CN117125198A - 一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法 - Google Patents

一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法 Download PDF

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Abstract

一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，包括：在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘，设置浮动水平梁和定位桩，定位桩为直桩，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；或者，定位桩采用半叉桩；或者，定位桩为直桩，同时在定位桩外侧相应设置锚固系统；所述定位桩，桩顶高于当地最高水位，桩底进入泥面一定深度，桩基类型采用钢管桩等；所述浮动水平梁，采用水密的或内填泡沫塑料的钢管或钢箱梁，水平放置在漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘外的水面上，随水面浮动，在定位桩侧采用抱箍或抱链等方式与定位桩连接，另一侧与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接。适用于在江、河、湖、海、水库、蓄水池的水面上建设的光伏发电工程。

Description

一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法
技术领域
本发明属于光伏发电工程行业的规划建设领域，特别是涉及一种水上光伏发电工程漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法。
背景技术
一、为避免歧义，说明有关用词的含义：
1、本说明书所称的“水上光伏发电系统”指，在水面上利用太阳电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
2、本说明书所称的“漂浮式水上光伏发电系统”指，在江、河、湖、海、水库、池塘、水产养殖塘的水面上，设置浮体，在浮体上安装光伏方阵的水上光伏发电系统，通常由多个“漂浮式水上光伏方阵”、漂浮式设备平台等组成。
3、本说明书所称的“浮体”属于现有技术，指，在漂浮式水上光伏发电系统中，具有支撑作用，使光伏发电系统整体漂浮于水面之上的部分，即为漂浮在水面上用于安装光伏发电系统(包括光伏组件、汇流箱、组串式逆变器、电缆等)的漂浮系统的单元，一般采用HDPE(高密度聚乙烯)材料制作，通常包括主浮体(用于安装光伏组件)、走道浮体、连接浮体、汇流箱浮体、设备浮体等。
4、本说明书所称的“漂浮式水上光伏方阵浮体整体”属于现有技术，指，由多排多列单个不同种类的浮体，通过螺栓连接形成整体，用于安装水上光伏方阵。
5、本说明书所称的“锚固系统”属于现有技术，指，通过锚绳(又称系泊缆)或撑杆将漂浮式水面光伏方阵与锚固点连接，使漂浮式水面光伏方阵具有抵御一定环境条件的能力，保证设计环境条件下的方阵稳定性及安全性，又称系泊系统。本说明书所称的“锚固点”属于现有技术，指，为锚固系统提供水平承载力及竖向承载力的固定结构物，通常包括钢筋混凝土锚块或锚桩。本说明书所称的“锚桩”属于现有技术，指，桩底进入泥面、桩顶高于泥面而低于水面的桩基结构。
二、漂浮式水上光伏方阵固定位置的现有方法
漂浮式水上光伏方阵通常采用“锚固系统”固定位置，通过锚绳(系泊缆)或撑杆将漂浮式水面光伏方阵与锚固点连接，使漂浮式水面光伏方阵具有抵御一定环境条件的能力，保证设计环境条件下的方阵稳定性及安全性。锚固点通常包括钢筋混凝土锚块或锚桩。锚桩的桩底进入泥面、桩顶高于泥面而低于水面。
为了便于与下文的发明内容比较，现举例说明现有漂浮式水上光伏方阵“锚固系统”技术，实施例甲和实施例乙的站址甲条件为：1)最高水位为6.5m，最低水位为0.5m，泥面高程为-0.5～-2.5m，-15m以浅的浅层地基为淤泥地基，自然含水量(含水率)50％～70％，-15m以下为粘性土或沙性土等地基持力层；2)设计波高H1％＝1m，水面最大风速为32.2m/s，最大流速为0.5m/s；3)单个漂浮式水上光伏方阵参数：平面尺度为95m×155m，浮体厚度(高度)为0.18m，光伏板的水平倾角为5°，装机容量为2MWp。
现有漂浮式水上光伏方阵“锚固系统”技术实施例甲：钢筋混凝土锚块+锚绳系统
1、参见图01、图02，在漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘202处，设置一定数量的锚固系统，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置。锚固系统由锚绳601和钢筋混凝土锚块602组成，锚绳601的顶端连接漂浮式水面光伏方阵边缘浮体203，纵向间距2.5m(通常为2.5～6m)，底端连接钢筋混凝土锚块602，纵向间距5m(通常为5～6m)，钢筋混凝土锚块602顶面埋深0m，即顶面位于泥面103处。浮体采用HDPE(高密度聚乙烯)材料制作，拉伸弹性模量约为0.84～0.95GPa，弯曲弹性模量约为0.73～0.81Gpa；
作用在单个漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的水平作用力设计值为1135kN，设置钢筋混凝土锚块602共100个，作用在单个锚块602上的水平作用力设计值为37kN。
2、缺点：
1)光伏方阵范围内不同位置的泥面高程存在差异(-0.5～-2.5m)，导致各锚块602的高程不一，在不同水位条件下各锚绳601的张紧程度不一，如果在最高水位时各锚绳601张紧程度一致(参见图02)，则在最低水位时各锚绳601张紧程度就不一致(参见图04)，如果在最低水位时各锚绳601张紧程度一致，则在最高水位时各锚绳601张紧程度就不一致，而漂浮式光伏方阵浮体整体200由HDPE浮体组成，浮体之间采用螺栓连接，浮体的拉伸弹性模量、弯曲弹性模量较小(拉伸弹性模量、弯曲弹性模量不到钢材弹性模量206GPa的1/200)，相应的抗拉刚度、弯曲刚度也较小，将导致漂浮式光伏方阵浮体整体200在平面上发生显著变形(参见图03、图04)，影响漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的耐久性和使用寿命；
2)锚块602容易在使用期不同程度地进一步沉入淤泥104内，各锚块602沉入淤泥104的深度不一，导致各锚绳601的张紧程度不一，而漂浮式光伏方阵浮体整体200由HDPE浮体组成，浮体之间采用螺栓连接，浮体的拉伸弹性模量、弯曲弹性模量较小，相应的抗拉刚度、弯曲刚度也较小，将导致漂浮式光伏方阵浮体整体200在平面上发生显著变形，影响漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的耐久性和使用寿命；
3)作用在漂浮式水上光伏方阵上的风荷载、波浪作用力和水流力，通过漂浮式水面光伏方阵边缘浮体203传递到锚绳601，锚绳601的顶端间距2.5～6m，则漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的受力点间距同样为2.5～6m，受力点间距过大，导致边缘浮体的受力不均匀，容易造成漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的平面变形，影响漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的耐久性和使用寿命；
4)根据水深条件和水位差条件，漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘202外的一侧锚固系统占用的水域宽度701达到25m，导致可利用的水域面积损失很多，水面积损失率＝[(95+2*25)*(155+2*25)-95*155]/[(95+2*25)*(155+2*25)]＝50.5％；
5)迄今为止缺少公认的、可靠的锚块重量理论计算方法，往往需要通过假定条件下的室内试验研究确定，技术可靠性存疑，已有多个该类工程在投产后出现走锚及其引起的光伏方阵损坏问题。
现有漂浮式水上光伏方阵“锚固系统”技术实施例乙：锚桩+锚绳系统
1、参见图05，在漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘202处，设置一定数量的锚固系统，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置。锚固系统由锚绳601和锚桩603组成，锚绳601的顶端连接漂浮式水面光伏方阵边缘浮体203，纵向间距2.5m(通常为2.5～6m)，底端连接锚桩603，纵向间距5m(通常为5～6m)，锚桩603的桩底进入泥面，至-16m，桩顶高于泥面103而低于水面，取-0.5m。浮体采用HDPE(高密度聚乙烯)材料制作，拉伸弹性模量约为0.84～0.95GPa，弯曲弹性模量约为0.73～0.81Gpa；
作用在单个漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的水平作用力设计值为1135kN，设置锚桩603共100个，作用在单个锚块602上的水平作用力设计值为37kN。
2、缺点：
1)如果光伏方阵范围内不同位置的泥面高程、地质存在差异，锚桩603顶高程不一，在不同水位条件下(如最高水位和最低水位)，各锚绳601的张紧程度不一，而漂浮式光伏方阵浮体整体200由HDPE浮体组成，浮体之间采用螺栓连接，浮体的拉伸弹性模量、弯曲弹性模量较小(拉伸弹性模量、弯曲弹性模量不到钢材弹性模量206GPa的1/200)，相应的抗拉刚度、弯曲刚度也较小，将导致漂浮式水上光伏方阵浮体整体200在平面上发生显著变形，影响漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的耐久性和使用寿命；
2)同实施例甲的“2、3)”；
3)根据水深条件和水位差条件，漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘202外的一侧锚固系统占用的水域宽度701达到21m，导致可利用的水域面积损失较多，水面积损失率＝[(95+2*21)*(155+2*21)-95*155]/[(95+2*21)*(155+2*21)]＝45.4％。
综上所述，现有技术存在诸多问题，一直以来困扰行业而未能得到解决，影响了水上光伏发电行业的发展，特别是在风速、波高、流速较大地区水上光伏发电行业的发展。
发明内容
为避免歧义，说明有关用词的含义：
1、本说明书所称“定位桩”属于本发明技术方案的一部分(不属于现有技术)，指，设置在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，为漂浮式水上光伏方阵固定位置的桩基结构，纵向间距一般5～30m，其桩顶一般高于当地25～50年一遇高水位，其桩底进入泥面一定深度。定位桩不同于锚桩。
2、本说明书所称“浮动水平梁”属于本发明技术方案的一部分(不属于现有技术)，指，水平放置在漂浮式水上光伏方阵整体的四周边界外缘处的水面上、与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接、随水面浮动的钢管或钢箱梁，钢管或钢箱梁两端封闭形成水密产生浮力，或钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料产生浮力。
本发明的目的在于为漂浮式水上光伏方阵提供一种新的技术可靠的固定方法，大幅度提高漂浮式水上光伏方阵浮体整体在平面上的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度，从而大幅度地减小漂浮式水上光伏方阵浮体整体在平面上的变形，有效提高漂浮式水上光伏方阵浮体的耐久性，同时大幅度地减小漂浮式水上光伏方阵固定系统占用水域的宽度，有效提高水域面积的利用率(即有效降低水域面积的损失率)，解决现有技术的不足。
为实现以上目标，本发明提供的技术方案包括：
第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和一定数量的定位桩，定位桩为直桩，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；所述浮动水平梁水平放置在定位桩与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构
所述定位桩，桩顶高于当地25～50年一遇高水位或当地最高水位，并留有一定富余，富余一般取0.5m～1.0m，桩底进入泥面一定深度，宜进入除浮泥、流泥、淤泥以外的地基持力层，桩基类型采用钢管桩或钢管桩灌混凝土桩芯、灌注桩、PHC管桩、组合桩等；
定位桩的纵向间距一般为5～30m，钢管桩的直径一般为0.2～2m；
定位桩的具体纵向间距、入土深度、桩基规格(如钢管桩的直径、壁厚等，灌注桩的直径、配筋等)可根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩的作用效应组合设计值，以定位桩的承载力设计值不小于定位桩承受的作用效应组合设计值、定位桩的水平位移不超过正常使用限值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、桩基结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述。
3、浮动水平梁结构
1)浮动水平梁结构方案一
浮动水平梁结构采用两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁，钢管或钢箱梁可以进一步在中间设置一定数量的水密舱，以避免钢管或钢箱梁局部破损后失去浮力或浮力不足；
浮动水平梁也可以采用若干根两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁，通过钢管或钢箱梁两端的法兰和螺栓连接成一根梁；
四周的浮动水平梁可通过法兰+螺栓或焊接、链接等方式连接为一个整体，进一步提高漂浮式水上光伏方阵浮体整体的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度；
钢管的规格一般为直径0.2～1m，钢箱梁横断面为矩形或正方形薄壁结构，规格一般为宽度0.2～1m，高度0.2～1m，具体规格(钢管的直径、壁厚，钢箱梁上下翼缘的宽度及厚度、两侧腹板的高度及厚度等)可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮动水平梁上的作用效应组合设计值，以浮动水平梁的承载力设计值不小于浮动水平梁所承受的作用效应组合设计值、浮动水平梁的水平变形不超过正常使用限值为原则，以及钢管或钢箱梁的自重小于钢管或钢箱梁在水中的排水量为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、钢管结构、钢箱梁结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；
钢管或钢箱梁两端封闭形成水密的方法：在钢管或钢箱梁两端的横断面方向，分别采用一块钢板，与钢管或钢箱梁进行连续性焊接，形成封闭区域，实现水密；
钢管或钢箱梁中间设置水密舱的方法：在钢管或钢箱梁中间区段的横断面方向的内壁上，采用钢板，与钢管或钢箱梁的内壁进行连续性焊接，形成具有水密效果的隔舱；
法兰可与钢管或钢箱梁两端的封闭钢板合二为一，法兰、螺栓、焊接为成熟的现有技术，不再赘述；
2)浮动水平梁结构方案二
浮动水平梁结构采用钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料，可以采用若干根钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料，通过钢管或钢箱梁两端的法兰和螺栓连接成一根梁；
四周的浮动水平梁可通过法兰+螺栓或焊接、链接等方式连接为一个整体，进一步提高漂浮式水上光伏方阵的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度；
钢管的规格一般为直径0.2～1m，钢箱梁横断面为矩形或正方形薄壁结构，规格一般为宽度0.2～1m，高度0.2～1m，具体规格(钢管的直径、壁厚，钢箱梁上下翼缘的宽度及厚度、两侧腹板的高度及厚度等)可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮动水平梁上的作用效应组合设计值，以浮动水平梁的承载力设计值不小于浮动水平梁所承受的作用效应组合设计值、浮动水平梁的水平变形不超过正常使用限值为原则，以及钢管或钢箱梁的自重(含内填充泡沫塑料的重量)小于钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料在水中的排水量为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、钢管结构、钢箱梁结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，发泡聚苯乙烯采用现有技术，不再赘述；
泡沫塑料的材质采用发泡聚苯乙烯或发泡聚乙烯、发泡聚丙烯等，优先选择高发泡材料。
法兰、螺栓、焊接为成熟的现有技术，不再赘述。
4、浮动水平梁与定位桩和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体的连接
1)浮动水平梁，在定位桩侧，采用抱箍或抱链，与定位桩连接，抱箍或抱链与定位桩之间留有一定的间隙，既保证浮动水平梁随水面浮动，又保证浮动水平梁与定位桩在平面上连接在一起，起到平面上固定位置的作用，抱箍或抱链的间距同定位桩的间距；另一侧通过浮体侧抱耳及连接件与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接，浮体侧抱耳及连接件间距可以取1.5～2.5m；
2)抱箍采用圆钢或型钢、钢板制作，通过螺栓、焊接等方法固定在浮动水平梁的梁身上；抱链采用铁链制作，通过螺栓或焊接、穿孔等方法固定在浮动水平梁的梁身上，具体规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩上的作用效应组合设计值，以抱箍或抱链的抗拉、抗剪等承载力设计值不小于抱箍或抱链所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、抱箍、铁链结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；
3)浮体侧抱耳采用圆钢或钢板制作，通过焊接固定在浮动水平梁的梁身上，连接件采用高分子材料绳(如聚丙烯绳、聚乙烯绳、聚酯绳、尼龙绳等)或钢丝绳、铁链、卸扣、挂钩等，浮体侧抱耳、连接件的具体规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮体侧抱耳、连接件的作用效应组合设计值，以承载力设计值不小于所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防老化或防腐等耐久性要求；计算方法、浮体侧抱耳及连接件结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果是，
1)四周的浮动水平梁的应用：
(1)由于钢材的弹性模量约为206GPa，是浮体HDPE弹性模量(拉伸弹性模量约为0.84～0.95GPa，弯曲弹性模量约为0.73～0.81Gpa)的200倍以上，大幅度地提高漂浮式光伏方阵浮体整体的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度(在浮动水平梁与单个浮体的截面积、截面模量相当的情况下，一根浮动水平梁的抗拉刚度、弯曲刚度是单个浮体的200倍以上，是漂浮式光伏方阵浮体整体的20倍以上)，有效改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体的平面变形和耐久性；
(2)浮动水平梁与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体的柔性连接间距为1.5～2.5m，作用在漂浮式水上光伏方阵上的风荷载、波浪作用力和水流力，可以均匀地传递到浮动水平梁，再通过浮动水平梁传递到定位桩，受力较为均匀，进一步改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体的平面变形和耐久性(而现有锚固系统技术，作用在漂浮式水上光伏方阵上的风荷载、波浪作用力和水流力，通过锚绳或撑杆传递到锚固点，锚绳或撑杆的间距一般取2.5～6m，则漂浮式水上光伏方阵边缘浮体的受力点间距2.5～6m，受力点间距过大，导致边缘浮体的受力不均匀，容易造成漂浮式水上光伏方阵浮体整体的平面变形，影响耐久性)；
2)定位桩的应用：
(1)一排定位桩可同步受力，解决了现有漂浮式水上光伏方阵“锚固系统”技术在不同水位条件下各锚绳的张紧程度不一、导致漂浮式光伏方阵浮体整体在平面上发生显著变形，影响漂浮式水上光伏方阵浮体整体的耐久性和使用寿命的问题；
(2)定位桩水平变位不超过0.5m，漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘外的一侧固定系统占用水域的宽度不超过5m，与现有技术实施例甲、乙相比，大幅度地降低水域面积的损失率。
或者，第二种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和一定数量的定位桩，定位桩采用由1根直桩和1根斜桩组成的半叉桩形式，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；所述浮动水平梁水平放置在直桩与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构
直桩位于漂浮式水上光伏方阵侧，斜桩位于另外一侧，斜度1：3～1：7，直桩和斜桩在顶部采用焊接、螺栓连接或铁链连接等方式连接；
定位桩，桩顶高于当地25～50年一遇高水位或当地最高水位，并留有一定富余，富余一般取0.5m～1.0m，桩底进入泥面一定深度，宜进入除浮泥、流泥、淤泥以外的地基持力层，桩基类型采用钢管桩或钢管桩灌混凝土桩芯、灌注桩(斜桩除外)、PHC管桩、组合桩等；
定位桩纵向间距一般为6～30m，钢管桩的直径一般为0.2～2m；
定位桩的具体纵向间距、入土深度、桩基规格(如钢管桩的直径、壁厚等，灌注桩的直径、配筋等)可根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩的作用效应组合设计值，以定位桩的承载力设计值不小于定位桩承受的作用效应组合设计值、定位桩的水平位移不超过正常使用限值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、定位桩结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述。
3、浮动水平梁结构：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“3”；
4、浮动水平梁与定位桩和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体的连接
1)浮动水平梁，在定位桩侧，采用抱箍或抱链，与直桩连接，抱箍或抱链与直桩之间留有一定的间隙，既保证浮动水平梁随水面浮动，又保证浮动水平梁与直桩在平面上连接在一起，起到平面上固定位置的作用，抱箍或抱链的间距同直桩的间距；另一侧通过浮体侧抱耳及连接件与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接，浮体侧抱耳及连接件间距可以取1.5～2.5m；
2)同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“4、2)”；
3)同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“4、3)”。
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果是：
1)四周的浮动水平梁的应用：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法；
2)定位桩的应用：
(1)同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法；
(2)定位桩水平变位不超过0.5m，漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘外的一侧固定系统占用水域的宽度不超过10m，与现有技术实施例甲、乙相比，大幅度地降低水域面积的损失率；
(3)定位桩采用半叉桩形式后，形成类似于三角架结构，可有效发挥斜桩抗拉能力强的作用，显著减小直桩的弯矩设计值和直桩顶部的水平位移，进一步改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体的平面变形和耐久性。
或者，第三种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和一定数量的定位桩，定位桩为直桩，同时在定位桩外侧相应设置锚固系统，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；所述浮动水平梁水平放置在定位桩与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“2”；
3、浮动水平梁结构：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“3”；
4、浮动水平梁与定位桩和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体的连接：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“4”；
5、锚固系统由锚绳和锚固点组成，锚绳的顶端与定位桩顶部连接，纵向间距同定位桩，锚绳的底端与锚固点连接，锚固点采用钢筋混凝土锚块、铁锚或锚桩，纵向间距同定位桩；锚桩顶高程应高于泥面而不应高于检修维护通道设计底高程，以免影响检修维护船舶的通航；锚绳、锚固点均采用现有技术。
6、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果是：
1)四周的浮动水平梁的应用：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法；
2)定位桩的应用：
(1)同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法；
(2)增加锚固系统后，定位桩和锚固系统形成类似于三角架结构，可有效发挥锚固系统抗拉能力强的作用，显著减小定位桩的弯矩设计值和定位桩顶部的水平位移，进一步改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体的平面变形和耐久性。
或者，第四种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和一定数量的锚桩、锚绳，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；所述浮动水平梁水平放置在锚绳顶端与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
2、锚桩、锚绳结构
锚桩为直桩，锚桩顶高程高于泥面而不应高于检修维护通道设计底高程，以免影响检修维护船舶的通航；桩底进入泥面一定深度，宜进入除浮泥、流泥、淤泥以外的地基持力层，桩基类型采用钢管桩或钢管桩灌混凝土桩芯、灌注桩、PHC管桩、组合桩等；
锚桩的纵向间距一般为5～30m，钢管桩的直径一般为0.2～2m；
锚桩的具体纵向间距、入土深度、桩基规格(如钢管桩的直径、壁厚等)可根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到锚桩的作用效应组合设计值，以锚桩的承载力设计值不小于锚桩承受的作用效应组合设计值、锚桩的水平位移不超过正常使用限值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、锚桩结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；
锚绳的顶端通过锚桩侧抱耳连接浮动水平梁，纵向间距一般2.5～15m，底端连接锚桩。
锚绳的规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到锚绳上的作用效应组合设计值，以锚绳的承载力设计值不小于锚绳所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、锚绳结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；
3、浮动水平梁结构：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“3”；
4、浮动水平梁与定位桩和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体的连接
1)浮动水平梁，在锚桩侧，通过锚桩侧抱耳、锚绳与锚桩连接，锚桩侧抱耳、锚绳的间距2.5～15m；另一侧通过浮体侧抱耳、连接件与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接，浮体侧抱耳及连接件间距可取1.5～2.5m；
2)锚桩侧抱耳采用圆钢或钢板制作，通过焊接固定在浮动水平梁的梁身上，具体规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到锚桩侧抱耳的作用效应组合设计值，以承载力设计值不小于所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、锚桩侧抱耳结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；
3)浮体侧抱耳、连接件：同第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法的“4、3)”。
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果是：
1)四周的浮动水平梁的应用：第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法。
由于采用上述技术方案，为漂浮式水上光伏方阵提供一种新的技术可靠的固定方法，大幅度提高漂浮式水上光伏方阵浮体整体在平面上的抗拉刚度、弯曲刚度，从而大幅度地减小漂浮式水上光伏方阵浮体整体在平面上的变形，有效提高漂浮式水上光伏方阵浮体的耐久性，同时大幅度地减小漂浮式水上光伏方阵固定系统占用水域的宽度，有效提高水域面积的利用率(即有效降低水域面积的损失率)，有效解决现有技术的不足。
本发明的技术方案、方法适用于光伏发电工程行业，在江、河、湖、海、水库、蓄水池的水面上建设的水上光伏发电工程，特别适用于低水位时水深大于0.5m、水位变化较大，风速、波高、流速较大地区的水上光伏发电工程。
附图说明
图01为现有“锚固系统”技术实施例甲的平面示意图(锚块、最高水位)。
图02为现有“锚固系统”技术实施例甲的断面示意图(锚块、最高水位)。
图03为现有“锚固系统”技术实施例甲的平面示意图(锚块、最低水位、水平受力变形后)。
图04为现有“锚固系统”技术实施例甲的断面示意图(锚块、最低水位、水平受力变形后)。
图05为现有“锚固系统”技术实施例乙的断面图(锚桩)。
图06为本发明实施例一的平面图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢管)。
图07为本发明实施例一的A1-A1断面图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢管)。
图08为本发明实施例一的A2详图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢管)。
图09为本发明实施例一的A3向俯视图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢管)。
图10为本发明实施例一、三、四、五、六的A4向剖视图(水密及法兰连接详图)。
图11为本发明实施例二的平面图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢箱梁)。
图12为本发明实施例二的B1-B1断面图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢箱梁)。
图13为本发明实施例二的B2详图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢箱梁)。
图14为本发明实施例二的B3向俯视图(第一种方法、定位桩、浮动水平梁为钢箱梁)。
图15为本发明实施例二的B4向剖视图(水密及法兰连接详图)。
图16为本发明实施例三的平面图(第二种方法、半叉桩、浮动水平梁为钢管)。
图17为本发明实施例三的C1-C1断面图(第二种方法、半叉桩、浮动水平梁为钢管)。
图18为本发明实施例三的C2详图(第二种方法、定位桩、浮动水平梁为钢管)。
图19为本发明实施例三的C3向俯视图(第二种方法、定位桩、浮动水平梁为钢管)。
图20为本发明实施例四的平面图(第三种方法、定位桩+锚块、浮动水平梁为钢管)。
图21为本发明实施例四的D1-D1断面图(第三种方法、定位桩+锚块、浮动水平梁为钢管)。
图22为本发明实施例四的D2详图(第三种方法、定位桩+锚块、浮动水平梁为钢管)。
图23为本发明实施例四的D3向俯视图(第三种方法、定位桩+锚块、浮动水平梁为钢管)。
图24为本发明实施例五的平面图(第三种方法、定位桩+锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图25为本发明实施例五的E1-E1断面图(第三种方法、定位桩+锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图26为本发明实施例五的E2详图(第三种方法、定位桩+锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图27为本发明实施例五的E3向俯视图(第三种方法、定位桩+锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图28为本发明实施例六的平面图(第四种方法、锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图29为本发明实施例六的F1-F1断面图(第四种方法、锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图30为本发明实施例六的F2详图(第四种方法、锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图31为本发明实施例六的F3向俯视图(第四种方法、锚桩、浮动水平梁为钢管)。
图32为本发明实施例七的平面图(第一种方法、定位桩、钢箱梁内填泡沫塑料)。
图33为本发明实施例七的G1-G1断面图(第一种方法、定位桩、钢箱梁内填泡沫塑料)。
图34为本发明实施例七的G2详图(第一种方法、定位桩、钢箱梁内填泡沫塑料)。
图35为本发明实施例七的G3向俯视图(第一种方法、定位桩、钢箱梁内填泡沫塑料)。
图36为本发明实施例七的G4向剖视图(第一种方法、定位桩、钢箱梁内填泡沫塑料)。
图中：100、水域，101、最高水位，102、最低水位，103、泥面，104、浅层地基，105、地基持力层，200、漂浮式水上光伏方阵浮体整体，201、漂浮式水上光伏方阵组件，202、漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘，203、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体，204、漂浮式水上光伏方阵非边缘浮体，205、漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘(水平受力变形后)，206、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体(水平受力变形后)，207、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体开孔或吊钩，300、定位桩，301、直桩，302、斜桩，400、浮动水平梁，401、钢箱梁，402、钢管，403、钢板，404、封闭空间，405、隔舱，406、法兰，407、螺栓，408、螺帽，409、焊缝，410、泡沫塑料，501、抱箍或抱链，502、浮体侧抱耳，503、锚桩侧抱耳，504、连接件，601、锚绳，602、钢筋混凝土锚块，603、锚桩，701、一侧锚固系统占用的水域宽度，702、一侧固定系统占用的水域宽度。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明实施例一：
为对比效果起见，以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图06、图07、图08、图09、图10，第一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁400和一定数量的定位桩300，定位桩300为直桩，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置；所述浮动水平梁400水平放置在定位桩300与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构
所述定位桩300，桩顶高于最高水位101(6.5m)，并留有1.0m富余至7.5m，桩底进入泥面103一定深度，并进入地基持力层105，至-16m，桩基类型可采用钢管桩或钢管桩灌桩芯混凝土、灌注桩、PHC管桩、组合桩等，本实施例采用钢管桩灌桩芯混凝土；
定位桩300的具体纵向间距、入土深度、桩基规格(如钢管桩的直径、壁厚等)根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵200的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩300的作用效应组合设计值，以定位桩300的承载力设计值不小于定位桩300承受的作用效应组合设计值、定位桩300的水平位移不超过正常使用限值为原则，采用m法或有限元法、《码头结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》等计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、定位桩300的桩基结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例定位桩300的纵向间距为20m，钢管桩的直径为0.7m，壁厚为12mm，中间灌混凝土；作用在单个漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的水平作用力设计值为1135kN，设置定位桩300共26根，作用在单根定位桩300上的水平作用力设计值为148kN，作用在桩身上的弯矩设计值为1365kN.m，桩基最大水平位移为0.27m。
3、浮动水平梁结构
所述浮动水平梁400，采用两端封闭形成水密的钢管401，钢管402可以进一步在中间设置一定数量的水密舱，以避免钢管402局部破损后失去浮力或浮力不足；
浮动水平梁400可采用若干根两端封闭形成水密的钢管402，通过钢管402两端的法兰406和螺栓407、螺帽408连接成一根梁；
四周的浮动水平梁400可通过法兰+螺栓或焊接、链接等方式连接为一个整体，进一步提高漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度；
钢管402的具体规格(直径、壁厚等)根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮动水平梁400上的作用效应组合设计值，以浮动水平梁400的承载力设计值不小于浮动水平梁400所承受的作用效应组合设计值、浮动水平梁400的水平变形不超过正常使用限值为原则，以及钢管402的自重小于钢管402在水中的排水量为原则，按《钢结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》等计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、钢管402结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例钢管402的规格为直径0.4m，壁厚10mm，作用在钢管402上的弯矩设计值为283kN.m；
钢管402两端封闭形成水密的方法：在钢管402两端的横断面方向，分别采用一块厚度为10mm的钢板403，与钢管402进行连续性焊接，形成封闭空间404，实现水密；
钢管402中间设置水密舱的方法：在钢管402中间区段的横断面方向的内壁上，采用厚度为6mm的钢板403，与钢管402的内壁进行连续性焊接，形成具有水密效果的隔舱405；
法兰406可与钢管402两端的封闭钢板403合二为一，法兰406、螺栓407、螺栓408、焊接均为成熟的现有技术，不再赘述；
4、浮动水平梁400与定位桩300和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的连接
1)浮动水平梁400，在定位桩300侧，采用抱箍501，与定位桩300连接，抱箍501与定位桩300之间留有一定的间隙，既保证浮动水平梁400随水面浮动，又保证浮动水平梁400与定位桩300在平面上连接在一起，起到平面上固定位置的作用，抱箍501的间距同定位桩300的间距；另一侧通过浮体侧抱耳502及连接件504与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203柔性连接，浮体侧抱耳502及连接件504的间距取1.5～2.5m；
2)抱箍501采用圆钢或型钢、钢板制作，通过螺栓、焊接等方法固定在浮动水平梁400的梁身上；具体规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩300上的作用效应组合设计值，以抱箍501的承载力设计值不小于抱箍501所承受的作用效应组合设计值为原则，按《钢结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》等计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、抱箍501结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例抱箍501采用直径为0.1m的实心圆钢制作，通过焊接固定在浮动水平梁400的梁身上；
3)浮体侧抱耳502采用圆钢或钢板制作，通过焊接固定在浮动水平梁400的梁身上，连接件504采用高分子材料绳(如聚丙烯绳、聚乙烯绳、聚酯绳、尼龙绳等)或钢丝绳、铁链、卸扣、挂钩等，浮体侧抱耳502、连接件504的具体规格可分别根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮体侧抱耳502、连接件504的作用效应组合设计值，以承载力设计值不小于所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防老化或防腐等耐久性要求；计算方法、浮体侧抱耳502及连接件504结构采用成熟的现有技术，不再赘述；本实施例浮体侧抱耳502采用40mm的圆钢制作，连接件504采用线粗30mm的铁链。
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果是：
1)四周的浮动水平梁400的应用：
(1)由于钢材的弹性模量约为206GPa，是浮体HDPE弹性模量(拉伸弹性模量约为0.84～0.95GPa，弯曲弹性模量约为0.73～0.81Gpa)的200倍以上，大幅度地提高漂浮式光伏方阵浮体整体200的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度(在浮动水平梁与单个浮体的截面积、截面模量相当的情况下，一根浮动水平梁的抗拉刚度、弯曲刚度是单个浮体的200倍以上，是漂浮式光伏方阵浮体整体的20倍以上)，有效改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的平面变形和耐久性；
(2)作用在漂浮式水上光伏方阵上的风荷载、波浪作用力和水流力，可以均匀地传递到浮动水平梁400，再通过浮动水平梁400传递到定位桩300，漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的受力点间距1.5～2.5m，受力较为均匀，进一步改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的平面变形和耐久性；
2)定位桩300的应用：
(1)一排定位桩300可同步受力，解决了现有漂浮式水上光伏方阵“锚固系统”技术在不同水位条件下各锚绳的张紧程度不一、导致漂浮式光伏方阵浮体整体在平面上发生显著变形，影响漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的耐久性和使用寿命的问题；
(2)定位桩300水平变位仅0.27m，漂浮式水上光伏方阵浮体整体200边缘外的一侧固定系统702占用水域的宽度只需5m，大幅度地降低水域面积的损失率，水面积损失率＝[(95+2*5)*(155+2*5)-95*155]/[(95+2*5)*(155+2*5)]＝15％，与现有技术实施例甲、实施例乙相比，水域面积的利用率分别相应提高约35％、30％。
所述漂浮式水上光伏方阵浮体整体200、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
本发明实施例二：
仍以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图11、图12、图13、图14、图15，一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁400、一定数量的定位桩300，定位桩300为直桩，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置；所述浮动水平梁400水平放置在定位桩300与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构：同本发明实施例一的“2”；
3、浮动水平梁结构
浮动水平梁400采用横断面为正方形薄壁结构、纵向两端封闭形成水密的钢箱梁401，钢箱梁401可以进一步在中间设置一定数量的水密舱，以避免钢箱梁401局部破损后失去浮力或浮力不足；
浮动水平梁400可采用若干根钢箱梁401通过两端的法兰406和螺栓407、螺帽408连接成一根梁；
四周的浮动水平梁400可通过法兰+螺栓或焊接、链接等方式连接为一个整体，进一步提高漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度；
钢箱梁401的具体规格(上下翼缘的宽度及厚度、两侧腹板的高度及厚度等)根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮动水平梁400上的作用效应组合设计值，以浮动水平梁400的承载力设计值不小于浮动水平梁400所承受的作用效应组合设计值、浮动水平梁400的水平变形不超过正常使用限值为原则，以及钢箱梁401的自重小于钢箱梁401在水中的排水量为原则，按《钢结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》等计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、钢箱梁401结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例钢箱梁401的规格为：上下翼缘的宽度为0.35m，厚度为10mm，两侧腹板的高度为0.35m，厚度为10mm，并满足构造要求，作用在钢箱梁401上的弯矩设计值为283kN.m；
钢箱梁401两端封闭形成水密的方法：在钢箱梁401两端的横断面方向，分别采用一块厚度为10mm的钢板403，与钢箱梁401进行连续性焊接，形成封闭区域404，实现水密；
钢箱梁401中间设置水密舱的方法：在钢箱梁401中间区段的横断面方向的内壁上，采用厚度为10mm的钢板403，与钢箱梁401的内壁进行连续性焊接，形成具有水密效果的隔舱405；
法兰406可与钢箱梁401两端的封闭钢板403合二为一，法兰406、螺栓407、螺栓408、焊接为成熟的现有技术，不再赘述；
4、浮动水平梁400与定位桩300和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的连接
1)浮动水平梁400，在定位桩300侧，采用抱链501，与定位桩300连接，抱链501与定位桩300之间留有一定的间隙，既保证浮动水平梁400随水面浮动，又保证浮动水平梁400与定位桩300在平面上连接在一起，起到平面上固定位置的作用，抱链501的间距同定位桩300的间距；另一侧通过浮体侧抱耳502及连接件504与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203柔性连接，浮体侧抱耳502及连接件504的间距取1.5～2.5m；
2)抱链501采用铁链制作，通过螺栓、焊接等方法固定在浮动水平梁400的梁身上；具体规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩300上的作用效应组合设计值，以抱链501的承载力设计值不小于抱链501所承受的作用效应组合设计值为原则，按《钢结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、铁链结构采用成熟的现有技术，不再赘述；本实施例抱链501采用线粗70mm的铁链制作，通过焊接固定在浮动水平梁400的梁身上；
3)浮体侧抱耳502、连接件504：同本发明实施例一的“4、3)”。
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益作用同本发明实施例一的“5”。
所述漂浮式水上光伏方阵浮体整体200、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
本发明实施例三：
仍以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图16、图17、图18、图19、图10，一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁400、一定数量的定位桩300，定位桩300由1根直桩301和1根斜桩302组成的半叉桩形式，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置；所述浮动水平梁400水平放置在定位桩300与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构
直桩301位于漂浮式水上光伏方阵200侧，斜桩302位于另外一侧，斜度1：3，直桩301和斜桩302在顶部采用焊接或螺栓、铁链等方式连接；
所述定位桩300，桩顶高于最高水位101(6.5m)，并留有1.0m富余至7.5m，桩底进入泥面103一定深度，并进入地基持力层105，至-16m，桩基类型可采用钢管桩或钢管桩灌桩芯混凝土、灌注桩(斜桩除外)、PHC管桩、组合桩等，本实施例采用钢管桩；
定位桩300的具体纵向间距、入土深度、桩基规格(如钢管桩的直径、壁厚等)根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩300的作用效应组合设计值，以定位桩300的承载力设计值不小于定位桩300承受的作用效应组合设计值、定位桩300的水平位移不超过正常使用限值为原则，采用m法或有限元法、《码头结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》等计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、定位桩300的桩基结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例定位桩300的纵向间距为20m，钢管桩的直径为0.4m，壁厚为12mm；作用在单个漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的水平作用力设计值为1135kN，设置定位桩300共26组(1组由1根直桩301和1根斜桩302组成)，作用在单组定位桩300上的水平作用力设计值为148kN，作用在桩身上的弯矩设计值为201kN.m，桩基最大水平位移为0.4m。
3、浮动水平梁结构：同本发明实施例一的“3”；
4、浮动水平梁400与定位桩300和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的连接：同本发明实施例一的“4”；
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益作用是：
1)四周的浮动水平梁400的应用：同本发明实施例一；
2)定位桩300的应用：
(1)同本发明实施例一；
(2)定位桩300水平变位不超过0.5m，漂浮式水上光伏方阵浮体整体边缘外的一侧固定系统702占用水域的宽度不超过10m，与现有技术实施例甲、乙相比，大幅度地降低水域面积的损失率，水面积损失率＝[(95+2*10)*(155+2*10)-95*155]/[(95+2*10)*(155+2*10)]＝26.8％，与现有技术实施例甲、实施例乙相比，水域面积的利用率分别相应提高约24％、19％。
(3)定位桩300采用半叉桩形式后，形成类似于三角架结构，可有效发挥斜桩302抗拉能力强的作用，显著减小直桩301的弯矩设计值和直桩301顶部的水平位移，进一步改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的平面变形和耐久性。
所述漂浮式水上光伏方阵浮体整体200、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
本发明实施例四：
仍以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图20、图21、图22、图23、图10，一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁400、一定数量的定位桩300，定位桩300为直桩301，同时在定位桩300外侧相应设置锚固系统，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置；所述浮动水平梁400水平放置在定位桩300与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构
所述定位桩300，桩顶高于最高水位101(6.5m)，并留有1.0m富余至7.5m，桩底进入泥面103一定深度，并进入地基持力层105，至-16m，桩基类型可采用钢管桩或钢管桩灌桩芯混凝土、灌注桩、PHC管桩、组合桩等，本实施例采用灌注桩；
定位桩300的具体纵向间距、入土深度、桩基规格(如灌注桩的直径、配筋等)根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到定位桩300的作用效应组合设计值，以定位桩300的承载力设计值不小于定位桩300承受的作用效应组合设计值、定位桩300的水平位移不超过正常使用限值为原则，采用m法或有限元法、《码头结构设计规范》、《水运工程混凝土结构设计规范》等计算确定；计算方法、定位桩300的桩基结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例定位桩300的纵向间距为20m，灌注桩的直径为0.8m；作用在单个漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的水平作用力设计值为1135kN，设置定位桩300共26根，作用在单根定位桩300上的水平作用力设计值为148kN。
3、浮动水平梁结构：同本发明实施例一的“3”；
4、浮动水平梁400与定位桩300和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的连接：同本发明实施例一的“4”；
5、锚固系统
锚固系统由锚绳601和锚固点组成，锚绳601的顶端与定位桩300顶部连接，纵向间距同定位桩，锚绳601的底端与锚固点连接，锚固点采用钢筋混凝土锚块602，单个锚块重50吨，纵向间距同定位桩；锚绳、钢筋混凝土锚块均采用现有技术。
6、与现有“锚固系统”技术相比，其有益作用是：
1)四周的浮动水平梁400的应用：同本发明实施例一；
2)定位桩300和锚固系统的应用：
(1)同本发明实施例一；
(2)增加锚固系统后，定位桩300和锚固系统形成类似于三角架结构，可有效发挥锚固系统抗拉能力强的作用，显著减小定位桩300的弯矩设计值和定位桩300顶部的水平位移，进一步改善漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的平面变形和耐久性。
所述漂浮式水上光伏方阵浮体整体200、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
本发明实施例五：
仍以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图24、图25、图26、图27、图10，一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、同本发明实施例四的“1”；
2、同本发明实施例四的“2”；
3、同本发明实施例四的“3”；
4、同本发明实施例四的“4”；
5、锚固系统
锚固系统由锚绳601和锚固点组成，锚绳601的顶端与定位桩300顶部连接，纵向间距同定位桩300，锚绳601的底端与锚固点连接，锚固点采用锚桩603，锚桩603采用PHC管桩，采用m法或有限元法、《码头结构设计规范》计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求，直径0.6m，AB型，纵向间距同定位桩；锚绳601、PHC管桩均采用现有技术。
6、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果同本发明实施例四的“6”。
所述锚绳601、锚桩602采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
本发明实施例六：
仍以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图28、图29、图30、图31、图10，一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的四周边界外缘，设置四周的浮动水平梁400和一定数量的锚桩603、锚绳601，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置；所述浮动水平梁400水平放置在锚绳601顶端与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203之间的水面上，随水面浮动；
2、锚桩、锚绳结构
锚桩603为直桩，锚桩603顶高程高于泥面103而不高于检修维护通道设计底高程-0.5m，以免影响检修维护船舶的通航；桩底进入泥面一定深度，并进入地基持力层105，至-16m，桩基类型可采用钢管桩或钢管桩灌混凝土桩芯、灌注桩、PHC管桩、组合桩等，本实施例采用PHC管桩；
锚桩603的具体纵向间距、入土深度、桩基规格可根据水深条件、地质条件，以及不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到锚桩603的作用效应组合设计值，以锚桩603的承载力设计值不小于锚桩603承受的作用效应组合设计值、锚桩603的水平位移不超过正常使用限值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、锚桩603结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；本实施例锚桩603的纵向间距取5m，直径0.6m，AB型，PHC管桩；
锚绳601的顶端通过锚桩侧抱耳405连接浮动水平梁400，纵向间距2.5m，锚绳601的底端连接锚桩603。锚绳601的规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到锚绳601上的作用效应组合设计值，以锚绳601的承载力设计值不小于锚绳601所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、锚绳601结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；
3、浮动水平梁结构：同本发明实施例一的“3”；
4、浮动水平梁400与定位桩300和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的连接：
1)浮动水平梁400，在锚桩603侧，通过锚桩侧抱耳503、锚绳601与锚桩603连接，锚桩侧抱耳503及锚绳601的间距一般5～30m；另一侧通过浮体侧抱耳502、连接件504与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203柔性连接，浮体侧抱耳502及连接件504间距可以取1.5～2.5m；
2)锚桩侧抱耳503采用圆钢或钢板制作，通过焊接固定在浮动水平梁400的梁身上，具体规格可根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到锚桩侧抱耳503的作用效应组合设计值，以承载力设计值不小于所承受的作用效应组合设计值为原则，计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、锚桩侧抱耳503结构本身属于成熟的现有技术，不再赘述；本实施例锚桩侧抱耳503采用50mm的圆钢制作；
3)浮体侧抱耳502、连接件504：同本发明实施例一的“4、3)”。
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益效果是：
1)四周的浮动水平梁400的应用：同本发明实施例一。
所述锚绳601、锚桩602采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
本发明实施例七：
仍以背景技术中站址甲为例，条件见背景技术中站址甲条件。
参见图32、图33、图34、图35、图36，一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法：
1、在漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁400、一定数量的定位桩300，定位桩300为直桩，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体200固定位置；所述浮动水平梁400水平放置在定位桩300与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203之间的水面上，随水面浮动；
2、定位桩结构：同本发明实施例一的“2”；
3、浮动水平梁结构
浮动水平梁400采用横断面为正方形薄壁结构的钢箱梁401，内填充泡沫塑料410，可采用若干根钢箱梁401通过两端的法兰406和螺栓407、螺帽408连接成一根梁；
四周的浮动水平梁400可通过法兰+螺栓或焊接、链接等方式连接为一个整体，进一步提高漂浮式水上光伏方阵浮体整体200的整体性和抗拉刚度、弯曲刚度；
钢箱梁401的具体规格(上下翼缘的宽度及厚度、两侧腹板的高度及厚度等)根据不同水位、流速、风速、波浪工况组合条件下，漂浮式水上光伏方阵的风荷载、波浪作用力和水流力传递到浮动水平梁400上的作用效应组合设计值，以浮动水平梁400的承载力设计值不小于浮动水平梁400所承受的作用效应组合设计值、浮动水平梁400的水平变形不超过正常使用限值为原则，以及钢箱梁401的自重(含内填充泡沫塑料410的重量)小于钢箱梁401内填充泡沫塑料410在水中的排水量为原则，按《钢结构设计规范》、《水运工程钢结构设计规范》等计算确定，并符合构造要求和防腐等耐久性要求；计算方法、钢箱梁401结构本身属于水运工程行业建设领域成熟的现有技术，不再赘述；本实施例钢箱梁401的规格为：上下翼缘的宽度为0.35m，厚度为10mm，两侧腹板的高度为0.35m，厚度为10mm，并满足构造要求，作用在钢箱梁401上的弯矩设计值为283kN.m；
泡沫塑料410的材质采用发泡聚苯乙烯、发泡聚乙烯、发泡聚丙烯等，优先选择高发泡材料。
法兰406、螺栓407、螺栓408、焊接为成熟的现有技术，不再赘述；
4、浮动水平梁400与定位桩300和漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203的连接：同本发明实施例二的“4”。
5、与现有“锚固系统”技术相比，其有益作用同本发明实施例一的“5”。
所述漂浮式水上光伏方阵浮体整体200、漂浮式水上光伏方阵边缘浮体203采用现有技术，此不赘述，图上也未示出细节。
上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(1)在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和多个定位桩，定位桩为直桩，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；浮动水平梁水平放置在定位桩与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
(2)所述定位桩，桩顶高于当地最高水位，并留有富余，桩底进入泥面；
(3)所述浮动水平梁，结构采用两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁，或采用钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料；
(4)所述浮动水平梁，在定位桩侧，采用抱箍或抱链，与定位桩连接，另一侧与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接。
2.一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(1)在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和多个定位桩，定位桩采用由1根直桩和1根斜桩组成的半叉桩形式，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；浮动水平梁水平放置在直桩与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
(2)直桩位于漂浮式水上光伏方阵侧，斜桩位于另外一侧，直桩和斜桩的顶部采用焊接、螺栓或铁链方式连接；
定位桩，桩顶高于当地最高水位，并留有富余，桩底进入泥面；
(3)所述浮动水平梁，结构采用两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁，或采用钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料；
(4)所述浮动水平梁，在定位桩侧，采用抱箍或抱链与直桩连接，另一侧与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接。
3.一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(1)在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁和多个定位桩，定位桩为直桩，同时在每一定位桩外侧相应设置锚固系统，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；所述浮动水平梁水平放置在定位桩与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
(2)所述定位桩，桩顶高于当地最高水位，并留有富余，桩底进入泥面；
(3)所述浮动水平梁，结构采用两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁，或采用钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料；
(4)所述浮动水平梁，在定位桩侧，采用抱箍或抱链，与定位桩连接，另一侧与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接。
(5)锚固系统由锚绳和锚固点组成，锚绳的顶端与定位桩顶部连接，锚绳的底端与锚固点连接，锚固点采用钢筋混凝土锚块或铁锚、锚桩；锚桩顶高程高于泥面而不高于检修维护通道设计底高程。
4.一种漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(1)在漂浮式水上光伏方阵浮体整体的四周边界外缘处，设置四周的浮动水平梁、多个锚桩，以及与锚桩数量对应的锚绳，为漂浮式水上光伏方阵浮体整体固定位置；浮动水平梁水平放置在锚绳顶端与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体之间的水面上，随水面浮动；
(2)锚桩为直桩，锚桩顶高程高于泥面而不高于检修维护通道设计底高程；桩底进入泥面；
(3)所述浮动水平梁，结构采用两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁，或采用钢管或钢箱梁内填充泡沫塑料；
(4)所述浮动水平梁，在锚桩侧，通过锚绳与锚桩的顶部连接，另一侧与漂浮式水上光伏方阵边缘浮体柔性连接。
5.根据权利要求1至3任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(2)中的定位桩的桩底进入除浮泥、流泥、淤泥以外的地基持力层。
6.根据权利要求1至3任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(2)中的定位桩的桩基类型采用钢管桩或钢管桩灌混凝土桩芯、灌注桩、PHC管桩、组合桩。
7.根据权利要求1至4任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(3)中的“两端封闭形成水密的钢管或钢箱梁”在中间设置多个水密舱。
8.根据权利要求1至4任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(3)中的浮动水平梁采用若干根钢管或钢箱梁，通过钢管或钢箱梁两端的法兰和螺栓连接成一根梁。
9.根据权利要求1至4任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(1)中的四周的浮动水平梁连接为一个整体。
10.根据权利要求1至3任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(4)中的抱箍采用圆钢或型钢、钢板制作，通过螺栓或焊接方法固定在浮动水平梁的梁身上。
11.根据权利要求1至3任一所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(4)中的抱链采用铁链制作，通过螺栓或焊接、穿孔方法固定在浮动水平梁的梁身上。
12.根据权利要求4所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(2)中的锚桩的桩底进入除浮泥、流泥、淤泥以外的地基持力层。
13.根据权利要求4所述的漂浮式水上光伏方阵固定位置的方法，其特征在于：
(2)中的锚桩的桩基类型采用钢管桩或钢管桩灌混凝土桩芯、灌注桩、PHC管桩、组合桩。
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