CN114932983B - 一种海上漂浮式光伏平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海上漂浮式光伏平台，包括：浮体；设置于浮体的顶部的支撑架；设置于支撑架的顶部，且用于铺设光伏板的光伏平台；设置浮体的下方，且与浮体的底部连接的锚固机构。在本方案中，一方面通过支撑架抬升光伏平台的安装高度，避免海浪的影响，另一方面通过锚固机构固定浮体，避免浮体发生浮动，同时使得浮体具有一定的抗风浪能力，从而有助于提升了本漂浮式光伏平台的适用范围，使其可适用于风浪条件较大的海面。

Description

一种海上漂浮式光伏平台
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种海上漂浮式光伏平台。
背景技术
目前，太阳能发电站主要集中在陆地，需要占用较大的土地面积。为了解决占地的问题，水面漂浮式光伏平台也得到了快速发展。目前的水面漂浮式光伏平台都建设在水塘、小型湖泊、水库、蓄水池等封闭水域，由于这种水域基本上都很平静，没有较大的波浪，而且相应的漂浮式结构设计的让光伏板特别接近水面。
也就是说，目前水面漂浮式光伏平台大多只适用于平静、封闭水面，不具备抗风浪的能力，不适用于太阳能资源更多，但风浪条件较大的海上。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种海上漂浮式光伏平台，一方面通过支撑架抬升光伏平台的安装高度，避免海浪的影响，另一方面通过锚固机构固定浮体，避免浮体发生浮动，同时使得浮体具有一定的抗风浪能力，从而有助于提升了本漂浮式光伏平台的适用范围，使其可适用于风浪条件较大的海面。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种海上漂浮式光伏平台，包括：
浮体；
设置于所述浮体的顶部的支撑架；
设置于所述支撑架的顶部，且用于铺设光伏板的光伏平台；
设置所述浮体的下方，且与所述浮体的底部连接的锚固机构。
优选地，所述光伏平台包括主梁基座、多个主梁和多个次梁；
所述主梁基座的底部与所述支撑架的顶部连接；多个所述主梁分别设置于所述主梁基座每个侧部边角的两侧；多个所述次梁相互交错设置于所述主梁基座和多个所述主梁的顶部。
优选地，所述主梁基座为双层主梁基座；所述主梁为双层主梁。
优选地，所述支撑架包括导管架。
优选地，所述导管架的底部与所述浮体连接，且穿过所述浮体的顶面并向下延伸至其底面。
优选地，所述浮体包括两个浮筒和多个浮筒横撑杆；
两个所述浮筒沿水平方向平行设置，多个所述浮筒横撑杆分别并列连接在两个所述浮筒之间，两个所述浮筒的顶部与所述支撑架的底部连接，底部与所述锚固机构连接。
优选地，所述支撑架包括多个支撑架单体，且均分为两组；
两组所述支撑架单体的底部分别与两个所述浮筒的顶部一一对应连接，顶部与所述光伏平台连接。
优选地，所述锚固机构包括多个锚基和多个锚链；
多个所述锚基通过一一对应的多个所述锚链连接于所述浮体的底部。
优选地，还包括：
设置于所述浮体的下方，且与所述浮体的底部连接的压载机构。
优选地，所述压载机构包括两个压载柱、多个压载横撑杆和多个钢索；
两个所述压载柱沿水平方向并列设置于所述浮体的下方，多个所述压载横撑杆分别并列连接在两个所述压载柱之间，每个所述压载柱至少通过两个所述钢索与所述浮体的底部连接。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的海上漂浮式光伏平台，一方面通过支撑架抬升光伏平台的安装高度，避免海浪的影响，另一方面通过锚固机构固定浮体，避免浮体发生浮动，同时使得浮体具有一定的抗风浪能力，从而有助于提升了本漂浮式光伏平台的适用范围，使其可适用于风浪条件较大的海面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台的整体视图；
图2为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台的正视图；
图3为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台的侧视图；
图4为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台的俯视图；
图5为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台的局部仰视图；
图6为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台的局部放大图；
图7为本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台基本模块的型式图。
其中，10为光伏平台，11为主梁基座，12为主梁，13为次梁；20为导管架；31浮筒，32为浮筒横撑杆；40为锚固机构，41为锚基，42为锚链；50为压载机构，51为压载柱，52为压载横撑杆，53为钢索；60为平台斜撑梁。
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。
本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台，如图1所示，包括：
浮体；
设置于浮体的顶部的支撑架；
设置于支撑架的顶部，且用于铺设光伏板的光伏平台10；
设置浮体的下方，且与浮体的底部连接的锚固机构40。
需要说明的是，光伏平台10通过支撑架设置于浮体的上方，以使得光伏平台10远离海面，避免海面风浪影响。此外，浮体通过锚固机构40固定于所处海域，避免发生浮动，同时也使得浮体具有一定的抗风浪能力。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台，一方面通过支撑架抬升光伏平台的安装高度，避免海浪的影响，另一方面通过锚固机构固定浮体，避免浮体发生浮动，同时使得浮体具有一定的抗风浪能力，从而有助于提升了本漂浮式光伏平台的适用范围，使其可适用于风浪条件较大的海面。
具体地，如图5和图6所示，光伏平台10包括主梁基座11、多个主梁12和多个次梁13；
主梁基座11的底部与支撑架的顶部连接；多个主梁12分别设置于主梁基座11每个侧部边角的两侧；多个次梁13相互交错设置于主梁基座11和多个主梁12的顶部。其中，如图5所示，主梁基座11为口字型主梁基座，多个主梁12分别悬空设置于口字型主梁基座每个侧部边角的两侧，以便于主梁基座11和多个主梁12形成井字形主体框架结构(如图7所示)，然后再将多个次梁13相互交错设置于井字形主体框架结构的顶部。本方案的光伏平台10如此设计，具有结构精简、结构牢固、平稳和可靠等特点。
进一步地，如图6所示，主梁基座11为双层主梁基座；主梁12为双层主梁，从而有助于提升了光伏平台10的结构强度。此外，为了再进一步提升光伏平台10的结构强度，如图5所示，井字形主体框架结构的每一边部可采用平行设置的双主梁结构，即主梁12和主梁基座11的边部，均可采用平行设置的双主梁结构。
作为优选，如图1和图2所示，支撑架包括导管架20。也就是说，本方案在海面附近采用导管架作为光伏平台10的支撑结构，在保证整体结构刚度的同时还可以大幅降低波浪载荷，而且浮体上方的支撑结构采用导管架设计，其相对于传统大直径立柱，可以降低整体结构重量，节约成本。此外，本方案还可采用光伏平台10、导管架20和浮体作为基本模块，以此实现海上漂浮式光伏平台的扩展。
为了进一步优化上述技术方案，导管架20的底部与浮体连接，且穿过浮体的顶面并向下延伸至其底面，确保导管架20的底部与浮体的连接结构强度。
进一步地，如图2所示，浮体包括两个浮筒31和多个浮筒横撑杆32；
两个浮筒31沿水平方向平行设置，多个浮筒横撑杆32分别并列连接在两个浮筒31之间，两个浮筒31的顶部与支撑架的底部连接，底部与锚固机构连接。本方案的浮体如此设计，有助于增大了浮体的占用面积，有利于减少光伏平台10受到的波浪载荷，降低光伏平台10的运动响应。
再进一步地，支撑架包括多个支撑架单体，且均分为两组；
两组支撑架单体的底部分别与两个浮筒31的顶部一一对应连接，顶部与光伏平台10连接。本方案如此设计，以使得多个支撑架单体共用一个分段式浮体，以此有助于提升海上漂浮式光伏平台的平稳性。其中，如图5所示，光伏平台10采用四个导管架单体支撑，可在保证整体刚性的前提下，通过增加导管架单体之间的距离来扩大光伏平台10的面积，提升装机容量。当然，如图7所示，光伏平台10也可通过一个导管架20支撑于一个浮体上方。
在本方案中，为了使得浮体具有较好的锚固效果，如图2所示，锚固机构40包括多个锚基41和多个锚链42；
多个锚基41通过一一对应的多个所述锚链42连接于浮体的底部，
进一步地，为了进一步提升浮体的抗风浪能力和稳定性，如图1所示，本发明实施例提供的海上漂浮式光伏平台还包括：
设置于浮体的下方，且与浮体的底部连接的压载机构50。也就是说，本方案采用浮体和压载机构50的分离式设计，提高海上漂浮式光伏平台的平稳性。
再进一步地，如图2所示，压载机构50包括两个压载柱51、多个压载横撑杆52和多个钢索53；
两个压载柱51沿水平方向并列设置于浮体的下方，多个压载横撑杆52分别并列连接在两个压载柱51之间，每个压载柱51至少通过两个钢索53与浮体的底部连接。本方案的压载机构50如此设计，有助于进一步提升了浮体的平稳性。此外，压载柱51可以是实心的混凝土结构，也可以是钢制壳体加固体或者液体压载物的型式。也就是说，压载柱51可以采用实心混凝土结构，或者空心钢结构填充混凝土、水、沙子等物质。
下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：
本发明提供了一种可扩展的模块化海上漂浮式光伏平台，整个漂浮式光伏平台由上部桁架光伏平台、导管架、水下浮体模块(即浮体)、钢索、压载模块(即压载机构)、锚链、锚基等部件组成，模块之间可以通过焊接、螺栓等多种方式进行连接。
上部桁架光伏平台由双层主梁、次梁、主梁基座组成。主梁焊接在主梁基座上，双层主梁上下由众多圆柱型支撑梁连接，提升强度，次梁相互平行的排布在主梁上。主，次梁形成的平台用于铺设光伏板。
和上面平台紧邻的是导管架，导管架顶端和平台基座通过焊接相连。
浮体由主浮筒和多个横撑杆组成，浮筒和导管架基座焊接在一起，导管架基座由四个主立柱组成，其穿过浮体上表面一直向下延申到浮体下表面。以确保结构强度。
压载由主立柱(即压载柱)和横撑杆组成，压载通过钢索和浮体相连接。
浮体通过锚链和锚基链接。
锚基可以是吸力筒、重力式、桩锚等各种型式。
上部光伏平台的面积可以根据设计需求，通过调整导管架之间的距离实现变化。
浮体模块的主浮筒内部采用分仓设计，在进行压载时，可以根据需要加入水或其他物质，分多个仓可以更好的保持浮式基础的稳定性。
浮体模块的型式可以为多导管架共用的型式，也可以是单个导管架独用的型式，浮体之间通过横撑杆连接。
压载模块可以是实心的混凝土结构，也可以是钢制壳体加固体或者液体压载物的型式。其形状可以有多种。
可以将一个导管架、平台基座、双层井字形主梁及附属次梁可以形成一个单独的基本模块，可以通过增加模块的数量，并对应的需要增加浮体模块和压载模块，即可实现平台面积的扩充。
整个平台可以在陆上进行模块化制造，降低了对场地面积的要求，还可以通过提前制造，规模化制造，降低制造成本。
整个漂浮式光伏平台可以在制造场地上进行整体拼装，然后整体浮力拖到安装位置，为了确保平台的稳定性，可以将压载模块和浮体模块通过绳索上下捆绑在一起，运输到安装位置后，再将压载模块释放到指定水深处。即为采用模块化方式组装的平台，可以整体拖航运输或者运输船分体运输。
平台可以通过标准化平台模块进行扩展，实现一个基本模块设计的重复利用，降低设计和生产成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种海上漂浮式光伏平台，其特征在于，包括：
浮体；
设置于所述浮体的顶部的支撑架；
设置于所述支撑架的顶部，且用于铺设光伏板的光伏平台(10)；
设置所述浮体的下方，且与所述浮体的底部连接的锚固机构(40)；
所述光伏平台(10)包括主梁基座(11)、多个主梁(12)和多个次梁(13)；
所述主梁基座(11)的底部与所述支撑架的顶部连接；多个所述主梁(12)分别设置于所述主梁基座(11)每个侧部边角的两侧；多个所述次梁(13)相互交错设置于所述主梁基座(11)和多个所述主梁(12)的顶部；
其中，所述主梁基座(11)为口字型主梁基座，多个所述主梁(12)分别悬空设置于所述口字型主梁基座每个侧部边角的两侧，以使得所述主梁基座(11)和多个所述主梁(12)形成井字形主体框架结构，多个所述次梁(13)相互交错设置于所述井字形主体框架结构的顶部；
所述主梁(12)和所述主梁基座(11)的边部均采用平行设置的双主梁结构，以使得所述井字形主体框架结构的每一边部为平行设置的双主梁结构；
所述浮体包括两个浮筒(31)和多个浮筒横撑杆(32)；
两个所述浮筒(31)沿水平方向平行设置，多个所述浮筒横撑杆(32)分别并列连接在两个所述浮筒(31)之间，两个所述浮筒(31)的顶部与所述支撑架的底部连接，底部与所述锚固机构连接；
所述支撑架包括多个支撑架单体，且均分为两组；
两组所述支撑架单体的底部分别与两个所述浮筒(31)的顶部一一对应连接，顶部与所述光伏平台(10)连接；其中，所述支撑架单体为导管架单体。
2.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述支撑架包括导管架(20)。
3.根据权利要求2所述的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述导管架(20)的底部与所述浮体连接，且穿过所述浮体的顶面并向下延伸至其底面。
4.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述锚固机构(40)包括多个锚基(41)和多个锚链(42)；
多个所述锚基(41)通过一一对应的多个所述锚链(42)连接于所述浮体的底部。
5.根据权利要求1所述的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，还包括：
设置于所述浮体的下方，且与所述浮体的底部连接的压载机构(50)。
6.根据权利要求5所述的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述压载机构(50)包括两个压载柱(51)、多个压载横撑杆(52)和多个钢索(53)；
两个所述压载柱(51)沿水平方向并列设置于所述浮体的下方，多个所述压载横撑杆(52)分别并列连接在两个所述压载柱(51)之间，每个所述压载柱(51)至少通过两个所述钢索(53)与所述浮体的底部连接。
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