CN114852273B - 一种钢架浮筒式海上光伏平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢架浮筒式海上光伏平台，包括钢架浮式平台、光伏支架、光伏板、光伏逆变器和锚链，所述光伏支架和光伏逆变器安装在钢架浮式平台上，所述光伏板安装在光伏支架顶部；所述光伏板和光伏逆变器电连接；所述钢架浮式设置有浮筒，所述钢架浮式平台下端安装有多根锚链，所述锚链用于将钢架浮式平台系泊在海床上。结构整体强度更大，可靠性高。利用浮筒为整个平台提供主要的浮力，这使得采用小直径钢管成为可能，降低了浮体的造价。该平台造价低、强度高，适用于深远海漂浮式光伏的低成本规模化开发。

Description

一种钢架浮筒式海上光伏平台

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种钢架浮筒式海上光伏平台。

背景技术

近年来，淡水水上光伏取得了快速的发展，国内在淡水水库、湖泊内已经建成一大批水上光伏项目。但未来光伏电站、风力发电等项目不得在河道、湖泊、水库内建设。在湖泊周边、水库库汊建设光伏、风电项目的，要科学论证，严格管控。这意味着未来在内陆水域范围内建设水上光伏项目已愈加困难。水上光伏的开发需探索新的出路。中国拥有300万平方公里的海域，巨大的海域面积意味着有充足的海上光伏资源可供开发。目前海上光伏的开发处于起步阶段，还未有成熟的商业化方案。考虑到海洋环境更加恶劣，内陆水域采用的高密度聚乙烯浮体方案，无法满足海上风浪的强度，故不适用海洋环境，因此需开发新型的海上光伏浮体方案。

发明内容

本发明提供了一种钢架浮筒式海上光伏平台，主体框架采用钢管组成，结构整体强度更大，可靠性高。

为达到上述目的，本发明所述一种钢架浮筒式海上光伏平台，包括钢架浮式平台、光伏支架、光伏板、光伏逆变器和锚链，所述光伏支架和光伏逆变器安装在钢架浮式平台上，所述光伏板安装在光伏支架顶部；所述光伏板和光伏逆变器电连接；所述钢架浮式平台中设置有浮筒，所述钢架浮式平台下端安装有多根锚链，所述锚链用于将钢架浮式平台系泊在海床上。

进一步的，钢架浮式平台包括两个三角形格构式钢架和首尾各一个的方形格构式钢架，方形格构式钢架的两端与两个三角形格构式钢架固定连接。

进一步的，三角形格构式钢架包括三个呈三角形布置的纵向主柱，沿着纵向主柱的纵向设置若干组三角形支撑。

进一步的，三角形格构式钢架的首尾两个格构中设置有若干第一倾斜支撑。

进一步的，三角形格构式钢架的下部的两个纵向主柱上固定有垂荡板。

进一步的，垂荡板上设置有若干加劲肋，所述加劲肋与垂荡板以及下部纵向主柱固定一起。

进一步的，方形格构式钢架包括四根横向主柱，所述四根横向主柱通过竖向支撑件、水平支撑件固定在一起。

进一步的，浮筒采用高密度聚乙烯或泡沫材料制成。

进一步的，伏支架包括两列支撑立柱、若干个纵向撑杆、若干个横向撑杆和若干个屋面檩条，同一列相邻的支撑立柱通过纵向撑杆固定连接，不同列的纵向主柱上且相对设置的支撑立柱通过横向撑杆固定连接，所述横向撑杆上固定有支柱；所述屋面檩条倾斜设置，下端固定在支撑立柱上，上端固定在支柱上。

进一步的，支撑立柱高度大于1m。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明提出了一种新型的钢架浮筒式海上光伏平台，该平台主体框架摒弃了传统的高密度聚乙烯材料，钢架浮式平台采用钢管固定连接而成，结构整体强度更大，可靠性高。利用浮筒为整个平台提供主要的浮力，这使得钢架浮式平台采用小直径钢管成为可能，降低了浮式平台的造价。整个平台造价低、强度高，适用于深远海漂浮式光伏的低成本规模化开发。

进一步的，三角形格构式钢架的首尾两个格构中设置有若干第一倾斜支撑，增大了三角形格构式钢架的整体刚度。

进一步的，三角形格构式钢架下部的两个纵向主柱上还焊接有垂荡板，增大了整个钢架浮式平台的附加水动力质量，改善了平台的运动性能。

进一步的，垂荡板上还设置有若干加劲肋，所述加劲肋与垂荡板以及下部纵向主柱固定一起，增加垂荡板的结构强度。

进一步的，浮筒采用高密度聚乙烯或泡沫材料制成，降低了浮体的造价。

进一步的，光伏支架中的支撑立柱高度大于1m，可保证光伏板距静水面有足够的距离，使得光伏板尽量不受波浪抨击和飞溅的影响。

附图说明

图1为实施例1的钢架浮筒式海上光伏平台三维图；

图2为钢架浮筒式海上光伏平台左视图；

图3为钢架浮筒式海上光伏平台俯视图；

图4为钢架浮筒式海上光伏平台前视图；

图5为钢架浮式平台三维图；

图6为光伏支架三维图；

图7为实施例2的钢架浮筒式海上光伏平台三维图。

附图中：1、钢架浮式平台，2、光伏支架，3、光伏逆变器，4、光伏板，5、锚链，21、横向撑杆，22、支撑立柱，23、纵向撑杆，24、屋面檩条，25、支柱，110、三角形格构式钢架，120、方形格构式钢架，130、浮筒，111、纵向主柱，112、三角形支撑，113、垂荡板，114、加劲肋，115、第一倾斜支撑，121、横向主柱，122、竖向支撑件，123、水平支撑件，124、第二倾斜支撑。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1至图4，一种钢架浮筒式海上光伏平台，包括钢架浮式平台1、光伏支架2、光伏板4、光伏逆变器3和若干根锚链5。所述光伏板4所发电力经光伏逆变器3将光伏组件发出的直流电转变成交流电后，然后汇流后通过海底电缆送至陆上变电站。

光伏支架2通过焊接的方式固定在钢架浮式平台1正上方，光伏逆变器3安装在钢架浮式平台1顶部，光伏板4安装在光伏支架2顶部，钢架浮式平台1四个角部分别与四根锚链5的一端连接，锚链5的另一端系泊在海床上。

参照图5，钢架浮式平台包括左、右舷各一个的三角形格构式钢架110和首尾各一个的方形格构式钢架120。方形格构式钢架120的两端与三角形格构式钢架110通过焊接的方式固定连接。

三角形格构式钢架110包括三个纵向主柱111。三个纵向主柱呈三角形布置，工作状态下，两个纵向主柱111位于水面以下，另一个纵向主柱111位于水面以上。沿着纵向主柱111的纵向设置若干组三角形支撑112。若干组三角形支撑和三个纵向主柱焊接一起形成三角形格构式钢架。在三角形格构式钢架110的首尾两个格构中还设置有若干第一倾斜支撑115。第一倾斜支撑115的存在增大了三角形格构式钢架的整体刚度。

在三角形格构式钢架110的下部的两个纵向主柱111上还焊接有垂荡板113。垂荡板113的存在可增大整个钢架浮式平台的附加水动力质量，改善平台的运动性能。在垂荡板113上还设置有若干均匀布置的加劲肋114，加劲肋114与垂荡板113以及下部纵向主柱111焊接一起，增加垂荡板113的结构强度。

在每个三角形格构式钢架110内部还各安装有和其长度一致的浮筒130。浮筒130采用高密度聚乙烯或泡沫等材料制成，浮筒130为整个平台提供主要的浮力，这使得钢架浮式平台的主要结构杆件采用小直径钢管成为可能，降低了浮体的造价。浮筒130通过绳索或者螺栓紧固件固定在三角形格构式钢架内部。

方形格构式钢架120包括4个横向主柱121，若干组竖向支撑件122和水平支撑件123，以及若干个第二倾斜支撑124。四个横向主柱121相互平行，包括两根上横向主柱和两根下横向主柱，竖向支撑件122一端与上横向主柱焊接，另一端与下横向主柱焊接；一根水平支撑件123两端分别与两根上横向主柱焊接，另一根水平支撑件123两端分别与两根下横向主柱焊接；若干组竖向支撑件122和水平支撑件123将4个横向主柱121焊接一起形成方形格构式钢架主体结构。在4个横向主柱之间交叉焊接有若干第二倾斜支撑124，增大方形格构式钢架的刚度。

首尾两个方形格构式钢架120中预留一个作为运维通道，同时在上面安装有光伏逆变器3。其余方形格构式钢架120和三角形格构式钢架110作为光伏支架载体，安装光伏支架2。

参照图6，光伏支架2为门式光伏支架，包括若干个支撑立柱22、若干个纵向撑杆23、若干个横向撑杆21、若干个屋面檩条24。在两个三角形格构式钢架110的上部纵向主柱上分别焊接有一排间隔布置的支撑立柱22。安装在同一根纵向主柱111上且相邻的支撑立柱22之间通过纵向撑杆23焊接在一起，安装在不同纵向主柱111上且相对设置的支撑立柱22之间通过横向撑杆21焊接在一起，支撑立柱22和纵向撑杆23及横向撑杆21形成光伏支架的主体结构，在光伏支架2上还安装有两组对称设置的屋面檩条，以便光伏板的安装。每一组屋面檩条包括若干相互平行且间距相等的屋面檩条24，屋面檩条24倾斜设置，屋面檩条24下端焊接在支撑立柱22上，上端焊接在支柱25上，支柱25位于横向撑杆21的正中间位置。光伏支架2仅需承受风荷载、惯性荷载、光伏板自重等荷载，并非钢架浮筒式光伏平台的主要受力杆件，因此光伏支架2中各杆件的截面不必很大，可节约钢材用量，降低平台造价。

光伏板4安装在光伏支架2顶部。

支撑立柱22高度大于1m，使得光伏支架2具有一定的高度，可保证光伏板距静水面有足够的距离，使得光伏板4在工作状态下不受波浪抨击和飞溅的影响。

在三角形格构式钢架110外侧的下部纵向主柱111顶端连接有锚链5，通过若干根锚链5将整个平台系泊在海床上。

三角形格构式钢架110和方形格构式钢架120可在工厂预制好，到码头焊接拼装到一起。门式光伏支架也可在工厂按照一榀榀预制好，到码头焊接组装。

实施例2

该钢架浮筒式海上平台也可拓展，布置3个及以上三角形格构式钢架，并安装对应的方形格构式钢架，形成一个尺寸更大的钢架浮筒式海上光伏平台。

参照图7，一种钢架浮筒式海上光伏平台，包括两个钢架浮式平台1、两个光伏支架2、光伏板4、两个光伏逆变器3和四根锚链5。

两个钢架浮式平台1并列设置，且焊接在一起，两个钢架浮式平台1中间的三角形格构式钢架110共用，两个钢架浮式平台1上分别焊接有两个光伏支架2，两侧的方形格构式钢架120中预留一个作为运维通道，同时在上面安装有光伏逆变器3，两个钢架浮式平台1组成的整体的四个角部各安装有一个锚链5。

本发明中，整个钢框架浮体用钢量少，结构简单易于建造，且易于扩展，极大地降低了海上漂浮式光伏开发成本。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，包括钢架浮式平台（1）、光伏支架（2）、光伏板（4）、光伏逆变器（3）和锚链（5），所述光伏支架（2）和光伏逆变器（3）安装在钢架浮式平台（1）上，所述光伏板（4）安装在光伏支架（2）顶部；所述光伏板（4）和光伏逆变器（3）电连接；所述钢架浮式平台（1）中设置有浮筒（130），所述钢架浮式平台（1）下端安装有多根锚链（5），所述锚链（5）用于将钢架浮式平台（1）系泊在海床上；

所述钢架浮式平台（1）包括两个三角形格构式钢架（110）和首尾各一个的方形格构式钢架（120），方形格构式钢架（120）的两端与两个三角形格构式钢架（110）固定连接；每个三角形格构式钢架（110）内部各安装有和其长度一致的浮筒（130）；

所述光伏支架（2）包括两列支撑立柱（22）、若干个纵向撑杆（23）、若干个横向撑杆（21）和若干个屋面檩条（24），同一列相邻的支撑立柱（22）通过纵向撑杆（23）固定连接，不同列的纵向主柱（111）上且相对设置的支撑立柱（22）通过横向撑杆（21）固定连接，所述横向撑杆（21）上固定有支柱（25）；所述屋面檩条（24）倾斜设置，下端固定在支撑立柱（22）上，上端固定在支柱（25）上。

2.根据权利要求1所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述三角形格构式钢架（110）包括三个呈三角形布置的纵向主柱（111），沿着纵向主柱（111）的纵向设置若干组三角形支撑（112）。

3.根据权利要求2所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述三角形格构式钢架（110）的首尾两个格构中设置有若干第一倾斜支撑（115）。

4.根据权利要求2所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述三角形格构式钢架（110）的下部的两个纵向主柱（111）上固定有垂荡板（113）。

5.根据权利要求4所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述垂荡板（113）上设置有若干加劲肋（114），所述加劲肋（114）与垂荡板（113）以及下部纵向主柱（111）固定一起。

6.根据权利要求1所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述方形格构式钢架（120）包括四根横向主柱（121），所述四根横向主柱（121）通过竖向支撑件（122）、水平支撑件（123）固定在一起。

7.根据权利要求1所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述浮筒（130）采用高密度聚乙烯或泡沫材料制成。

8.根据权利要求1所述的一种钢架浮筒式海上光伏平台，其特征在于，所述支撑立柱（22）高度大于1m。