CN115071899B - 一种水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺，包括固定在支撑板上的调节箱，且相邻支撑板间连接弹性连杆，所述调节箱内通过过滤网分隔为进水腔、净水腔，且进水腔中设置排水阀和带抽水泵的进水管，且净水腔中设置带驱动电机的推水板，所述调节箱上设置有连通的蒸馏箱和集水箱，且集水箱与清洗管间连接有送水泵，且蒸馏箱与进水腔、净水腔连通并内置电加热板，且电加热板通过导线与电磁阀门、电源和触压开关电性连接，本发明通过弹性连杆使得各个支撑板随波浪而上下浮动，提高支撑板的独立性，并通过平衡感应器等机构的设置，在风浪环境中使得调节箱进水下沉来提高抵抗力，并在风浪过去后使得清洗管喷水冲刷光伏板。

Description

一种水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺

技术领域

本发明涉及水面光伏电站建设技术领域，具体为一种水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺。

背景技术

随着传统能源日渐枯竭，新能源开发利用日新月异。大规模地将太阳能转化为电能最直接的方式是建造大型地面光伏电站，然而这需要大量的土地面积。在人类居住密集的区域，土地资源及其珍贵，土地价格极其昂贵，无法支持大量的建造光伏电站，因此人们很自然地联想到在水面建造水面光伏电站。

现有技术中，公开号为“CN105356827B”的一种水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺，包括多个网格状的平面固定机构、支撑浮体、走道板以及设置于每个支撑浮体上的光伏组件，平面固定结构为网格或孔格状格栅结构，网格或孔格内用于容纳并固定支撑浮体，在数量众多的支撑浮体的共同作用下，平面固定结构与支撑浮体共同漂浮于水面上，并在支撑浮体上方设置光伏组件，实现在水面上建设光伏电站的目的。

但现有技术仍存在较大缺陷，如：水面易因大风天气而出现波浪，波浪拍打平面固定机构上并使得平面固定机构各部位发生上下错位晃动，从而使得组成平面固定机构的直线型材互相间产生剪切力，长时间会导致平面固定结构解体散开，造成支撑浮体和光伏组件散落丢失的问题，且风浪过去后会在光伏面板上留下藻类、污泥等杂质，严重影响光伏面板的转化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水面光伏电站的漂浮结构，包括若干平行设置的支撑板和上方固定连接光伏架的调节箱，且支撑板上方沿其延伸方向固定连接有不少于一个调节箱，所述支撑板下方固定连接有浮体，且相邻支撑板间或相邻支撑板上的调节箱间固定连接有弹性连杆，所述调节箱内壁固定连接有过滤网，且过滤网将调节箱内腔分隔为进水腔和净水腔，所述进水腔中设置有排水阀和进水管，且进水管连接有从外界抽水的抽水泵，所述净水腔中沿靠近过滤网方向滑动设置有推水板，且推水板由驱动电机驱动；

所述调节箱上方固定设置有上端间通过蒸汽输送管连通的蒸馏箱和集水箱，且集水箱与伸向光伏架上方的清洗管间连接有送水泵，且净水腔靠近过滤网的上端通过第一连通管与蒸馏箱连通，且蒸馏箱通过第二连通管与进水腔上端连通，且蒸馏箱中设置有电加热板，所述第二连通管中设置有电磁阀门，且电磁阀门通过导线与电加热板、电源和触压开关电性连接，所述触压开关位于净水腔靠近过滤网的一端并与推水板挤压配合，且触压开关切换电加热板和电磁阀门交替工作，所述调节箱上设置有平衡感应器，且平衡感应器检测到波动时控制排水阀关闭，抽水泵和驱动电机工作，且平衡感应器检测到平衡时控制排水阀打开，送水泵工作。

优选的，所述电加热板上设置有若干换热翅板。

优选的，所述电加热板倾斜向下设置，且蒸馏箱与第一连通管连通处位于电加热板上端上方，且蒸馏箱与第二连通管连通处位于电加热板下端上方。

优选的，所述支撑板下方设置有若干与调节箱上下对齐的浮体，且调节箱和浮体均贴靠在支撑板上，所述调节箱和浮体上均固定连接有第一耳板，且调节箱和浮体上的第一耳板间通过第一螺栓、第一螺母拧紧固定。

优选的，所述支撑板上方固定连接有若干夹持调节箱的支撑夹板，且支撑夹板延伸方向与支撑板延伸方向垂直，且弹性连杆固定连接在相邻支撑板上的支撑夹板之间，所述调节箱固定连接有贴靠在支撑夹板上的第二耳板，且第二耳板与支撑夹板间通过第二螺栓、第二螺母拧紧固定。

优选的，相邻支撑板上的所述支撑夹板之间设置有若干挠性连杆，且挠性连杆端部与支撑夹板端部间通过加固钢箍固定。

优选的，所述清洗管远离光伏架的一端安装在送水泵送水端上，且送水泵抽水端安装有伸入集水箱底部的抽水管。

优选的，所述蒸馏箱与调节箱下端面间固定连接有固定块，且电源和导线位于蒸馏箱和调节箱之间。

一种施工工艺，用于上述的水面光伏电站的漂浮结构，包括如下步骤：

A，组装调节箱并对调节箱上的机构进行调试，并将浮体和正常运行的调节箱固定在支撑板上，再将多个支撑板输送至预定水域中；

B，将多个支撑板平行放置并安装弹性连杆、光伏板；

C，将形成一个整体的多个支撑板放置在水域中，且多个支撑板沿波浪行进方向依次间隔分布；

D，通过固定锚、固定缆绳机构对多个支撑板形成的整体进行固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的水面光伏电站的漂浮结构及其施工工艺，通过弹性连杆的设置使得各个支撑板随波浪而上下浮动，提高各个支撑板的相对独立性，从而使得支撑板和调节箱适应水面波浪而不易解体散架，并通过平衡感应器、抽水泵、送水泵、排水阀和驱动电机的配合设置，在风浪环境中使得调节箱进水下沉来提高抵抗力，并在风浪过去后使得清洗管喷水冲刷光伏板，去除光伏板上因风浪带来的藻类、污泥等杂质，保证光伏板的光电转化效率。

附图说明

图1为本发明整体结构俯视示意图；

图2为本发明中单一支撑板及其连接结构的俯视示意图；

图3为本发明中位于相邻支撑板上的调节箱间连接示意图；

图4为图3中单一调节箱及其连接结构的放大示意图；

图5为图4中蒸馏箱及其连接结构的放大示意图；

图6为本发明中推水板滑动并压迫触压开关示意图。

图中：1支撑板、2调节箱、201进水腔、202净水腔、3光伏架、4浮体、5弹性连杆、6过滤网、7排水阀、8进水管、9抽水泵、10推水板、11驱动电机、12第一连通管、13蒸馏箱、14电加热板、141换热翅板、15第二连通管、16电磁阀门、17导线、18电源、19触压开关、20蒸汽输送管、21集水箱、22清洗管、23送水泵、24平衡感应器、25第一耳板、26第一螺栓、27第一螺母、28支撑夹板、29第二耳板、30第二螺栓、31第二螺母、32挠性连杆、33加固钢箍、34抽水管、35固定块、36光伏板。

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种水面光伏电站的漂浮结构，包括三个平行设置的支撑板1，且任意一个支撑板1上方均沿其长度方向间隔固定连接有三个调节箱2，且调节箱2上方固定连接有用于安装光伏板36的光伏架3，在本实施例中九个调节箱2呈三行三列分布，支撑板1下方固定连接有三个与调节箱2一一上下对齐的浮体4，浮体4在其自身浮力作用下漂浮在水面上，进而使得调节箱2稳定地停留在水面上方，支撑板1长度方向与波浪行进方向垂直，且三个支撑板1沿水面波浪行进方向依次间隔分布，且相邻支撑板1间固定连接有弹性连杆5，或者相邻支撑板1上的调节箱2间固定连接有弹性连杆5，当水面发生波浪时，各个支撑板1均随波浪而上下浮动，弹性连杆5因各个支撑板1的上下浮动而变形弯曲，相较于现有技术的平面固定机构而言，弹性连杆5的设置提高各个支撑板1的相对独立性，能够极大地吸收降低因波浪影响产生的剪切力，使得支撑板1和调节箱2适应水面波浪而不易解体散架；

调节箱2上固定连接有用于检测调节箱2的震荡程度的平衡感应器24，平衡感应器24为带有信号发射器的一体化振动传感器，且振动传感器中预设好一个高阈值和一个低阈值，在调节箱2震荡程度高于高阈值时信号发射器向外发出信号一，在调节箱2震荡程度低于低阈值时信号发射器向外发出信号二，调节箱2内壁固定连接有过滤网6，且过滤网6将调节箱2内腔分隔为左右分布的进水腔201、净水腔202，进水腔201下端连接有内部设置排水阀7的排水口，进水腔201内伸出有进水管8，且进水管8连接有从外界水域中抽水的抽水泵9，净水腔202中沿靠近过滤网6方向滑动设置有推水板10，且推水板10由驱动电机11驱动，排水阀7、抽水泵9、驱动电机11均与信号发射器信号连接，排水阀7接收到信号一时切换为关闭状态，且排水阀7在接收到信号二时切换为打开状态，抽水泵9和驱动电机11在未接收到信号一时均不工作，且抽水泵9和驱动电机11在接收到信号一时均工作；

调节箱2发生震荡的幅度和水面波浪大小正相关，当水面波浪过大使得调节箱2震荡程度过大至易发生倾覆时，调节箱2的震荡程度高于振动传感器预设的高阈值，信号发射器发出信号一，使得排水阀7关闭，抽水泵9将外界水域中的水通过进水管8送入进水腔201中，驱动电机11拉动推水板10沿靠近、远离过滤网6方向做往复运动，外界水域中的水进入调节箱2中增大调节箱2的重量，浮体4下沉，提高调节箱2、支撑板1和浮体4对波浪的抵抗力，从而降低调节箱2的震荡程度，避免调节箱2因过大的震荡而发生倾覆的问题，进水腔201中的水经过滤网6过滤掉污垢杂质后进入净水腔202中备用，且推水板10向靠近过滤网6滑动过程中将部分净水腔202中的水送回至进水腔201中，水流在从净水腔202回流至进水腔201时经过并冲刷过滤网6，避免过滤网6靠近进水腔201的端面上堆积过多污垢杂质而堵住过滤孔的问题，在波浪过去后水面再次恢复至平静时，调节箱2的震荡程度低于振动传感器预设的低阈值，信号发射器发出信号二，使得排水阀7打开，抽水泵9和驱动电机11因不再接收到信号一而停止工作，排水阀7排出进水腔201中的污水，调节箱2重量降低，再次使得浮体4上浮；

调节箱2上方固定设置有上端间通过蒸汽输送管20连通的蒸馏箱13和集水箱21，且蒸馏箱13与调节箱2下端面间固定连接有固定块35，净水腔202靠近过滤网6的上端通过第一连通管12与蒸馏箱13连通，且蒸馏箱13通过第二连通管15与进水腔201上端连通，且蒸馏箱13中设置有电加热板14，第二连通管15中设置有电磁阀门16，且电磁阀门16通过导线17与电加热板14、电源18和触压开关19电性连接，电源18和导线17位于蒸馏箱13和调节箱2之间，推水板10在向靠近过滤网6滑动过程中将净水腔202内部分水通过第一连通管12压入蒸馏箱13中，触压开关19位于净水腔202靠近过滤网6的一端，电加热板14和电磁阀门16并联设置，触压开关19内部具有压力传感器、接电连接头、第一连接头、第二连接头，且第一连接头和电加热板14电性连接，且第二连接头与电磁阀门16电性连接，触压接电连接头先与第二连接头电性连接，使得电磁阀门16通电打开，电加热板14断电关闭；

推水板10在驱动电机11驱动下沿靠近、远离过滤网6方向往复滑动，待推水板10第一次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19时，压力传感器接收到压力信号并控制接电连接头切换至与第一连接头电性连接，使得电磁阀门16断电关闭，电加热板14通电加热，在推水板10第二次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19前，电加热板14对进入蒸馏箱13中的水进行加热，水经加热后形成纯净的水蒸汽并在电加热板14上形成盐垢，水加热蒸发形成的纯净水蒸汽通过蒸汽输送管20进入集水箱21中并液化形成洁净的清洗水，直至推水板10第二次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19时，压力传感器接收到压力信号并控制接电连接头切换至与第二连接头电性连接，再次使得电磁阀门16通电打开，电加热板14断电关闭，在推水板10第三次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19前，推水板10送入蒸馏箱13中的水流动经过电加热板14并从第二连通管15进入进水腔201中，进入蒸馏箱13中的水流动并冲刷电加热板14上沾附的盐垢，避免电加热板14上堆积过多盐垢而影响其加热效果的问题，以此类推，在推水板10往复滑动过程中，进入蒸馏箱13中的水交替进行加热蒸发、冲刷电加热板14上盐垢操作，在驱动电机11停止工作后，推水板10离开触压开关19并长时间不再压迫触压开关19，压力传感器在长时间未受到压力情况下自动将接电连接头切换至与第二连接头电性连接，避免电加热板14在无水状况下仍继续加热而烧坏的问题；

光伏架3上固定连接有清洗管22，且清洗管22一端位于光伏板36上方，且清洗管22另一端安装在送水泵23送水端上，且送水泵23抽水端安装有伸入集水箱21底部的抽水管34，送水泵23与信号发射器信号连接，在波浪过去后水面再次恢复至平静时，调节箱2的震荡程度低于振动传感器预设的低阈值，信号发射器发出信号二，送水泵23接收到信号二并工作，送水泵23将集水箱21中洁净的清洗水送入清洗管22中，且送水泵23在抽完集水箱21中的清洗水后自动停止工作，避免送水泵23空吸而影响其使用寿命的问题，且抽水泵9和送水泵23由光伏发电提供电力，清洗水经清洗管22流淌在光伏板36上方并对光伏板36进行冲刷，去除光伏板36上因风浪带来的藻类、污泥等杂质，保证光伏板36的光电转化效率，且利用蒸馏后形成的清洗水进行清洗光伏板36，进一步提高对光伏板36的清洗效果。

实施例二：

实施例二在实施例一的基础上对电加热板14结构进行优化，即：电加热板14上设置有若干换热翅板141，换热翅片141的设置进一步提高电加热板14对水的加热效果，电加热板14倾斜向下设置，且蒸馏箱13与第一连通管12连通处位于电加热板14上端上方，且蒸馏箱13与第二连通管15连通处位于电加热板14下端上方，便于进入蒸馏箱13中的水在自身重力作用下通过第二连通管15流出。

实施例三：

实施例三在实施例一的基础上对调节箱2和浮体4的安装进行优化，即：支撑板1下方设置与调节箱2上下对齐的浮体4，且调节箱2和浮体4均活动贴靠在支撑板1上，调节箱2和浮体4上均固定连接有第一耳板25，且调节箱2和浮体4上的第一耳板25间通过第一螺栓26、第一螺母27拧紧固定，通过第一耳板25、第一螺栓26和第一螺母27的配合设置使得调节箱2、浮体4夹持固定在支撑板1上，且第一耳板25、第一螺栓26和第一螺母27的配合设置也便于从支撑板1上拆卸调节箱2、浮体4；

进一步的，支撑板1上方固定连接有若干夹持调节箱2的支撑夹板28，且支撑夹板28延伸方向与支撑板1长度方向垂直，且弹性连杆5固定连接在相邻支撑板1上的支撑夹板28之间，调节箱2固定连接有贴靠在支撑夹板28上的第二耳板29，且第二耳板29与支撑夹板28间通过第二螺栓30、第二螺母31拧紧固定，第二耳板29、第二螺栓30和第二螺母31的配合设置将调节箱2固定在支撑夹板28上，从而使得调节箱2和支撑板1间保持固定，避免调节箱2在支撑板1上滑动而脱落的问题；

更进一步的，相邻支撑板1上的支撑夹板28之间设置有若干挠性连杆32，且挠性连杆32端部与支撑夹板28端部间通过加固钢箍33固定，加固钢箍33和挠性连杆32的配合设置提高相邻支撑夹板28间的连接稳定性，进而提高相邻支撑板1间的连接稳定性，避免相邻支撑板1发生解体分离的问题。

一种施工工艺，用于上述的水面光伏电站的漂浮结构，包括如下步骤：

A，组装调节箱2并对调节箱2上的机构进行调试，并将浮体4和正常运行的调节箱2固定在支撑板1上，再将多个支撑板1输送至预定水域中；

B，将多个支撑板1平行放置并安装弹性连杆5、光伏板36；

C，将形成一个整体的多个支撑板1放置在水域中，且多个支撑板1沿波浪行进方向依次间隔分布；

D，通过固定锚、固定缆绳机构对多个支撑板1形成的整体进行固定。

工作原理：当水面发生波浪时，各个支撑板1均随波浪而上下浮动，使得支撑板1和调节箱2适应水面波浪而不易解体散架，弹性连杆5因各个支撑板1的上下浮动而变形弯曲并吸收剪切力，在调节箱2震荡程度过大时平衡感应器24发出信号一，排水阀7关闭，抽水泵9将外界水送入进水腔201中，调节箱2重量增大使得浮体4下沉，且进水腔201中的水经过滤网6进入净水腔202中，驱动电机11拉动推水板10沿靠近、远离过滤网6方向做往复运动，且推水板10向靠近过滤网6滑动过程中将部分净水腔202中的水送回至进水腔201中；

待推水板10第一次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19时，电磁阀门16断电关闭，电加热板14通电加热，在推水板10第二次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19前，电加热板14对进入蒸馏箱13中的水进行加热，水加热蒸发形成的水蒸汽通过蒸汽输送管20进入集水箱21中并液化形成清洗水，直至推水板10第二次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19时，电磁阀门16通电打开，电加热板14断电关闭，在推水板10第三次滑动至触压开关19处并压迫触压开关19前，推水板10送入蒸馏箱13中的水流动冲刷电加热板14并从第二连通管15进入进水腔201中，以此类推，在推水板10往复滑动过程中，进入蒸馏箱13中的水交替进行加热蒸发、冲刷电加热板14上盐垢操作；

在波浪过去后水面再次恢复至平静，平衡感应器24发出信号二，排水阀7打开并排出进水腔201中的污水，调节箱2重量降低使得浮体4上浮，送水泵23将集水箱21中洁净的清洗水送入清洗管22中，清洗水经清洗管22流淌在光伏板36上方并对光伏板36进行冲刷。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种水面光伏电站的漂浮结构，包括若干平行设置的支撑板(1)和上方固定连接光伏架(3)的调节箱(2)，且支撑板(1)上方沿其延伸方向固定连接有不少于一个调节箱(2)，其特征在于：所述支撑板(1)下方固定连接有浮体(4)，且相邻支撑板(1)间或相邻支撑板(1)上的调节箱(2)间固定连接有弹性连杆(5)，所述调节箱(2)内壁固定连接有过滤网(6)，且过滤网(6)将调节箱(2)内腔分隔为进水腔(201)和净水腔(202)，所述进水腔(201)中设置有排水阀(7)和进水管(8)，且进水管(8)连接有从外界抽水的抽水泵(9)，所述净水腔(202)中沿靠近过滤网(6)方向滑动设置有推水板(10)，且推水板(10)由驱动电机(11)驱动；

所述调节箱(2)上方固定设置有上端间通过蒸汽输送管(20)连通的蒸馏箱(13)和集水箱(21)，且集水箱(21)与伸向光伏架(3)上方的清洗管(22)间连接有送水泵(23)，且净水腔(202)靠近过滤网(6)的上端通过第一连通管(12)与蒸馏箱(13)连通，且蒸馏箱(13)通过第二连通管(15)与进水腔(201)上端连通，且蒸馏箱(13)中设置有电加热板(14)，所述第二连通管(15)中设置有电磁阀门(16)，且电磁阀门(16)通过导线(17)与电加热板(14)、电源(18)和触压开关(19)电性连接，所述触压开关(19)位于净水腔(202)靠近过滤网(6)的一端并与推水板(10)挤压配合，且触压开关(19)切换电加热板(14)和电磁阀门(16)交替工作，所述调节箱(2)上设置有平衡感应器(24)，且平衡感应器(24)检测到波动时控制排水阀(7)关闭，抽水泵(9)和驱动电机(11)工作，且平衡感应器(24)检测到平衡时控制排水阀(7)打开，送水泵(23)工作。

2.根据权利要求1所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：所述电加热板(14)上设置有若干换热翅板(141)。

3.根据权利要求1所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：所述电加热板(14)倾斜向下设置，且蒸馏箱(13)与第一连通管(12)连通处位于电加热板(14)上端上方，且蒸馏箱(13)与第二连通管(15)连通处位于电加热板(14)下端上方。

4.根据权利要求1所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：所述支撑板(1)下方设置有若干与调节箱(2)上下对齐的浮体(4)，且调节箱(2)和浮体(4)均贴靠在支撑板(1)上，所述调节箱(2)和浮体(4)上均固定连接有第一耳板(25)，且调节箱(2)和浮体(4)上的第一耳板(25)间通过第一螺栓(26)、第一螺母(27)拧紧固定。

5.根据权利要求4所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：所述支撑板(1)上方固定连接有若干夹持调节箱(2)的支撑夹板(28)，且支撑夹板(28)延伸方向与支撑板(1)延伸方向垂直，且弹性连杆(5)固定连接在相邻支撑板(1)上的支撑夹板(28)之间，所述调节箱(2)固定连接有贴靠在支撑夹板(28)上的第二耳板(29)，且第二耳板(29)与支撑夹板(28)间通过第二螺栓(30)、第二螺母(31)拧紧固定。

6.根据权利要求5所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：相邻支撑板(1)上的所述支撑夹板(28)之间设置有若干挠性连杆(32)，且挠性连杆(32)端部与支撑夹板(28)端部间通过加固钢箍(33)固定。

7.根据权利要求1所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：所述清洗管(22)远离光伏架(3)的一端安装在送水泵(23)送水端上，且送水泵(23)抽水端安装有伸入集水箱(21)底部的抽水管(34)。

8.根据权利要求1所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于：所述蒸馏箱(13)与调节箱(2)下端面间固定连接有固定块(35)，且电源(18)和导线(17)位于蒸馏箱(13)和调节箱(2)之间。

9.一种施工工艺，用于上述权利要求1-8任意一项所述的水面光伏电站的漂浮结构，其特征在于，包括如下步骤：

A，组装调节箱(2)并对调节箱(2)上的机构进行调试，并将浮体(4)和正常运行的调节箱(2)固定在支撑板(1)上，再将多个支撑板(1)输送至预定水域中；

B，将多个支撑板(1)平行放置并安装弹性连杆(5)、光伏板(36)；

C，将形成一个整体的多个支撑板(1)放置在水域中，且多个支撑板(1)沿波浪行进方向依次间隔分布；

D，通过固定锚、固定缆绳机构对多个支撑板(1)形成的整体进行固定。