电平台1之间的连接，而形成阵列。且平台框架11的周侧面由上至下向内倾斜而能够避免组成阵列后相互之间的碰撞。

以下具体介绍该半潜式海上光伏发电平台1。

图2示出了平台框架11、多个浮体立柱13、多个支撑组件14以及连接件15的结构示意图，参阅图2，平台框架11呈空间桁架式结构，其包括多个连接杆111。多个连接杆111相互连接而形成空间桁架式结构。

该平台框架11的周侧面由上至下向内倾斜，而使其呈倒置的锥台结构，即平台框架11的底部相对于顶部向内收。具体表现为顶部尺寸大于底部尺寸，且顶部的边缘均向外超出底部的的边缘。

其中，平台框架11的截面形状呈正三角形、正方形、矩形或者正六边形。

本实施例中，平台框架11的高度h与平台框架11截面的边长a的比值为1：(8～20)。高度h即指平台框架11的顶部至底部的垂直距离。边长a指平台框架11顶部水平面的轮廓形状的边长。示例性地，平台框架11截面的边长a为5m～50m。

各连接杆111为空心管状结构。其中，连接杆111可呈圆管或者方管。

连接杆111的材质包括钢、铝合金、玻璃钢或高密度聚乙烯。钢和铝合金为金属材料，玻璃钢和高密度聚乙烯为高分子复合材料，均满足平台框架11的强度要求。

本实施例中，连接杆111的材质采用高强度钢，强度较高，从而在满足平台框架11强度要求的基础上可以进一步地减少钢材用量。具体地，连接杆111采用牌号为Q355B的矩形方管钢。

示例性地，平台框架11的截面呈正方形，边长为25m，高度为1.75m。且平台框架11顶部通过连接杆111的连接而形成多个呈正方形的小格子，小格子的边成为2.5m，从而更方便安装固定光伏板12。

多个光伏板12铺设于平台框架11上。光伏板12用于将太阳的光能转化为电能。

具体地，本实施例中的光伏板12为双面发电的双玻太阳能光伏板12，即该光伏板12包括两块光伏玻璃、封装胶膜和太阳能电池硅片，经过层压机高温层压组成，实现双面光电转换，增加受光面积。

其中，光伏板12的正面接受太阳光照射发电，反面接受海面的折射光和发射光发电。

光伏板12可以平铺于平台框架11上，即光伏板12与平台框架11的平面之间的夹角为0度。

光伏板12也可以倾斜设置于平台框架11上，且多个光伏板12统一朝一侧倾斜，以多列并行的方式布置。且光伏板12与水平面之间的夹角为5°～30°。此时，光伏板12均朝南布置，即尽可能的面向太阳。

光伏板12还可以背靠背倾斜呈屋脊状放置在桁架上平面，即任意相邻两光伏板12的倾斜方向相反，而使两光伏板12呈正V形或倒V形。且光伏板12与水平面之间的夹角为5°～30°。此时，光伏板12既可以朝南北也可以朝东西方向倾斜。

光伏板12的倾斜角度以及各列前后排间距与半潜式海上光伏发电平台1安装所在地的纬度相关，应能保证在太阳高度角最小的冬至日当天上午9点到下午3点之间前排不遮挡后排光伏板12，以得到最大的发电量。

光伏板12通过檩条(图未示)固定于平台框架11上。

多个浮体立柱13相互独立，且多个浮体立柱13均位于平台框架11的下方，并与平台框架11截面形状的边或者角一一对应设置。示例性地，平台框架11呈三角形，其具有三条边和三个角，此时，浮体立柱13的数量为三个；平台框架11呈正方形，其具有四条边和四个角，此时，浮体立柱13的数量为四个。

其中，多个浮体立柱13之间相互独立是指浮体立柱13之间并未设置横撑以及浮筒。由于平台框架11的重量较轻，浮体立柱13受到的载荷较小，从而使得相邻的浮体立柱13之间并未设置水平延伸的横撑或者浮筒，从而减小了整个半潜式海上光伏发电平台1受到的波浪载荷。

各浮体立柱13能够漂浮于海平面上，且浮体的部分位于海平面以下，部分位于海平面以上。即浮体立柱13半浸没于海水中，使整个光伏发电平台呈半潜式。

各浮体立柱13竖向延伸，且多个浮体立柱13的中心水平投影点的连线与平台框架11的边平行。

进一步地，相邻的两浮体立柱13之间的距离l与平台框架11截面的边长a的比值为(1～2)：3，具体比值依据半潜式海上光伏发电平台1所在海域的环境条件而设置。

浮体立柱13呈圆柱形，其直径的选择满足平台稳性所需的最小水线面积，即浮体立柱13的尺寸能够给整个光伏发电平台提供足够的浮力和稳性。

浮体立柱13内部中空或者中空的内部还填充有低密度轻质材料，进而提供足够的浮力。具体可以依据实际情况而设置。

浮体立柱13的材质包括钢材、铝合金、混凝土、玻璃钢、聚氨酯、高密度聚乙烯中的至少一种。即浮体立柱13的材质可以是上述材质中的任意一种，也可以是上述材质中的任意集中的复合体。

进一步地，浮体立柱13相对于平台框架11向内收进，即平台框架11的底部向外超出浮体立柱13，从而使多个半潜式海上光伏发电平台1组成阵列后，相邻的半潜式海上光伏发电平台1之间具有足够的运动空间，避免了相互碰撞。

浮体立柱13采用圆柱形的结构，使其外表面圆滑，且该浮体立柱13半浸没于海水中，其只承受了局部的波浪力，因此浮体立柱13受到的载荷较小。且平台框架11的重量较轻，使得相邻的浮体立柱13之间并未设置水平延伸的横撑或者浮筒，从而进一步减小了整个半潜式海上光伏发电平台1受到的波浪载荷。

多个支撑组件14与浮体立柱13一一对应设置。示例性地，浮体立柱13的数量为三个时，支撑组件14的数量也为三个；浮体立柱13的数量为四个时，支撑组件14的数量也为四个。

各支撑组件14用于连接浮体立柱13和平台框架11，以将平台框架11支撑于浮体立柱13顶部，使平台框架11和光伏板12与海平面之间具有足够的高度差。

具体地，各支撑组件14包括多个支撑杆141，各支撑杆141的顶部与平台框架11的底部连接，各支撑杆141的底部与浮体立柱13的顶部连接。

支撑杆141的内部中空，两端封口。本实施例中，支撑杆141采用圆管、矩形管等闭口空心管。

支撑杆141的材质包括钢、铝合金、玻璃钢或高密度聚乙烯。钢和铝合金为金属材料，玻璃钢和高密度聚乙烯等高分子复合材料，均满足支撑强度要求。

支撑杆141的材质、结构以及数量，使得支撑组件14具有足够的支撑高度，将平台框架11抬离海浪的砰击范围，避免波浪砰击破坏光伏板12，保证了光伏板12的安全。

至少两个连接件15，对应设置于平台框架11顶部的相邻角落处，且各连接件15向外伸出平台框架11，以用于连接相邻的半潜式海上光伏发电平台1。

具体地，连接件15的数量依据该半潜式海上光伏发电平台1的周侧所需连接的半潜式海上光伏发电平台1的数量选择。示例性地，平台式框架呈正方形，其具有四条边，需要连接相邻的两半潜式海上光伏发电平台1，此时，连接件15的数量为三个。需要连接一个半潜式海上光伏发电平台1时，连接件15的数量为两个。需要连接三个或四个半潜式海上光伏发电平台1时，连接件15的数量均为四个。

具体地，连接件15向外伸出平台框架11的长度为0.5m～1.5m。连接件15沿水平延伸，且连接件15的轴线位于其所在角落处的两边所构成的夹角的角平分线的延长线。即，组成平台框架11顶部的各边中，相邻两边的相连处形成角落，该两边所围合的夹角具有一角平分线，连接件15的轴线位于该角平分线的延长线上。

连接件15凸伸出平台框架11的部分上设有连接孔，连接孔的轴线水平延伸，并垂直于连接件15的轴线。

具体地，连接件15的材质为高强钢。本实施例中，连接件15采用Q355钢。

逆变器16与光伏板12电性连接，用于将光伏板12所发出的直流电逆变为交流电。逆变器16设置于平台框架11上，并位于光伏板12的下方。本实施例中，逆变器16为组串式逆变器16。

示例性地，图1中所示的半潜式海上光伏发电平台1包括200块光伏板12，将25个光伏板12串联并组成一组，即200块光伏板12分成8个组，再与逆变器16电性连接。

本实施例中的半潜式海上光伏发电平台1具有以下优点：

1、平台框架11采用空间桁架式结构以及空心管状结构，大大降低了材料的用量，减轻了重量，降低了成本。

2、浮体立柱13能够漂浮于海平面上，且浮体立柱13部分位于海面以下，部分位于海面以上，使整个平台呈半潜式，提高了整个平台抵抗风浪的能力。

3、通过支撑组件14的支撑，使平台框架11以及光伏板12与海平面之间的高度差较大，从而避免波浪砰击损坏光伏板12，保证了光伏板12的安全，即安全性较好。

4、通过连接件15实现半潜式海上光伏发电平台1与半潜式海上光伏发电平台1之间的连接，而形成阵列。从而使得该半潜式海上光伏发电平台1的尺寸可以相对较小，而能够批量化制作，且建造、运输以及组装均方便，无需大型的建造场地，也无需大型的拖轮等安装船机装备。

5、平台框架11的周侧面由上至下向内倾斜而能够避免组成阵列后相互之间的碰撞。

6、光伏板12采用双面发电的形式，且平台框架11的桁架式结构，具有较高的通透性，使海平面对阳光具有好的反射和折射，增加了光伏板12的发电量。

本发明还提供一种海上光伏发电阵列，包括多个半潜式海上光伏发电平台1。其中，多个半潜式海上光伏发电平台1相互连接而形成阵列。

图3示出了其中一种海上光伏发电阵列的结构示意图，参阅图3，本实施例中，以平台框架11的截面呈正方形，多个半潜式海上光伏发电平台1所组成的阵列也呈正方形为例进行说明。

该海上光伏发电阵列包括25个半潜式海上光伏发电平台1，呈5×5的阵列。

相邻的半潜式海上光伏发电平台1之间通过过渡件2与多个连接件15相连而实现半潜式海上光伏发电平台1之间的连接。

图4示出了过渡件2与连接件15连接的结构示意图，图5示出了一过渡件2与多个半潜式海上光伏发电平台1之间连接的示意图，结合图4和图5，过渡件2包括固定柱21、间隔设置于固定柱21外周的多组耳板22以及多个销轴23。

每组耳板22包括平行间隔设置的两耳板22。耳板22上开设有销孔，该销孔的轴线水平延伸。

本实施例中，半潜式海上光伏发电平台1呈正方形，因此，位于中部的过渡件2包括四组耳板22，即固定柱21外周对称设置有4组耳板22。位于边缘的过渡件2包括两组耳板22，此时，两组耳板22之间的夹角为锐角，即耳板22所连接的连接件15与过渡件2之间形成稳定的三角形。

过渡件2的材质为高强钢，即固定柱21和耳板22的材质均为高强钢。本实施例中，过渡件2采用Q355钢。

过渡件2在与连接件15连接时，连接件15插置于每组的两耳板22之间，销轴23同时插入连接孔和销孔中，实现过渡件2与连接件15的连接，进而实现多个半潜式海上光伏发电平台1之间的连接。由于连接件15、销轴23和耳板22之间具有铰接点，使得半潜式海上光伏发电平台1之间可以在海浪大的时候相互随意转动，避免半潜式海上光伏发电平台1受到过大的波浪载荷。

且过渡件2和连接件15的材质均采用高强钢，因此，结构安全可靠，耐用且免维护，避免了采用缆绳连接方式所存在的缆绳断裂而导致的平台碰撞散落损坏的风险，大大降低了海上光伏发电阵列的运营成本。

进一步地，过渡件2还包括两限位板24，两限位板24分列于固定柱21的顶部和底部，各限位板24套设于固定柱21的外周，且各耳板22均设置于两限位板24之间，并与限位板24连接。本实施例中，限位板24呈正八边形。通过限位板24的限位作用，限制了半潜式海上光伏发电平台1的向上运动的幅度，保证安全。

图6示出了海上光伏发电阵列的侧视图，参阅图6，半潜式海上光伏发电平台1之间可以随波浪起伏，形成“随波逐流”的效应，即能降低波浪对半潜式海上光伏发电平台1的载荷，也能避免过于抬高平台框架11，减少建造材料用量，降低海上光伏发电阵列的投资成本。

海上光伏发电阵列包括至少两系泊机构3。系泊机构3分散于多个半潜式海上光伏发电平台1所组成的阵列的周侧，而将海上光伏发电阵列锚固在固定海域。

本实施例中，系泊机构3的数量为12个，即阵列的各侧边均设有三个系泊机构3。其他实施例中，系泊机构3的数量依据海上光伏发电阵列的尺寸以及海域的环境进行设定。

各系泊机构3均包括一系泊浮筒31、一主缆绳32、两分支缆绳33以及锚34。

系泊浮筒漂浮于海平面上，且系泊浮筒的顶端位于海平面上，系泊浮筒具有足够的浮力可以抵消主缆绳32的垂向拉力。具体地，系泊浮筒为圆柱状。

系泊浮筒的材质包括钢、玻璃钢或高密度聚乙烯。

锚34位于海床上。其中，锚34可以是大抓力锚、重力锚或者吸力锚等形式，保证整个海上光伏发电阵列不移位。

主缆绳32连接系泊浮筒和锚34。主缆绳32与系泊浮筒之间可以是悬链线式、半张紧和张紧式系泊。主缆绳32采用钢缆、锚链或高分子纤维缆。

两分支缆绳33均具有第一端和第二端，且两分支缆绳33的第一端均连接系泊浮筒的顶部，第二端分别连接两连接件15或两过渡件2。分支缆绳33在风平浪静时处于张紧状态，以保证其全部位于海平面以上。

分支缆绳33采用钢缆或高分子纤维缆。

海上光伏发电阵列包括多个分支电缆和一动态电缆4，分支电缆与逆变器16一一对应设置，各分支电缆连接对应的逆变器16和动态电缆4，动态电缆4连接光伏电站电网，从而将多个半潜式海上光伏发电平台1的交流电通过分支电缆和动态电缆4输送至光伏电站电网。

其中，多个间隔设置的海上光伏发电阵列构成一海上光伏电站。

本实施例中的海上光伏发电阵列包括多个半潜式海上光伏发电平台1，灵活性高，可以通过增减阵列中平台的数量来适应不同的光伏发电场规模。同时又能减少系泊机构3的数量，大大降低系泊机构3的建造安装成本。

海上光伏发电阵列的安装步骤如下：

S1、将多个已建造下水后的半潜式海上光伏发电平台1依次拖至项目海域。

具体地，通过小拖轮或者渔船进行拖运。

S2、将连接件15与过渡件2上的耳板22对应，并将销轴23插置于连接孔和销孔内。

S3、重复步骤S2，依次连接，从而实现阵列的组合。

S4、将组合完毕的阵列与提前布放的系泊机构3连接，然后再敷设动态电缆4，完成安装。

整个安装过程无需大型的运输船，浮吊等设备，即可快速实现海上光伏发电阵列的安装作业，可以大大节约安装资源，降低建设成本。

示例性地，图7示出了另一海上光伏发电阵列的结构示意图，参阅图7，该海上光伏发电阵列由多个截面呈三角形的半潜式海上光伏发电平台1组成，且该海上光伏发电阵列的截面呈三角形。此时，位于海上光伏发电阵列的角落处的半潜式海上光伏发电平台1包括两个连接件15。位于中部的过渡件2包括六组耳板22。

图8示出了又一海上光伏发电阵列的示意图，参阅图8，该海上光伏发电阵列由多个截面呈正六边形的半潜式海上光伏发电平台1组成，其包括一位于中心的中心平台以及位于中心平台外周的六个外周平台，六个外周平台分别对应中心平台的六条边。其中，中心平台的六个角上均设有连接件15，外周平台的四个角上设有连接件15。位于中部的过渡件2包括三组耳板22。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中的半潜式海上光伏发电平台包括平台框架、多个光伏板、多个浮体立柱、多个支撑组件以及至少两个连接件。平台框架采用空间桁架式结构以及空心管状结构，大大降低了材料的用量，减轻了重量，降低了成本。浮体立柱能够漂浮于海平面上，且浮体立柱部分位于海面以下，部分位于海面以上，使整个平台呈半潜式，提高了整个平台抵抗风浪的能力。通过支撑组件的支撑，使平台框架以及光伏板与海平面之间的高度差较大，从而避免波浪砰击损坏光伏板，保证光伏板的安全。通过连接件实现半潜式海上光伏发电平台与半潜式海上光伏发电平台之间的连接，而形成阵列。且平台框架的周侧面由上至下向内倾斜而能够避免组成阵列后相互之间的碰撞。上述优点使得该半潜式海上光伏发电平台适用于开敞海域。

进一步地，本发明中的海上光伏发电阵列包括多个半潜式海上光伏发电平台，灵活性高，可以通过增减阵列中平台的数量来适应不同的光伏发电场规模。

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 (18)

1.一种半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，包括：

平台框架，其呈空间桁架式结构，包括多个连接杆；各所述连接杆为空心管状结构；所述平台框架的周侧面由上至下向内倾斜；

多个光伏板，铺设于所述平台框架上；

多个浮体立柱，位于所述平台框架的下方，并与所述平台框架截面形状的边或者角一一对应设置；各所述浮体立柱能够漂浮于海平面上，且部分位于海平面以下，部分位于海平面以上；

多个支撑组件，与所述浮体立柱一一对应设置；各所述支撑组件用于连接所述浮体立柱和所述平台框架，各所述支撑组件包括多个支撑杆，所述支撑杆为空心管状结构；

至少两个连接件，对应设置于所述平台框架顶部的相邻角落处；各所述连接件向外伸出所述平台框架，以用于连接相邻的半潜式海上光伏发电平台。

2.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述平台框架的截面形状呈正三角形、正方形、矩形或者正六边形。

3.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述平台框架的高度h与所述平台框架截面的边长a的比值为1：(8～20)。

4.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述平台框架底部向外超出所述浮体立柱。

5.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，多个所述浮体立柱之间相互独立。

6.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，相邻两所述浮体立柱之间的距离l与所述平台框架截面的边长a的比值为(1～2)：3。

7.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述连接件水平延伸，且所述连接件的轴线位于其所在角落处的两边所构成的夹角的角平分线的延长线。

8.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述光伏板的两面均可以发电。

9.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述半潜式海上光伏发电平台的逆变器设置于所述平台框架上，且多个所述光伏板均与所述逆变器电性连接。

10.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，多个所述光伏板均朝同一方向倾斜；

所述光伏板与水平面之间的夹角为5°～30°。

11.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，任意相邻两所述光伏板的倾斜方向相反，而使两所述光伏板呈正V形或倒V形；

所述光伏板与水平面之间的夹角为5°～30°。

12.根据权利要求1所述的半潜式海上光伏发电平台，其特征在于，所述连接杆的材质包括钢、铝合金、玻璃钢或高密度聚乙烯；

所述支撑杆的材质包括钢、铝合金、玻璃钢或高密度聚乙烯；

所述浮体立柱的材质包括钢、铝合金、玻璃钢、聚氨酯或高密度聚乙烯中的至少一种；

所述连接件的材质为高强钢。

13.一种海上光伏发电阵列，其特征在于，包括至少两个如权利要求1～12任意一项所述的半潜式海上光伏发电平台。

14.根据权利要求13所述的海上光伏发电阵列，其特征在于，相邻的所述半潜式海上光伏发电平台之间通过一过渡件连接；

所述连接件伸出所述平台框架的部分设有连接孔；

所述过渡件包括固定柱、间隔设置于固定柱外周的多个耳板以及多个销轴，所述耳板上设有销孔；

所述销轴同时插入所述连接孔和所述销孔而实现所述过渡件与所述连接件的连接。

15.根据权利要求14所述的海上光伏发电阵列，其特征在于，所述过渡件还包括两限位板；两所述限位板分列于所述固定柱的顶部和底部，各所述耳板均设置于两所述限位板之间，并与所述限位板连接。

16.根据权利要求14所述的海上光伏发电阵列，其特征在于，所述过渡件的材质为高强钢。

17.根据权利要求14所述的海上光伏发电阵列，其特征在于，所述海上光伏发电阵列包括间隔设置的至少两系泊机构；各所述系泊机构包括一系泊浮筒、一主缆绳、两分支缆绳以及锚，所述锚位于海床上，所述系泊浮筒漂浮于海平面上，且所述系泊浮筒的顶端位于海平面上，所述主缆绳连接所述系泊浮筒和所述锚，两所述分支缆绳的第一端均连接所述系泊浮筒的顶部，第二端分别连接两所述连接件或两所述过渡件。

18.根据权利要求17所述的海上光伏发电阵列，其特征在于，所述系泊浮筒的材质包括钢、玻璃钢或高密度聚乙烯；

所述主缆绳采用钢缆、锚链或高分子纤维缆；

所述分支缆绳采用钢缆或高分子纤维缆。

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