CN114960740A - 一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法，包括：桩式基础、固定式平台和防波消浪组件；所述桩式基础的一端设有用于承载目标结构的固定式平台；所述防波消浪组件包括防波浮箱、防波插板和第一锚固件；在相邻两个桩式基础之间设有防波浮箱，在防波浮箱的底端设有防波插板，所述防波插板通过第一锚固件连接至桩式基础的另一端。具备消浪防波功能，减少防波消浪设施建造投资，维持海上漂浮式光伏电站的稳定，适用于不同的海域条件。

Description

一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法
技术领域
本发明涉及海上光伏电站技术领域，特别是涉及一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
由于海上环境复杂，受波浪、风、冰、流等环境荷载交替作用，海上漂浮式光伏电站需要针对不同的海域环境设计专用的方案，而目前尚未有规模化设计方案，设计、建造、施工成本都较高；
其次，目前支撑漂浮式光伏电站的支撑结构抗浪性能较差，若单独建设消浪防波设施，又会导致建设成本高；若不增设消浪防波设施，不利于光伏电站的稳定。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法，具备消浪防波功能，减少防波消浪设施建造投资，维持海上漂浮式光伏电站的稳定，适用于不同的海域条件。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种桩基固定式支撑结构，包括：桩式基础、固定式平台和防波消浪组件；所述桩式基础的一端设有用于承载目标结构的固定式平台；所述防波消浪组件包括防波浮箱、防波插板和第一锚固件；在相邻两个桩式基础之间设有防波浮箱，在防波浮箱的底端设有防波插板，所述防波插板通过第一锚固件连接至桩式基础的另一端。
作为可选择的实施方式，所述桩式基础上设有限位卡槽，所述防波浮箱的两端插入限位卡槽内，通过限位卡槽限制消浪防波组件的移动。
作为可选择的实施方式，所述限位卡槽的内侧设置橡胶组件。
作为可选择的实施方式，所述桩式基础在桩身设定高程处设置锚点，所述防浪插板通过第一锚固件与锚点连接，限制消浪防波组件的竖向运动。
作为可选择的实施方式，所述固定式平台通过法兰与桩式基础连接。
第二方面，本发明提供一种海上漂浮式光伏电站，包括：第一方面所述的桩基固定式支撑结构、漂浮式支撑结构和漂浮式光伏阵列；所述漂浮式支撑结构设于固定式平台上，漂浮式光伏阵列设于漂浮式支撑结构上。
作为可选择的实施方式，所述漂浮式支撑结构包括浮体单元和支撑支架，由若干个浮体单元拼接而成浮体阵列，所述浮体阵列上设置支撑支架，所述支撑支架用于承载漂浮式光伏阵列。
作为可选择的实施方式，所述浮体阵列设于固定式平台上。
作为可选择的实施方式，所述海上漂浮式光伏电站通过第二锚固件固定于桩式基础上。
第三方面，本发明提供一种海上漂浮式光伏电站的施工方法，包括：
将桩式基础打入目标点位，在相邻两个桩式基础间安装防波浮箱，在防波浮箱的底端安装防波插板，将防波插板通过第一锚固件连接至桩式基础的底端；将组装后的海上漂浮式光伏电站安装在固定式平台上，并将固定式平台固定在桩式基础上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出了一种桩基固定式支撑结构，将用于承载的固定式平台和防波消浪组件搭建在桩式基础上，使支撑结构具备消浪防波功能，通过优化桩基固定式支撑结构的布置方式来改善海域环境，可应用于海上光伏电站的建设，将桩基固定式支撑结构布置于漂浮式光伏电站四周，既可放置光伏阵列，又可防浪消波，节省系泊和锚固成本，减少防波消浪设施建造投资，为漂浮式光伏电站提供良好的运行条件。
本发明提出了一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法，桩式基础固定于海床，海上漂浮式光伏电站可利用桩式基础进行固定，维持海上漂浮式光伏电站的稳定，不必配置专门的锚块，从而减少相应的建设施工成本。
本发明提出了一种桩基固定式支撑结构、海上漂浮式光伏电站及方法，削弱复杂海洋环境对支撑结构的作用效果，漂浮式支撑结构可进行标准化设计，适用于不同近海环境，不必因海域条件的不同更换设计方案，减少设计成本。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的桩基固定式基础结构示意图一；
图2为本发明实施例1提供的桩基固定式基础结构示意图二；
图3为本发明实施例1提供的限位卡槽示意图；
图4为本发明实施例2提供的海上漂浮式光伏电站示意图；
其中，1、桩基固定式基础结构；2、漂浮式光伏阵列；3、第二锚固件；4、固定式平台；5、桩式基础；6、防波浮箱；7、限位卡槽；8、第一锚固件；9、防浪插板；10、漂浮式支撑结构；11、法兰；12，橡胶组件。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提出一种具备消浪防波功能的桩基固定式支撑结构1，为固定式基础，具体包括：桩式基础5、固定式平台4和防波消浪组件；
在所述桩式基础5的桩顶一端设有固定式平台4，所述固定式平台4用于承载目标结构；所述防波消浪组件包括防波浮箱6、防波插板9和第一锚固件8；在相邻两个桩式基础5之间设有防波浮箱6，在防波浮箱6的底端设有防波插板9，所述防波插板9通过第一锚固件8连接至桩式基础5的另一端。
作为可选择的一种实施方式，所述桩式基础5采用PHC管桩或钢管桩。
可以理解的，所述桩式基础5的形式不限于单桩形式、吸力筒形式、导管架形式等基础形式。
作为可选择的一种实施方式，所述固定式平台4通过法兰11和桩式基础5连接。
更进一步地，所述固定式平台4为大跨度框架平台形式，采用轻质铝合金框架或强度较高的复合材料，以降低成本；固定式平台还可设置人行通道为后期运维提供便利。
作为可选择的一种实施方式，所述桩式基础5上设有限位卡槽7，防波浮箱6的两端插入限位卡槽7内进行弱耦合连接，通过限位卡槽7限制消浪防波组件的移动。
更进一步地，所述限位卡槽7的位置根据区域海洋水文环境来确定，限位卡槽7内侧设置橡胶组件12，如图3所示，以减小防波浮箱与限位卡槽的摩擦作用。
更进一步地，所述防波浮箱6浮于水面，由限位卡槽7限定位置，选取混凝土或金属材料制成。
作为可选择的一种实施方式，所述第一锚固件8采用系泊缆绳、锚链等。
作为可选择的一种实施方式，所述防浪插板9用于减小中长周期波浪的影响，又可做为配重阻尼结构，减小防波消浪组件的水平位移。
作为可选择的一种实施方式，所述桩式基础5在桩身设定高程处设置锚点，防浪插板9通过第一锚固件8与桩式基础5上的锚点进行连接，限制消浪防波组件的竖向运动范围，避免脱离桩式基础对周围设施产生破坏，维持防波消浪组件的稳定，减小波浪对目标结构物的作用。
在本实施例中，桩基固定式支撑结构1具备消浪防波功能，通过优化桩基固定式支撑结构的布置方式来改善海域环境，可应用于海上光伏电站的建设，将桩基固定式支撑结构布置于漂浮式光伏电站四周，既可放置光伏阵列，又可防浪消波，为漂浮式光伏电站提供良好的运行条件。
实施例2
如图4所示，本实施例提出一种海上漂浮式光伏电站，包括：实施例1所述的桩基固定式支撑结构、漂浮式光伏阵列2和漂浮式支撑结构10；所述漂浮式支撑结构10设于固定式平台4上，漂浮式光伏阵列2设于漂浮式支撑结构10上；由桩式基础、防波消浪组件和固定式平台组合成具备消浪防波功能的海上漂浮式光伏电站的桩式基础形式。
在本实施例中，所述漂浮式支撑结构10包括浮体单元和支撑支架，由若干个浮体单元通过连接件拼接而成浮体阵列，在浮体阵列上设置支撑支架，支撑支架用于承载漂浮式光伏阵列2。
作为可选择的一种实施方式，所述浮体单元通过高密度聚乙烯或橡胶定型制作而成。
作为可选择的一种实施方式，所述浮体单元拼接而成浮体阵列设于固定式平台上。
作为可选择的一种实施方式，所述支撑支架采用铝合金支架。
在本实施例中，所述海上漂浮式光伏电站通过第二锚固件3固定于桩式基础5上，桩式基础固定于海床，海上漂浮式光伏电站可利用桩式基础进行固定，维持海上漂浮式光伏电站的稳定，不必配置专门的锚块，从而减少相应的建设施工成本。
在本实施例中，漂浮式支撑结构可进行标准化设计，针对不同近海环境可模块化、标准化供货，不必因海域条件的不同更换设计方案，减少设计成本。
实施例3
本实施例提供了一种实施例2所述的海上漂浮式光伏电站的施工方法，包括：
(1)桩基固定式支撑结构的安装；通过大型运输船将桩式基础运达至目标点位，同过通过打桩船将桩式基础打入目标点位，并安装防波消浪组件；
其中，防波消浪组件的安装包括：在相邻两个桩式基础间安装防波浮箱，在防波浮箱的底端安装防波插板，将防波插板通过第一锚固件连接至桩式基础的底端；
其中，先将海上漂浮式光伏电站周围的三侧桩式基础进行施工，待海上漂浮式光伏电站就位后，再将剩余一侧的桩式基础进行施工。
(2)将海上漂浮式光伏电站进行组装并安装在固定式平台上，组装完成后运至目标点位，整体吊装至桩式基础上，通过法兰和螺栓将固定式平台固定连接在桩式基础上，通过锚固件与周边桩基式基础连接；
其中，海上漂浮式光伏电站的组装包括：将浮体单元进行拼装成浮体阵列，并安装光伏组件等电气装备。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种桩基固定式支撑结构，其特征在于，包括：桩式基础、固定式平台和防波消浪组件；所述桩式基础的一端设有用于承载目标结构的固定式平台；所述防波消浪组件包括防波浮箱、防波插板和第一锚固件；在相邻两个桩式基础之间设有防波浮箱，在防波浮箱的底端设有防波插板，所述防波插板通过第一锚固件连接至桩式基础的另一端。
2.如权利要求1所述的一种桩基固定式支撑结构，其特征在于，所述桩式基础上设有限位卡槽，所述防波浮箱的两端插入限位卡槽内，通过限位卡槽限制消浪防波组件的移动。
3.如权利要求2所述的一种桩基固定式支撑结构，其特征在于，所述限位卡槽的内侧设置橡胶组件。
4.如权利要求1所述的一种桩基固定式支撑结构，其特征在于，所述桩式基础在桩身设定高程处设置锚点，所述防浪插板通过第一锚固件与锚点连接，限制消浪防波组件的竖向运动。
5.如权利要求1所述的一种桩基固定式支撑结构，其特征在于，所述固定式平台通过法兰与桩式基础连接。
6.一种海上漂浮式光伏电站，包括：权利要求1-5任一项所述的桩基固定式支撑结构、漂浮式光伏阵列和漂浮式支撑结构；所述漂浮式支撑结构设于固定式平台上，漂浮式光伏阵列设于漂浮式支撑结构上。
7.如权利要求6所述的一种海上漂浮式光伏电站，其特征在于，所述漂浮式支撑结构包括浮体单元和支撑支架，由若干个浮体单元拼接而成浮体阵列，所述浮体阵列上设置支撑支架，所述支撑支架用于承载漂浮式光伏阵列。
8.如权利要求7所述的一种海上漂浮式光伏电站，其特征在于，所述浮体阵列设于固定式平台上。
9.如权利要求6所述的一种海上漂浮式光伏电站，其特征在于，所述海上漂浮式光伏电站通过第二锚固件固定于桩式基础上。
10.一种海上漂浮式光伏电站的施工方法，其特征在于，包括：
将桩式基础打入目标点位，在相邻两个桩式基础间安装防波浮箱，在防波浮箱的底端安装防波插板，将防波插板通过第一锚固件连接至桩式基础的底端；将组装后的海上漂浮式光伏电站安装在固定式平台上，并将固定式平台固定在桩式基础上。
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