CN117068335B - 抗风浪型浮式海上光伏装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶技术领域，具体提供了抗风浪型浮式海上光伏装置，包括浮台框架，浮板固定在浮台框架上，太阳能板固定在浮板的上表面，还包括稳定机构，稳定机构包括中央浮筒、连接管和浮筒支架，浮筒支架固定在浮板上，连接管滑动安装在浮筒支架上，中央浮筒固定在连接管的底端；遮挡机构包括防水布和布架，防水布的上端与布架的底部固定连接；调节机构包括多个浮球。设置有稳定机构和遮挡机构，浮台框架将浮板托起并离开海平面，当海浪来临时，通过稳定机构的中央浮筒缓冲海浪造成的冲击，防止浮板上下移动幅度过大导致浮板进入海水中，同时通过遮挡机构的防水布对浮台框架的四周边缘进行遮挡，防止海水溅射至太阳能板上。

Description

抗风浪型浮式海上光伏装置

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及抗风浪型浮式海上光伏装置。

背景技术

海上光伏发电是一种将光伏板漂浮在海上，以用于吸收太阳能而发电的技术, 光伏板漂用浮装置的特点是光伏板安装在箱式浮体上，箱式浮体相互连接形成光伏阵列，这种漂浮式光伏装置虽然解决了柔性光伏板用漂浮装置的缺陷，但是其长期经受海浪冲击，容易损坏或者容易被风和海浪打翻。

授权公告号为CN114735147B的中国专利，公开了一种抗风浪型浮式海上光伏装置，包括有光伏阵列和系泊单元，用于限制光伏阵列位置的系泊单元设置在光伏阵列的两侧和头部，光伏阵列包括有设置在迎浪面的消浪主体装置、设置在中间的共振消波浮体单元和设置在背浪面的普通型浮体单元，多个共振消波浮体单元之间连接后所成整体与消浪主体装置采用橡胶圈式连接器连接；多个共振消波浮体单元所成整体中的前后排共振消波浮体单元之间采用万向节式连接器连接；多个普通型浮体单元连接后所成整体与多个所述共振消波浮体单元连接后所成整体连接。然而，该专利依然存在一些不足：1、波浪较大推动光伏装置上下移动过程中，容易因光伏装置距离水面较近，导致海浪拍打在光伏板上。2、波浪与光伏装置的边缘撞击时会产生浪花，进而导致海水溅射在光伏板上，影响光伏板的发电效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决海上光伏装置布置完成后，海浪容易拍打光伏板的问题，本发明提供了抗风浪型浮式海上光伏装置来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：抗风浪型浮式海上光伏装置，包括浮台框架、浮板和太阳能板，所述浮板固定在所述浮台框架上，所述太阳能板固定在所述浮板的上表面，还包括稳定机构、遮挡机构和调节机构，所述稳定机构包括中央浮筒、连接管和浮筒支架，所述浮筒支架固定在所述浮板上，所述连接管滑动安装在所述浮筒支架上，所述中央浮筒固定在所述连接管的底端并且位于所述浮板的下方；所述遮挡机构包括防水布和布架，所述防水布围绕所述浮台框架的边缘布设，所述防水布的上端与所述布架的底部固定连接，所述防水布能够折叠收纳于所述浮台框架的边缘；所述调节机构包括多个浮球，所述浮球通过浮球座与所述浮台框架连接。

作为优选，所述稳定机构还包括缓冲活塞杆和缓冲支架，所述缓冲活塞杆滑动安装在所述连接管内，所述缓冲支架架设在所述浮筒支架的上表面并且与所述缓冲活塞杆固定连接。

作为优选，所述中央浮筒的底部还固定有伸缩外筒，所述伸缩外筒内滑动连接有伸缩内筒，所述连接管、中央浮筒和伸缩外筒相互连通，所述伸缩内筒和所述伸缩外筒之间抵接有复位弹簧，当所述缓冲活塞杆完全压入所述连接管后，所述伸缩内筒处于伸展状态。

作为优选，所述布架上固定有多个滑柱，所述滑柱与所述浮台框架滑动连接，所述滑柱的底部通过所述浮球座连接所述浮球。

作为优选，所述浮球座包括上座筒、单向筒、下座筒和推杆，所述上座筒固定在所述浮台框架上，所述单向筒固定在所述上座筒和下座筒之间并且与所述上座筒和下座筒连通，所述单向筒内的液体能够从下座筒流向上座筒，所述滑柱的底部滑动安装在所述上座筒内，所述推杆的一端滑动安装在所述下座筒内，所述浮球固定在所述推杆的另一端。

作为优选，所述推杆的底部向上弯曲并且与所述下座筒滑动连接，所述浮球最低点的高度低于所述布架的高度。

作为优选，所述单向筒的侧壁固定有单向进液口和单向出液口，所述单向进液口的直径大于所述单向出液口的直径。

作为优选，所述中央浮筒和所述浮球均采用橡胶制成。

本发明的有益效果：

其一，设置有稳定机构和遮挡机构，浮台框架将浮板托起并离开海平面，当海浪来临时，通过稳定机构的中央浮筒缓冲海浪造成的冲击，提升浮板的稳定性，防止浮板上下移动幅度过大导致浮板进入海水中，同时通过遮挡机构的防水布对浮台框架的四周边缘进行遮挡，防止海水溅射至太阳能板上。

其二，设置有浮球，浮球位于最外侧，首先与海浪接触，海浪将浮球抬起，浮球抬起后带动推杆向上移动，进而将下座筒内的液体送入上座筒内，将上座筒内的滑柱向上顶起，滑柱向上顶起后带动布架上升，布架上升即可将防水布向上展开，使防水布在海浪来临时的遮挡面积更大，以便将太阳能板的四周完全遮挡，防止海水溅射在太阳能板上，当海浪过去以后，浮球下降复位，滑柱下移使布架复位，防水布被收叠起来，避免防水布遮挡阳光，以便提升太阳能板在没有风浪时的发电效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的最优实施例的结构示意图；

图2是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的浮板的结构示意图；

图3是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的伸缩内筒的收回状态示意图；

图4是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的伸缩内筒的伸展状态示意图；

图5是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的稳定机构的剖视图；

图6是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的防水布的展开状态示意图；

图7是本发明抗风浪型浮式海上光伏装置的单向筒的结构示意图。

附图标记：1、浮台框架；2、浮板；3、太阳能板；4、稳定机构；5、遮挡机构；6、调节机构；7、中央浮筒；8、连接管；9、浮筒支架；10、防水布；11、布架；12、浮球；13、缓冲活塞杆；14、缓冲支架；15、伸缩外筒；16、伸缩内筒；17、复位弹簧；18、滑柱；19、上座筒；20、单向筒；21、下座筒；22、推杆；23、单向进液口；24、单向出液口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图7所示，本发明提供了抗风浪型浮式海上光伏装置的实施例，包括浮台框架1、浮板2和太阳能板3，浮板2固定在浮台框架1上，太阳能板3固定在浮板2的上表面，还包括稳定机构4、遮挡机构5和调节机构6，稳定机构4包括中央浮筒7、连接管8和浮筒支架9，浮筒支架9固定在浮板2上，连接管8滑动安装在浮筒支架9上，中央浮筒7固定在连接管8的底端并且位于浮板2的下方，中央浮筒7采用橡胶制成，整体呈圆筒形，圆筒形状有利于使中央浮筒7各处的受力平衡。

稳定机构4还包括缓冲活塞杆13和缓冲支架14，缓冲活塞杆13滑动安装在连接管8内，缓冲支架14架设在浮筒支架9的上表面并且与缓冲活塞杆13固定连接。

抗风浪型浮式海上光伏装置放置在海上后，中央浮筒7浸没在海水中，浮台框架1漂浮在海面上，浮板2的边缘被浮台框架1抬起并脱离海平面，通过中央浮筒7对浮板2的中心进行支撑，当海浪较大时，中央浮筒7被海浪向上推起，中央浮筒7升起的过程中推动与之连接的连接管8向上升起，而浮筒支架9和浮板2由于惯性作用保持不动，进而使缓冲活塞杆13和缓冲支架14保持不动，即海浪来临时能够将中央浮筒7和连接管8同时向上推动，使缓冲活塞杆13向连接管8内移动，此时连接管8内的空气被压缩，实现缓冲效果，使浮板2能够保持稳定。

中央浮筒7的底部还固定有伸缩外筒15，伸缩外筒15内滑动连接有伸缩内筒16，连接管8、中央浮筒7和伸缩外筒15相互连通，伸缩内筒16和伸缩外筒15之间抵接有复位弹簧17，当缓冲活塞杆13完全压入连接管8后，伸缩内筒16处于伸展状态。

由于空气被压缩，导致空气压强变大，压缩后的空气能够将伸缩内筒16从伸缩外筒15中顶出，使伸缩外筒15和伸缩内筒16整体的体积增大，进而排开更多的海水使中央浮筒7的浮力变大，中央浮筒7受到的浮力变大后能够推动浮板2向上移动，使浮板2与海平面脱离，即海浪来临时，首先通过中央浮筒7和连接管8将海浪造成的冲击力吸收一部分，之后通过伸缩外筒15和伸缩内筒16将中央浮筒7受到的冲击力转换成向上的浮力，推动浮板2上移，使浮板2在海浪环境下依然能够在海平面上保持稳定，防止海水溅射到浮板2上的太阳能板3。

遮挡机构5包括防水布10和布架11，防水布10围绕浮台框架1的边缘布设，防水布10的上端与布架11的底部固定连接，防水布10能够折叠收纳于浮台框架1的边缘。通过布架11将防水布10撑开，使防水布10能够对浮台框架1的四周边缘进行遮挡，防止水花从浮台框架1的边缘溅射到浮板2上。

调节机构6包括多个浮球12，浮球12为橡胶球，浮球12通过浮球座与浮台框架1连接，布架11上固定有多个滑柱18，滑柱18与浮台框架1滑动连接，滑柱18的底部通过浮球座连接浮球12。

浮球座包括上座筒19、单向筒20、下座筒21和推杆22，上座筒19固定在浮台框架1上，单向筒20固定在上座筒19和下座筒21之间并且与上座筒19和下座筒21连通，单向筒20内的液体能够从下座筒21流向上座筒19，滑柱18的底部滑动安装在上座筒19内，推杆22的一端滑动安装在下座筒21内，浮球12固定在推杆22的另一端。

调节机构6的工作原理是：当海浪冲击时，浮球12位于最外侧，首先与海浪接触，海浪将浮球12抬起，浮球12抬起后带动推杆22向上移动，进而将下座筒21内的液体送入上座筒19内，将上座筒19内的滑柱18向上顶起，滑柱18向上顶起后带动布架11上升，布架11上升即可将防水布10向上展开，使防水布10在海浪来临时的遮挡面积更大，以便将太阳能板3的四周完全遮挡，防止海水溅射在太阳能板3上，当海浪过去以后，浮球12下降复位，滑柱18下移使布架11复位，防水布10被收叠起来，避免防水布10遮挡阳光，以便提升太阳能板3在没有风浪时的发电效率。

推杆22的底部向上弯曲并且与下座筒21滑动连接，浮球12最低点的高度低于布架11的高度，因此若海浪提升至能够推动浮球12上升，则此时防水布10也会及时展开，防止较高的海浪越过浮台框架1后拍打在太阳能板3上。

单向筒20的侧壁固定有单向进液口23和单向出液口24，单向进液口23的直径大于单向出液口24的直径，当海浪持续不断时，海浪会推动浮球12并带动推杆22上下往复移动，此时推杆22能够源源不断的将海水从单向进液口23吸入单向筒20内并泵送进入上座筒19内，使上座筒19内的滑柱18保持升起状态，使防水布10一直展开，以防止海水溅射，当海浪平静后，上座筒19内的液体落回单向筒20内并从单向出液口24排出，滑柱18收入上座筒19内，以便使防水布10折叠起来，避免防水布10挡住阳光。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

Claims (5)

1.抗风浪型浮式海上光伏装置，包括浮台框架（1）、浮板（2）和太阳能板（3），所述浮板（2）固定在所述浮台框架（1）上，所述太阳能板（3）固定在所述浮板（2）的上表面，其特征在于：还包括稳定机构（4）、遮挡机构（5）和调节机构（6），所述稳定机构（4）包括中央浮筒（7）、连接管（8）和浮筒支架（9），所述浮筒支架（9）固定在所述浮板（2）上，所述连接管（8）滑动安装在所述浮筒支架（9）上，所述中央浮筒（7）固定在所述连接管（8）的底端并且位于所述浮板（2）的下方；

所述遮挡机构（5）包括防水布（10）和布架（11），所述防水布（10）围绕所述浮台框架（1）的边缘布设，所述防水布（10）的上端与所述布架（11）的底部固定连接，所述防水布（10）能够折叠收纳于所述浮台框架（1）的边缘；

所述调节机构（6）包括多个浮球（12），所述浮球（12）通过浮球座与所述浮台框架（1）连接；

所述布架（11）上固定有多个滑柱（18），所述滑柱（18）与所述浮台框架（1）滑动连接，所述滑柱（18）的底部通过所述浮球座连接所述浮球（12）；

所述浮球座包括上座筒（19）、单向筒（20）、下座筒（21）和推杆（22），所述上座筒（19）固定在所述浮台框架（1）上，所述单向筒（20）固定在所述上座筒（19）和下座筒（21）之间并且与所述上座筒（19）和下座筒（21）连通，所述单向筒（20）内的液体能够从下座筒（21）流向上座筒（19），所述滑柱（18）的底部滑动安装在所述上座筒（19）内，所述推杆（22）的一端滑动安装在所述下座筒（21）内，所述浮球（12）固定在所述推杆（22）的另一端；

所述推杆（22）的底部向上弯曲并且与所述下座筒（21）滑动连接，所述浮球（12）最低点的高度低于所述布架（11）的高度。

2.如权利要求1所述的抗风浪型浮式海上光伏装置，其特征在于：所述稳定机构（4）还包括缓冲活塞杆（13）和缓冲支架（14），所述缓冲活塞杆（13）滑动安装在所述连接管（8）内，所述缓冲支架（14）架设在所述浮筒支架（9）的上表面并且与所述缓冲活塞杆（13）固定连接。

3.如权利要求2所述的抗风浪型浮式海上光伏装置，其特征在于：所述中央浮筒（7）的底部还固定有伸缩外筒（15），所述伸缩外筒（15）内滑动连接有伸缩内筒（16），所述连接管（8）、中央浮筒（7）和伸缩外筒（15）相互连通，所述伸缩内筒（16）和所述伸缩外筒（15）之间抵接有复位弹簧（17），当所述缓冲活塞杆（13）完全压入所述连接管（8）后，所述伸缩内筒（16）处于伸展状态。

4.如权利要求1所述的抗风浪型浮式海上光伏装置，其特征在于：所述单向筒（20）的侧壁固定有单向进液口（23）和单向出液口（24），所述单向进液口（23）的直径大于所述单向出液口（24）的直径。

5.如权利要求1所述的抗风浪型浮式海上光伏装置，其特征在于：所述中央浮筒（7）和所述浮球（12）均采用橡胶制成。