CN117465622A - 漂浮式海上光伏平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种漂浮式海上光伏平台，主体钢架包括若干立柱、连接相邻立柱上部的上层横杆、连接相邻立柱中部的下层横杆；每根立柱的下部安装有浮筒，提供平台所需的浮力；每组光伏支撑钢架包括安装于其中一根上层横杆上的第一支柱组，以及安装于另一根上层横杆上的第二支柱组，两组支柱组对称设置，均包括长支柱和短支柱，两组支柱组的长支柱之间以及短支柱之间分别通过横向支撑杆相连；光伏组件铺设于横向支撑杆上，通过调节长支柱与短支柱的相对长度控制上部铺设的光伏组件的倾斜角度。本发明的所有部件都结构简单，均可按照标准件进行加工，批量生产，降本增效；现场施工时，组装灵活，形式明确；还可以根据需要按照一定的阵列形式进行拼接。

Description

漂浮式海上光伏平台

技术领域

本发明涉及海洋可再生能源开发与利用技术领域，具体涉及一种漂浮式海上光伏平台。

背景技术

近年来，世界人口数量的不断激增，能源需求持续提高，导致化石燃料使用量大幅上升，持续排放的温室气体使全球气候环境持续恶化。太阳能作为新兴可再生能源之一，是目前为止最安全、环保、清洁的自然能源，利用其进行光伏发电可以有效减少碳排放。由于光电转换效率和功率密度较低，使光伏电板的铺设需要占用大量面积，导致可用于开发的土地资源减少，严重影响了局部地区农业、旅游业及其他产业的经济发展。因此，合理利用海洋资源，发展海上光伏已是大势所趋。

现有海上光伏可分为固定式海上光伏和漂浮式海上光伏。固定式光伏通常采用桩基基础，修建在滩涂、近海区域，但随着水深增加，建造成本剧增。漂浮式海上光伏受水深影响较小，适合在远海修建，但随着离岸距离的增加，海洋环境越来越恶劣。而且现有的漂浮式海上光伏平台结构复杂，面对复杂海洋环境的设计分析十分困难，后期运行维护难度高，成本也较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有漂浮式海上光伏平台结构复杂，设计分析与后期运行维护难度高，成本高的不足，提供一种漂浮式海上光伏平台，该漂浮式光伏平台的所有部件都结构简单，均可按照标准件进行加工，批量生产，降本增效；现场施工时，组装灵活，形式明确，可形成一套标准化施工工艺；此外，该漂浮式光伏平台还可以根据需要按照一定的阵列形式进行拼接。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种漂浮式海上光伏平台，包括主体钢架、安装于所述主体钢架上方的若干组光伏支撑钢架、安装于所述主体钢架下方的若干浮筒、安装于所述光伏支撑钢架上的光伏组件；所述主体钢架包括若干立柱、连接相邻立柱上部的上层横杆、连接相邻立柱中部的下层横杆；每根立柱的下部安装有所述浮筒，提供平台所需的浮力；每组所述光伏支撑钢架包括安装于其中一根上层横杆上的第一支柱组，以及安装于另一根上层横杆上的第二支柱组，两组支柱组对称设置，均包括长支柱和短支柱，两组支柱组的长支柱之间以及短支柱之间分别通过横向支撑杆相连；所述光伏组件铺设于所述横向支撑杆上，通过调节所述长支柱与短支柱的相对长度控制上部铺设的光伏组件的倾斜角度。

上述方案中，相邻立柱与两者之间的上层横杆、下层横杆组成矩形框架；所述主体钢架还包括设置于矩形框架对角线上的斜杆。

上述方案中，每组所述光伏支撑钢架还包括连接所述长支柱上端与短支柱上端的上斜向连接杆，以及连接所述长支柱下端与短支柱上端的下斜向连接杆。

上述方案中，所有的上层横杆首尾相连组成垂直于所述立柱的多边形框架，所有的下层横杆首尾相连组成垂直于所述立柱的多边形框架。

上述方案中，所述浮筒套装于所述立柱的下部，所述立柱上设有用于限制浮筒上下移动的限位组件。

上述方案中，若干组所述光伏支撑钢架阵列布置于所述主体钢架上方。

上述方案中，所述浮筒外周套设有防撞橡胶圈。

上述方案中，所述漂浮式海上光伏平台还包括系泊系统，所述系泊系统包括安装于所述立柱底端的系泊环以及与所述系泊环相连的系泊缆线。

上述方案中，所述主体钢架和光伏支撑钢架的所有杆件均为预制件，并在现场通过焊接的方式拼接成所述漂浮式海上光伏平台的主体框架。

上述方案中，所述漂浮式海上光伏平台单独布置于海面，或者以阵列的形式布置多个漂浮式海上光伏平台；当以阵列的形式布置多个时，相邻平台之间相互焊接形成一个整体。

本发明的有益效果在于：

1、本发明使用钢架结构架高上部光伏组件及其他电气组件，提高光伏组件及其他电气组件与海面的距离，避免上部光伏组件及其他电气组件接触海水的风险；浮筒安装于钢架结构底部，平台的浮力只由浮筒提供，无浮管结构，水下部分没有横向杆件，与水接触的部分只有浮筒和部分立柱，设计分析相对简单。

2、本发明的主体框架为纯钢结构，保证了整体平台的强度及稳定性；主体框架的杆件结构简单，均可按照标准件加工，进行批量生产，降本增效；现场拼接灵活方便，安装维护简单，还可以根据需要按阵列形式进行拼接以组合形成大型漂浮式光伏平台。

3、本发明的浮筒嵌套在立柱中，且有限位圆盘来限制浮筒与立柱的相对移动，保证浮筒对平台提供浮力的稳定性。浮筒外部套有防撞橡胶圈，可以在安装及运维时保护平台最外围的浮筒受到碰撞，同时减轻整体平台受到的影响。

4、本发明的系泊点连接在钢架结构上，保证系泊力作用于结构强度更大的平台框架上，直接作用于整体平台，不对浮筒产生过多的影响。

5、本发明利用海上空间资源建造光伏电站，解决了受限于土地资源的约束。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明第一实施例的漂浮式海上光伏平台的结构图；

图2是图1的正视图；

图3是图1所示漂浮式海上光伏平台的主体钢架的示意图；

图4是图1所示漂浮式海上光伏平台的光伏支撑钢架的示意图；

图5是图1所示漂浮式海上光伏平台阵列组合形式示意图；

图6是图5的正视图；

图7是本发明第二实施例的漂浮式海上光伏平台的结构图；

图8是图7所示漂浮式海上光伏平台阵列组合形式示意图；

图9是本发明第三实施例的漂浮式海上光伏平台的结构图；

图10是图9所示漂浮式海上光伏平台阵列组合形式示意图。

图中：10、主体钢架；11、立柱；12、上层横杆；13、下层横杆；14、斜杆；

20、光伏支撑钢架；21、长支柱；22、短支柱；23、上斜向连接杆；24、下斜向连接杆；25、横向支撑杆；

30、浮筒；31、防撞橡胶圈；

40、限位组件；41、上限位圆盘；42、下限位圆盘；

50、光伏组件；

60、系泊系统；61、系泊环；62、系泊缆线。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-4所示，为本发明第一实施例提供的一种漂浮式海上光伏平台，包括主体钢架10、安装于主体钢架10上方的若干组阵列布置的光伏支撑钢架20、安装于主体钢架10下方的若干浮筒30、安装于光伏支撑钢架20上的光伏组件50。

主体钢架10整体呈正方形，包括四根立柱11、连接相邻立柱11上端的上层横杆12、连接相邻立柱11中部的下层横杆13；相邻立柱11与两者之间的上层横杆12、下层横杆13组成矩形框架；主体钢架10还包括设置于矩形框架对角线上的斜杆14。每根立柱11的下部安装有浮筒30，提供平台所需的浮力。本实施例中，所有的上层横杆12首尾相连组成垂直于立柱11的四边形框架，所有的下层横杆13首尾相连组成垂直于立柱11的四边形框架；浮筒30对应设置四个。

每组光伏支撑钢架20包括安装于其中一根上层横杆12上的第一支柱组，以及安装于相对的一根上层横杆12上的第二支柱组，两组支柱组对称设置，均包括长支柱21和短支柱22，两组支柱组的长支柱21之间以及短支柱22之间分别通过横向支撑杆25相连；每组光伏支撑钢架20还包括连接长支柱21上端与短支柱22上端的上斜向连接杆23，以及连接长支柱21下端与短支柱22上端的下斜向连接杆24。光伏组件50铺设于相互平行的两根横向支撑杆25上，通过调节长支柱21与短支柱22的相对长度可以控制上部铺设的光伏组件50的倾斜角度。

进一步优化，浮筒30套装于立柱11的下部，立柱11上设有用于限制浮筒30上下移动的限位组件40。

进一步优化，限位组件40包括固定于浮筒30上方的上限位圆盘41，以及固定于浮筒30下方的下限位圆盘42。

进一步优化，浮筒30外周套设有防撞橡胶圈31，用以消减其他船舶或设备对该平台的撞击影响。

进一步优化，漂浮式海上光伏平台还包括系泊系统60，系泊系统60包括安装于立柱11底端的系泊环61以及与系泊环61相连的系泊缆线62。

进一步优化，主体钢架10和光伏支撑钢架20的所有杆件均为预制件，并在现场通过焊接的方式拼接成漂浮式海上光伏平台的主体框架。

进一步优化，漂浮式海上光伏平台单独布置于海面，或者以阵列的形式布置多个漂浮式海上光伏平台，如图5-6所示；当以阵列的形式布置多个时，相邻平台之间相互焊接形成一个整体，此时，可以使相邻两个平台共用两根立柱11、一根上层横杆12、一根下层横杆13、一根斜杆14，以组合形成大型漂浮式光伏平台。在组合形成的大型漂浮式光伏平台中，可只在边缘设置系泊环61、系泊缆线62、防撞橡胶圈31。

如图7所示，为本发明第二实施例的漂浮式海上光伏平台，其与第一实施例的区别在于：包括三根立柱11，所有的上层横杆12首尾相连组成垂直于立柱11的三角形框架，所有的下层横杆13首尾相连组成垂直于立柱11的三角形框架；光伏支撑钢架20的第一支柱组和第二支柱组对称安装于相邻两根上层横杆12上。本实施例三角形形式漂浮式海上光伏平台以阵列的形式布置如图8所示。

如图9所示，为本发明第三实施例的漂浮式海上光伏平台，其与第一实施例的区别在于：包括六根立柱11，所有的上层横杆12首尾相连组成垂直于立柱11的六边形框架，所有的下层横杆13首尾相连组成垂直于立柱11的六边形框架；光伏支撑钢架20的第一支柱组和第二支柱组对称安装于相对两根上层横杆12上。本实施例六边形形式漂浮式海上光伏平台以阵列的形式布置如图10所示。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种漂浮式海上光伏平台，其特征在于，包括主体钢架、安装于所述主体钢架上方的若干组光伏支撑钢架、安装于所述主体钢架下方的若干浮筒、安装于所述光伏支撑钢架上的光伏组件；

所述主体钢架包括若干立柱、连接相邻立柱上部的上层横杆、连接相邻立柱中部的下层横杆；每根立柱的下部安装有所述浮筒，提供平台所需的浮力；

每组所述光伏支撑钢架包括安装于其中一根上层横杆上的第一支柱组，以及安装于另一根上层横杆上的第二支柱组，两组支柱组对称设置，均包括长支柱和短支柱，两组支柱组的长支柱之间以及短支柱之间分别通过横向支撑杆相连；所述光伏组件铺设于所述横向支撑杆上，通过调节所述长支柱与短支柱的相对长度控制上部铺设的光伏组件的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，相邻立柱与两者之间的上层横杆、下层横杆组成矩形框架；所述主体钢架还包括设置于矩形框架对角线上的斜杆。

3.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，每组所述光伏支撑钢架还包括连接所述长支柱上端与短支柱上端的上斜向连接杆，以及连接所述长支柱下端与短支柱上端的下斜向连接杆。

4.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，所有的上层横杆首尾相连组成垂直于所述立柱的多边形框架，所有的下层横杆首尾相连组成垂直于所述立柱的多边形框架。

5.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，所述浮筒套装于所述立柱的下部，所述立柱上设有用于限制浮筒上下移动的限位组件。

6.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，若干组所述光伏支撑钢架阵列布置于所述主体钢架上方。

7.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，所述浮筒外周套设有防撞橡胶圈。

8.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，所述漂浮式海上光伏平台还包括系泊系统，所述系泊系统包括安装于所述立柱底端的系泊环以及与所述系泊环相连的系泊缆线。

9.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，所述主体钢架和光伏支撑钢架的所有杆件均为预制件，并在现场通过焊接的方式拼接成所述漂浮式海上光伏平台的主体框架。

10.根据权利要求1所述的漂浮式海上光伏平台，其特征在于，所述漂浮式海上光伏平台单独布置于海面，或者以阵列的形式布置多个漂浮式海上光伏平台；当以阵列的形式布置多个时，相邻平台之间相互焊接形成一个整体。