CN115258092A - 一种浮运式水上光伏整体安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浮运式水上光伏整体安装方法，其通过水上辅助安装工具完成；水上辅助安装工具包括用于连接两自航驳船并吊装光伏组件的门架和具有自浮功能的托架；安装步骤包括：S1、利用门架连接两自航驳船，将光伏组件置于托架上并运至门架下方，S2、自航驳船吊装光伏组件至施工位置，S3、光伏组件运至水上桩基结构上方；S4、光伏组件与桩基结构插装固定；S5、托架下落并浮于水面并与门架分离，托架通过防风绳拖离桩基础；该方法利用水上辅助安装工具实现将模块化水上光伏结构的起吊模块与水上桩基结构对接固定，无需占用大量的船舶与人力资源，且整个施工过程高效、便捷，作业成本低。
Description
技术领域
本发明涉及水面、湖泊、近海、远海水上光伏技术领域，特别涉及一种浮运式水上光伏整体安装方法。
背景技术
目前，光伏发电设备需要由较多零散组件拼装而成。仅就光伏板一项而言，现阶段常用的光伏板单片功率为550Wp，而要完成100MWp海上光伏电站，则需要拼装约18万片光伏板，即光伏发电设置本身即作业量巨大。
近几年，水上光伏发电设施施工大面积开展，由于水上作业的特殊性，在水上进行光伏发电设施施工作业的中，每个工作面均需船舶进行配合，导致无法大面积展开施工，而大量而繁琐的拼装作业如果也在水上完成必然不是可行的方案。因此，为了减少作业船舶、提供施工效率，有必要设计一种模块化水上光伏结构并配套有相应的便捷安装方法，以实现岸上拼装与水面吊装相结合的施工方法，不仅节省船舶作业的时长，同时也能实现节省人工成本和设施造价成本的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现低成本施工、高效、便捷施工的浮运式水上光伏整体安装方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种浮运式水上光伏整体安装方法，其通过水上辅助安装工具完成；水上辅助安装工具包括门架和若干个托架；其中，
门架包括若干个倒U形桁架梁和两根滑移梁构成；若干个倒U形桁架梁自船头至船尾以骑跨的方式间隔固定在船体甲板上；两根滑移梁平行且间隔设置，并分别固定在若干个倒U形桁架梁顶面两侧；在位于每相邻两个倒U形桁架梁之间的两根滑移梁上各设置有两条吊绳，每条吊绳顶部设置有一个起重装置吊点，每条吊绳的底部设置有吊钩；
若干个托架呈一字排列地置于门架的下方，并分别一一对应地设置在每相邻两个倒U形桁架梁之间；托架包括桁架梁组、自浮组件和防撞垫组；自浮组件的长度大于光伏组件的横向长度，其宽度小于光伏组件底部相邻插头之间的间距；桁架梁组由两根长度大于自浮组件的长度的桁架梁构成，二者对称固定在自浮组件的两个长边侧，且在每根桁架梁的两端顶面上各设置有一个吊点；防撞垫组由两块防撞垫构成，二者呈对称设置并分别固定在桁架梁上与自浮组件相对的外侧壁面上。
进一步地，门架的内侧宽度大于光伏组件的长度，门架的内侧高度满足：光伏组件通过绳索吊装在门机上时，光伏组件的底部位于水中桩基础的上方。
进一步地，自浮组件由若干个呈矩形阵列方式排布并相相连接的浮筒、泡沫块或气囊构成。
进一步地，防撞气垫采用柔性材料或弹性材料制成的气垫，如橡胶垫。
进一步地，托架还包括有滚轮组，滚轮组由若干个滚轮构成，其间隔设置在两根桁架梁的底面上，使托架能够通过滚轮组易于在岸上受牵引而移动。
在船体甲板上自由移动U形桁架梁、以及托架中的桁架梁采用钢筋混凝土制桁架梁、钢制桁架梁、或混凝土与钢材结合形成的桁架梁。
一种利用上述水上辅助安装工具实现的浮运式水上光伏整体安装方法，安装步骤具体如下：
S1、将两条自航驳船以骑跨的方式停泊于突堤式码头两侧，门架以骑跨方式架设并固定在两条自航驳船的甲板上；将若干套组装完成的光伏组件分别吊装至各托架上并下落在托架的横梁组上；利用牵引设备将各托架一字间隔排布于突堤式码头上，各托架上的四个吊点分别挂在位于其上方的四条吊绳的吊钩上；各托架上预先绑扎有缆风绳；
其中，自航驳船具有插桩驻位或DP2定位功能，以实现通过升降系统将驳船抬出水面；两条自航驳船的内缘宽度应大于带有自浮功能的托架的长度；
S2、将自航驳船上位于各托架邻侧的起重装置与邻侧四条吊绳上的起重装置吊点通过绳索进行连接，以将载有光伏组件的托架吊起，并使其底部高于水中桩基础的顶端；
S3、自航驳船带动门架将若干套光伏组件浮运至待就位桩基顶面上方，并粗略调整整体光伏组件与桩基的水平位置关系；
S4、自航驳船驻位，通过调整吊绳在滑移梁上的相对位置，对光伏组件的水平位置进行精确调整，通过起重装置下放吊绳，使光伏组件底部的插头刚好插入至桩基础顶部空心承口内，调整光伏组件的垂直度后，将光伏组件底部的插头与桩基础进行永久固定；
S5、起重装置继续下放吊绳，使托架落入水中并浮在水面上，此时吊绳逐渐松弛，其底部的吊钩与托架上的吊点自然脱开；
S6、利用预先绑扎的缆风绳将带有自浮功能的托架拖出桩间，而后吊装至置于自航驳船上，返航。
进一步地，在步骤S1中，吊绳的长度大于门架顶部至水面的距离，以使托架能够下放至落于水面上。吊绳为钢丝绳或吊带。
进一步地，在步骤S4中，永久固定连接方式为灌浆连接、焊接、或螺栓连接。
与现有技术相比，该浮运式水上光伏整体安装方法基于模块化水上光伏结构设计而成，其利用水上辅助安装工具可实现将模块化水上光伏结构的起吊模块与水上桩基结构对接固定，无需占用大量的船舶与人力资源，大幅度降低水上安装工作量，且整个施工过程高效、便捷，作业成本低。
附图说明
图1为本发明的浮运式水上光伏整体安装方法中的通过自航驳船将架空的若干套光伏组件运输至施工现场的俯视图；
图2为本发明的浮运式水上光伏整体安装方法中将托架置于光伏组件下方架空层内的侧视图；
图3为本发明的浮运式水上光伏整体安装方法中吊装提升时通过托架与光伏组件底部接触提起光伏组件的俯视图；
图4为本发明的浮运式水上光伏整体安装方法中光伏组件底部插头吊装入位至桩基础顶部空心承口过程中的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
该浮运式水上光伏整体安装工具及方法为针对模块化水上光伏结构而设计的。其中，模块化水上光伏结构由自下而上依次设置的桩基结构2、承插结构、光伏板支撑结构和光伏组件6；桩基结构2由若干根桩基础构成，其根据预设的桩间距固定在水体中；承插结构、光伏板支撑结构和光伏板依次连接形成一个整体的光伏组件6，该光伏组件6作为整体起吊模块，在陆上进行组装完成后，通过驳船运输至水上作业面上，与桩基结构2插装固定连接后，即完成模块化水上光伏结构的安装。为了实现光伏组件6与桩基结构2之间的连接，承插结构包括若干个设置在光伏组件6底部的圆柱形插头，以及若干个分别固定在构成桩基结构2的各桩基础顶端内壁上的板塞，使各桩基础顶端形成有空心承口。
参见图2和图4，一种适用于浮运式水上光伏整体安装的水上辅助安装工具，其包括门架4和两个托架7；其中，
门架4包括三个倒U形桁架梁和两根滑移梁51构成；三个倒U形桁架梁自船头至船尾以骑跨的方式间隔固定在船体甲板上；其中，门架4的内侧宽度大于光伏组件6的长度，门架4的内侧高度满足：光伏组件6通过绳索吊装在门机4上时，光伏组件6的底部位于水中桩基础的上方；
两根滑移梁51平行且间隔设置，并分别固定在三个倒U形桁架梁顶面两侧；在位于每相邻两个倒U形桁架梁之间的两根滑移梁51上各设置有两条吊绳，每条吊绳顶部设置有一个起重装置吊点5，每条吊绳的底部设置有吊钩；吊绳与滑移梁之间能够相对滑动，进而通过调整两个水平方向的吊点位置，使起吊的光伏组件6底部的各插头与下方桩基础一一对应并对中；
两个托架7并列置于门架4的下方，并分别一一对应地设置在每相邻两个倒U形桁架梁之间；托架7包括桁架梁组、自浮组件和防撞垫组和滚轮组；其中，
自浮组件具体为浮筒组件，其由若干个呈矩形阵列方式排布并相相连接的浮筒构成；浮筒组件的长度大于光伏组件6的横向长度，其宽度小于光伏组件6底部相邻插头之间的间距；
桁架梁组由两根长度大于自浮组件的长度的桁架梁构成，二者对称固定在自浮组件的两个长边侧，且在每根桁架梁的两端顶面上各设置有一个吊点；桁架梁具体采用钢制桁架梁；
防撞垫组由两块防撞垫构成，二者呈对称设置并分别固定在桁架梁上与自浮组件相对的外侧壁面上；防撞气垫具体采用橡胶垫；
滚轮组由若干个滚轮构成，其间隔设置在两根桁架梁的底面上，使托架7能够通过滚轮组易于在岸上受牵引而移动；各滚轮还设有锁定机构，使其运移到位后能够固定在相应位置处；
参见图1～图4，采用上述水上辅助安装工具实现的浮运式水上光伏整体安装方法，其安装步骤具体如下：
S1、将两条具有插桩驻位功能的自航驳船3以骑跨的方式停泊于突堤式码头两侧，门架4以骑跨方式架设并固定在两条自航驳船3的甲板上；其中，门架4的刚度应足够大使两艘自航驳船3连成整体、同步行驶，施工作业时协同受力；将两套组装完成的光伏组件6分别吊装至两个托架7上并下落在托架7的横梁组上；利用牵引设备将两个托架拉至突堤式码头上，各托架7上的四个吊点分别挂在位于其上方的四条吊绳的吊钩上；吊绳的长度大于门架4顶部至水面1的距离，以使托架7能够下放至落于水面1上；此外，各托架7上预先绑扎有缆风绳；
S2、将自航驳船3上位于各托架7邻侧的起重装置与邻侧四条吊绳上的起重装置吊点5通过绳索进行连接，以将载有光伏组件6的托架7吊起，并使其底部高于水中桩基础的顶端；
S3、自航驳船3带动门架将两套光伏组件6浮运至待就位桩基顶面上方，并粗略调整整体光伏组件6与桩基的水平位置关系；
S4、自航驳船3分别利用设置在船头和船尾的两根固定桩8以插桩的方式进行停船驻位，具体为，桩基础桩脚可以带有桩靴，桩基础升降模式包括但不限于齿轮齿条升降系统、旋压升降系统或液压升降系统；而后，通过调整吊绳在滑移梁51上的相对位置，对光伏组件6的水平位置进行精确调整，通过起重装置下放吊绳，使光伏组件6底部的插头刚好插入至桩基础顶部空心承口内，调整光伏组件6的垂直度后，将光伏组件6底部的插头与桩基础进行永久固定；其中，永久固定连接方式为灌浆连接、焊接、或螺栓连接；以灌浆连接方式为例，在光伏组件6底部插头插装至桩基结构2的各桩基础顶端空心承口内并完成垂直度调整后，向腔室内灌注水泥浆，在插头与空腔内壁之间形成灌浆层，待水泥浆固化后，各插头与桩基础之间形成可靠连接；
S5、起重装置继续下放吊绳，使托架7落入水中并浮在水面1上，此时吊绳逐渐松弛，其底部的吊钩与托架7上的吊点自然脱开；
S6、利用预先绑扎的缆风绳将带有自浮功能的托架拖出桩间，而后吊装至置于自航驳船3上，返航。
综上所述，该浮运式水上光伏整体安装方法可以大幅度降低水上安装工作量，仅需要依靠自航驳船即可完成水上光伏整体安装，无需在海面上进行光伏板拼装、线路连接、结构组件拼装等占用大量船舶与人力资源的低效率作业。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，其通过水上辅助安装工具完成；水上辅助安装工具包括门架(4)和若干个托架(7)；其中，
门架(4)包括若干个倒U形桁架梁和两根滑移梁(51)构成；若干个倒U形桁架梁自船头至船尾以骑跨的方式间隔固定在船体甲板上；两根滑移梁(51)平行且间隔设置，并分别固定在若干个倒U形桁架梁顶面两侧；在位于每相邻两个倒U形桁架梁之间的两根滑移梁(51)上各设置有两条吊绳，每条吊绳顶部设置有一个起重装置吊点(5)，每条吊绳的底部设置有吊钩；
若干个托架(7)呈一字排列地置于门架(4)的下方，并分别一一对应地设置在每相邻两个倒U形桁架梁之间；托架(7)包括桁架梁组、自浮组件和防撞垫组；自浮组件的长度大于光伏组件的横向长度，其宽度小于光伏组件底部相邻插头之间的间距；桁架梁组由两根长度大于自浮组件的长度的桁架梁构成，二者对称固定在自浮组件的两个长边侧，且在每根桁架梁的两端顶面上各设置有一个吊点；防撞垫组由两块防撞垫构成，二者呈对称设置并分别固定在桁架梁上与自浮组件相对的外侧壁面上。
2.根据权利要求1所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，门架(4)的内侧宽度大于光伏组件的长度，门架(4)的内侧高度满足：光伏组件通过绳索吊装在门机(4)上时，光伏组件的底部位于水中桩基础的上方。
3.根据权利要求1所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，自浮组件由若干个呈矩形阵列方式排布并相相连接的浮筒、泡沫块或气囊构成。
4.根据权利要求1所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，防撞气垫采用橡胶垫。
5.根据权利要求1所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，托架(7)还包括有滚轮组，滚轮组由若干个滚轮构成，其间隔设置在两根桁架梁的底面上，使托架(7)能够通过滚轮组易于在岸上受牵引而移动。
6.根据权利要求1所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，U形桁架梁、以及托架(3)中的桁架梁采用钢筋混凝土制桁架梁、钢制桁架梁、或混凝土与钢材结合形成的桁架梁。
7.根据权利要求1～6任一项所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，安装步骤具体如下：
S1、将两条自航驳船以骑跨的方式停泊于突堤式码头两侧，门架(4)以骑跨方式架设并固定在两条自航驳船的甲板上；将若干套组装完成的光伏组件分别吊装至各托架(7)上并下落在托架(7)的横梁组上；利用牵引设备将各托架(7)一字间隔排布于突堤式码头上，各托架(7)上的四个吊点分别挂在位于其上方的四条吊绳的吊钩上；各托架(7)上预先绑扎有缆风绳；
S2、将自航驳船上位于各托架(7)邻侧的起重装置与邻侧四条吊绳上的起重装置吊点(5)通过绳索进行连接，以将载有光伏组件的托架(7)吊起，并使其底部高于水中桩基础的顶端；
S3、自航驳船带动门架将若干套光伏组件浮运至待就位桩基顶面上方，并粗略调整整体光伏组件与桩基的水平位置关系；
S4、自航驳船驻位，通过调整吊绳在滑移梁(51)上的相对位置，对光伏组件的水平位置进行精确调整，通过起重装置下放吊绳，使光伏组件底部的插头刚好插入至桩基础顶部空心承口内，调整光伏组件的垂直度后，将光伏组件底部的插头与桩基础进行永久固定；
S5、起重装置继续下放吊绳，使托架(7)落入水中并浮在水面上，此时吊绳逐渐松弛，其底部的吊钩与托架(7)上的吊点自然脱开；
S6、利用预先绑扎的缆风绳将带有自浮功能的托架拖出桩间，而后吊装至置于自航驳船上，返航。
8.根据权利要求7所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，在步骤S1中，吊绳的长度大于门架(4)顶部至水面的距离，以使托架(7)能够下放至落于水面上。
9.根据权利要求7所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，吊绳为钢丝绳或吊带。
10.根据权利要求7所述的浮运式水上光伏整体安装方法，其特征在于，在步骤S4中，永久固定连接方式为灌浆连接、焊接、或螺栓连接。
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| CN117552396A (zh) * | 2023-10-19 | 2024-02-13 | 华电重工股份有限公司 | 海上光伏的安装方法及安装系统 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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