CN118238948B - 一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上光伏技术领域，具体涉及一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，包括环形充气环、中央竖筒和预紧线，所述中央竖筒位于所述环形充气环的中部，所述预紧线沿所述中央竖筒的周向间隔布置若干个，所述中央竖筒通过所述预紧线连接所述环形充气环。本发明提供的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其环形充气环采用充气柔性结构，环形充气环可以直接作为主要浮力支撑结构，无需再设置刚性环形支撑结构，降低了钢材用量、工程造价，同时还通过预紧线进行拉紧，采用充气环+预紧线的组合，使整个漂浮结构具备一定柔性的基础上具备较好的紧绷抗变形能力、抗风浪能力，为光伏板的固定安装和后续正常运行提供了较好的条件。

Description

一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台

技术领域

本发明涉及海上光伏领域，特别是一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台。

背景技术

海上光伏是一种海洋能源利用和资源开发方式。在同等光照条件下，海面开阔，无遮挡物，日照时间长、辐射量高等优势使得海上光伏项目的光照利用效率较高。目前海上光伏主要分为适用于沿海滩涂区的柱桩式光伏和深水区的漂浮式光伏，而由于海洋的风浪远大于湖泊水库，因此湖泊水库内常用的浮筒漂浮式光伏不能用于海上，目前成功的漂浮式海上光伏目前多采用硬质半潜式浮力平台进行支撑，但存在支撑结构复杂、钢材用量大、造价成本高等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的漂浮式海上光伏目前多采用硬质半潜式浮力平台进行支撑，存在支撑结构复杂、钢材用量大、造价成本高等问题，提供一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，包括环形充气环、中央竖筒和预紧线，所述中央竖筒位于所述环形充气环的中部，所述预紧线沿所述中央竖筒的周向间隔布置若干个，所述中央竖筒通过所述预紧线连接所述环形充气环。

本发明提供的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其环形充气环采用充气柔性结构，环形充气环可以直接作为主要浮力支撑结构，无需再设置刚性环形支撑结构，降低了钢材用量、工程造价，同时还通过预紧线进行拉紧，采用环形充气环+预紧线的组合，使整个漂浮结构具备一定柔性的基础上具备较好的紧绷抗变形能力、抗风浪能力，为光伏板的固定安装和后续正常运行提供了较好的条件。

作为本发明的优选方案，所述中央竖筒的顶部和底部分别通过所述预紧线连接所述环形充气环。

作为本发明的优选方案，所述预紧线相对于水平面倾斜设置。

作为本发明的优选方案，所述中央竖筒的顶部高于所述环形充气环，所述中央竖筒的底部低于所述环形充气环。

作为本发明的优选方案，所述中央竖筒的中部也通过所述预紧线连接所述环形充气环。

作为本发明的优选方案，所述中央竖筒位于所述环形充气环的形心处。

作为本发明的优选方案，所述环形充气环为圆环形结构，所述中央竖筒位于所述环形充气环的圆心处。

作为本发明的优选方案，所述中央竖筒为圆柱形结构。

作为本发明的优选方案，所述环形充气环间隔设有若干个加劲箍或者螺旋式加强带。

作为本发明的优选方案，所述预紧线连接于所述加劲箍或螺旋式加强带。

作为本发明的优选方案，所述环形充气环靠近所述中央竖筒的一侧贴设有反射膜。

作为本发明的优选方案，所述环形充气环为柔性结构且不连接刚性环形支撑结构。

作为本发明的优选方案，所述环形充气环采用橡胶坝坝袋材料制成。

作为本发明的优选方案，所述预紧线连接于所述环形充气环的预置拉环，所述预置拉环设置于所述环形充气环的上侧和下侧。

作为本发明的优选方案，所述中央竖筒的外周设置有栅栏笼，所述中央竖筒位于所述栅栏笼内，所述预紧线连接于所述栅栏笼。

作为本发明的优选方案，所述栅栏笼包括上法兰盘、下法兰盘、竖杆、箍筋，所述竖杆和所述箍筋围成筒形结构，所述上法兰盘和所述下法兰盘分别设于所述筒形结构的两端，所述预紧线分别与所述上法兰盘、所述下法兰盘螺栓孔连接。

作为本发明的优选方案，所述柔性浮力平台还包括浮力筒，所述浮力筒串接于所述中央竖筒底部连接所述环形充气环的预紧线。

作为本发明的优选方案，所述浮力筒的外侧设有网状套兜，所述浮力筒通过所述套兜的首尾串接于所述预紧线。

作为本发明的优选方案，所述浮力筒中部开设有穿心通孔，所述浮力筒通过所述穿心通孔串接于所述预紧线。

作为本发明的优选方案，所述浮力筒的两端设有浮力筒挂环，所述浮力筒通过所述浮力筒挂环挂接于所述预紧线。

作为本发明的优选方案，所述柔性浮力平台还包括竖筒锚索，所述竖筒锚索连接于所述中央竖筒，形成单点系泊。

作为本发明的优选方案，所述柔性浮力平台还包括若干个充气环锚索，若干个所述充气环锚索连接于所述环形充气环，形成多点系泊。

第二方面，本发明提供一种漂浮式海上光伏，包括光伏板，采用任一所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台。

本发明提供的漂浮式海上光伏，抗风浪能力强、抗变形能力强，减少光伏板的海洋生物附着和海水腐蚀，安装方便，成本低。

作为本发明的优选方案，所述光伏板固定于所述中央竖筒顶部连接所述环形充气环的预紧线。

作为本发明的优选方案，相邻两个所述光伏板之间存在镂空区域。

作为本发明的优选方案，所述光伏板的底端高于所述环形充气环的顶面。

作为本发明的优选方案，所述光伏板的底端高于所述环形充气环的顶面1米以上。

作为本发明的优选方案，所述光伏板与所述预紧线通过打孔绑扎连接。

作为本发明的优选方案，所述预紧线之间还连接有密目网或土工格栅，所述密目网或土工格栅用于连接所述光伏板。

作为本发明的优选方案，所述光伏板连接有光伏逆变器，所述光伏逆变器设置于所述中央竖筒、环形充气环或预紧线。

作为本发明的优选方案，所述光伏板采用柔性薄膜光伏板，或硬质硅基光伏板。

第三方面，本发明提供一种漂浮式海上光伏的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：在陆上组装所述柔性浮力平台，并固定安装所述光伏板；

步骤二：将所述柔性浮力平台和所述光伏板一体拖运至海域；

步骤三：在所述中央竖筒连接竖筒锚索，和/或，在所述环形充气环连接若干个充气环锚索。

本发明提供的漂浮式海上光伏的施工方法，可以在陆上完成大部分构件的组装，仅需在海域进行锚固连接即可，减少了大量的海上作业时间，其施工精度较好，施工步骤简单，施工成本较低。

第四方面，本发明提供一种漂浮式海上光伏的使用方法，包括以下步骤：定期对所述中央竖筒和所述环形充气环进行充放气。

本发明提供漂浮式海上光伏的使用方法，通过定期对所述中央竖筒和所述环形充气环进行充放气，可以有效解决漂浮平台的海洋生物附着问题。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其环形充气环采用充气柔性结构，环形充气环可以直接作为主要浮力支撑结构，无需再设置刚性环形支撑结构，降低了钢材用量、工程造价，同时还通过预紧线进行拉紧，采用环形充气环+预紧线的组合，使整个漂浮结构具备一定柔性的基础上具备较好的紧绷抗变形能力、抗风浪能力，为光伏板的固定安装和后续正常运行提供了较好的条件。

2.本发明提供的漂浮式海上光伏，采用了中央镂空式设计，以及单点系泊方式，抗风浪能力强、抗变形能力强，减少光伏板的海洋生物附着和海水腐蚀，安装方便，成本低。可以将光伏板安装于高出海平面的预紧线上，有效减少了海水对于光伏板及其连接器件的腐蚀，以及海洋生物的附着问题，降低后续维修成本，并提高发电量。

3.本发明提供的漂浮式海上光伏的施工方法，可以在陆上完成大部分构件的组装，仅需在海域进行锚固连接即可，减少了大量的海上作业时间，其施工精度较好，施工步骤简单，施工成本较低。

4.本发明提供漂浮式海上光伏的使用方法，通过定期对所述中央竖筒和所述环形充气环进行充放气使其稍瘪变形，可以有效解决漂浮平台的海洋生物附着问题。

附图说明

图1是本发明实施例1所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台的俯视图。

图2是本发明实施例1所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台的一种剖面图。

图3是本发明实施例1所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台的一种剖面图。

图4是本发明实施例1所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台的一种剖面图。

图5是本发明实施例2所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台的一种剖面图。

图6是本发明实施例2所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台的一种剖面图。

图7是本发明实施2所述的适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台安装光伏板后的示意图。

图8是本发明实施例2增设加劲箍和反射膜后的柔性浮力平台的结构示意图。

图9是本发明实施例2增设栅栏笼的柔性浮力平台的一种剖面图。

图10是本发明实施例2所述的栅栏笼的三维结构示意图。

图11是本发明实施例3所述浮力筒与所述预紧线相连接的一种俯视图。

图12是本发明实施例3所述浮力筒与所述预紧线相连接的一种俯视图。

图13是本发明实施例3所述浮力筒与所述预紧线的一种连接示意图。

图14是本发明实施例3所述浮力筒与所述预紧线的一种连接示意图。

图15是本发明实施例4所述的竖筒锚索单点系泊的结构示意图。

图16是本发明实施例4所述的竖筒锚索和充气环锚索多点系泊的结构示意图。

图17是本发明实施例5所述的充气环锚索多点系统的结构示意图。

图18是本发明实施例6所述的漂浮式海上光伏的一种剖面图。

图19是本发明实施例6所述的漂浮式海上光伏的一种俯视图。

图20是本发明实施例6所述的漂浮式海上光伏的一种俯视图。

图21是本发明所述的漂浮式海上光伏模块化的俯视图。

图中标记：1-环形充气环，11-加劲箍，12-反射膜，2-中央竖筒，21-栅栏笼，211-上法兰盘，212-下法兰盘，213-竖杆，214-箍筋，3-预紧线，4-光伏板，5-浮力筒，6-竖筒锚索，7-充气环锚索。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

在没有特别说明的情况下，在本发明具体实施例的描述中，出现“上”“下”左”“右”“中心”“内”“外”…等指示的方位或位置关系的表述术语，都是基于附图所示的方位或位置关系的表达，或者是该发明产品/设备/装置惯常使用时，摆放的方位或位置关系。这些方位或位置关系的术语，仅仅是为了便于描述本发明方案或简化具体实施例中的描述，便于技术人员快速理解方案，而不是指示或暗示特定的装置/部件/元件必须具有特定的方位，或以特定的位置关系进行构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“水平”“竖直”“悬垂”“平行”等术语，并不表示要求相应的装置/部件/元件绝对水平或竖直或悬垂或平行，而是可以稍微倾斜或存在偏差。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。或者，可以简化理解为相应的装置/部件/元件，处于“水平”“竖直”“悬垂”“平行”等方向设置，能够相对于相应的方向设置具有±10％的误差/偏差，更优选±8％以内的误差/偏差，更优选±6％以内的误差/偏差，更优选±5％以内的误差/偏差，更优选±4％以内的误差/偏差。只要相应的装置/部件/元件在误差/偏差范围内，依然能够实现其在本发明方案中的作用即可。

此外，术语中出现“第一”“第二”“第三”…等表述，仅仅是用于区分相同或相似部件的描述，而不应理解为强调或暗示特定部件的相对重要性。

此外，在本发明实施例的描述中，“几个”“多个”“若干个”代表至少2个。可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个等任意情况，甚至可以是超过9个的情况。

此外，在本发明技术方案的描述中，除非另有明确的规定/限定/限制，出现术语“设置”“安装”“相连”“连接”“设有”“铺设”“布置”的地方应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是焊接、铆接、栓接、螺纹连接等本领域常用的连接手段。这种连接可以是机械连接，也可以是电连接或通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介物进行间接相连，可以是两个元件内部的连通。

实施例1

如图1所示，一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，包括环形充气环1、中央竖筒2和预紧线3。

其中，所述环形充气环1采用柔性的环形封闭式结构，所述环形充气环1内部充入气体，应保证充气后不漏气，使得其能够漂浮于海面。所述环形充气环1可以作为主要浮力支撑结构，所述环形充气环1的形状包括但不限于圆环、椭圆环、多边形环等。

其中，所述中央竖筒2位于所述环形充气环1的中部，即所述中央竖筒2位于所述环形充气环1围成的中空区域内，所述中央竖筒2也是浮力支撑结构。所述中央竖筒2的形状包括但不限于圆柱形、球形、棱柱等。

其中，所述预紧线3的数量为至少2条，所述预紧线3沿着所述中央竖筒2的周向间隔布置，所述预紧线3的一端连接所述中央竖筒2，另一端连接所述环形充气环1。此外，所述预紧线3也可以连接于所述环形充气环1相对的两侧，从而进一步拉紧所述环形充气环1。所述预紧线3在拉紧的时候可以施加预应力，所述预紧线3始终处于拉紧状态，所述预紧线3用于拉紧所述中央竖筒2和所述环形充气环1。所述预紧线3可以采用尼龙、钢丝绳等防海水腐蚀的线材。

在一个或若干个实施例中，所述预紧线3可以仅设置一层，连接于所述中央竖筒2的中部，如图2所示，此时，所述预紧线3可以水平设置(即与水平面基本平行)，也可以倾斜设置(即与水平面存在一定夹角)。

在一个或若干个实施例中，所述预紧线3可以设置两层，连接于所述中央竖筒2的顶部和中部，如图3所示，此时，所述预紧线3可以水平设置(即与水平面基本平行)，也可以倾斜设置(即与水平面存在一定夹角)。

在一个或若干个实施例中，所述预紧线3可以设置两层，连接于所述中央竖筒2的底部和中部，如图4所示，此时，所述预紧线3可以水平设置(即与水平面基本平行)，也可以倾斜设置(即与水平面存在一定夹角)。

本发明由于采用了环形充气环1、中央竖筒2和预紧线3三者相配合的结构，在环形充气环1内充入气体，再通过预紧线3拉紧中央竖筒2和环形充气环1，能够保证整个柔性浮力平台具备一定柔性的基础上具备较好的紧绷抗变形能力、抗风浪能力，为光伏板的固定安装和后续正常运行提供了较好的条件。

此外，相较于现有的在刚性环形支撑结构增设充气结构的海上光伏结构，本发明所述环形充气环1、中央竖筒2和预紧线3三者相配合的结构具备良好的抗变形能力，因此，可直接作为海上光伏的支撑结构，无需再额外设置刚性环形支撑结构，大大降低了钢材用量，降低了工程成本。

实施例2

如图5所示，在实施例1的基础上，本实施例的所述中央竖筒2的顶部高于所述环形充气环1，所述中央竖筒2的底部低于所述环形充气环1。且所述中央竖筒2的顶部和底部分别通过所述预紧线3连接所述环形充气环1(即采用两层预紧线)。此时，顶部和底部的所述预紧线3均相对于水平面倾斜设置，如此，当光伏板4安装于顶部预紧线3后，能够将光伏板4抬高，使得光伏板4能够远离海面一定距离，从而减少海浪、海水腐蚀和海洋微生物附着的影响，如图7所示。

进一步的，在一个或若干个实施例中，中央竖筒2的顶部和底部的预紧线3可以对称设置，从而有利于浮力平台的稳定性。

进一步的，在一个或若干个实施例中，为了提高结构的稳定性，提高预紧线3的张紧效果，还可以再在所述中央竖筒2的中部增设预紧线3，即所述预紧线3可以连接于所述中央竖筒2的顶部、底部和中部(即采用三层预紧线)，如图6所示，此时，中部的所述预紧线3可以水平设置，顶部和底部的所述预紧线3可以倾斜设置。当然，所述预紧线3的层数不限于本发明所述的一层、两层、三层，根据实际需要，也可以采用更多层数，例如四层、五层等。

在一个或若干个实施例中，所述中央竖筒2位于所述环形充气环1的形心处，如图1所示，如此使得所述预紧线3能够对所述环形充气环1的各个方向提供大致相等的拉力，保证张紧效果。例如，所述环形充气环1可以为圆环形结构，所述中央竖筒2可以为圆柱形结构，所有所述预紧线3沿着所述圆柱形结构的周向均匀间隔布置，通常每条所述预紧线3可以沿着所述环形充气环1的径向设置。

在一个或若干个实施例中，所述环形充气环1为柔性结构且不连接刚性环形支撑结构，如此能够大大降低钢材用量，降低工程成本。

在一个或若干个实施例中，所述环形充气环1由橡胶坝坝袋制成。橡胶坝坝袋由承受坝袋张力的补强帆布和保护帆布并确保气密性的橡胶层构成。橡胶坝，又称橡胶水闸，是用高强度合成纤维织物做受力骨架，内外涂敷橡胶作保护层，加工成胶布，再将其锚固于底板上成封闭状的坝袋，通过充排管路用水(气)将其充胀形成的袋式挡水坝。橡胶坝坝袋可以由90％的三元乙丙橡胶制造。具有耐风化，臭氧，耐紫外光下不受影响，在极端温度下有显著特性的特种橡胶。橡胶坝采用高强度的涤纶织物，使其坝带拉伸强度高，具有显著的还原形状优势，在长期的使用中不变形。

橡胶层通常分布在坝袋的外层、中层、内层、发挥各层橡胶的功效。外层橡胶：由于海流中漂浮物较多，采用具有耐磨损、耐日照、耐热、耐臭氧等性能的特种橡胶。中层橡胶：直接保护帆布的橡胶层，对两层或多多层帆布起连接作用，给予橡胶和帆布之间较好的粘和性。内层橡胶：除了保护帆布的功能外，还具有较高的水密性和气密性。

在一个或若干个实施例中，可以在所述环形充气环1的增设若干个加劲箍11或者螺旋式加强带，如图8所示，用于增加所述环形充气环1的刚度和抗变形能力，所述加劲箍11或者螺旋式加强带可以与所述环形充气环1采用同一材质一体成型设置，也可以是比所述环形充气环1抗拉强度更大的材质制成，例如所述加劲箍11也可以采用钢材料制成。由于只需要在局部设置所述加劲箍11，因此并不会引起工程成本的大幅上涨。

所述加劲箍11可以设置在所述环形充气环1的外部，设置于所述环形充气环1的外部的所述加劲箍11可以设置为圆环形，从而更加便于连接。设置于所述环形充气环1的外部的所述加劲箍11可以直接用于连接所述预紧线3，从而减少所述预紧线3对所述环形充气环1本体产生的局部应力，提高结构稳定性。

所述螺旋式加强带可以沿着周向间隔设置在所述环形充气环1的内部，同样，所述预紧线3可以连接于设有螺旋式加强带的位置，从而减少所述预紧线3对所述环形充气环1本体产生的局部应力，提高结构稳定性。

在一个或若干个实施例中，所述环形充气环1也可以设置预置拉环，所述预置拉环用于连接所述预紧线3，所述预置拉环可以布置在所述充气环的内侧、外侧，或上侧、下侧，优选为上侧、下侧。所述螺旋式加强带可以采用不锈钢带或不锈钢丝，在设置了所述螺旋式加强带的位置可以设置所述预置拉环。

在一个或若干个实施例中，所述环形充气环1还贴设有反射膜12，由于环形充气环1为环形结构，因此，往往存在一侧日照时间长、一侧日照时间短的情况，为了尽量提高发电效率，在考虑所述环形充气环1的摆放方位时，可以将所述环形充气环1的外侧设置在日照时间长一侧，因此，可以在靠近所述环形充气环1的内侧，即所述环形充气环1靠近所述中央竖筒的2一侧贴设所述反射膜12，如图8所示。

在一个或若干个实施例中，如图9-10所示，所述中央竖筒2包括浮体和设置于所述浮体外周的栅栏笼21，所述浮体放置于所述栅栏笼21内。

浮体可以采用泡沫浮力材料、充气气囊、或者中空封闭大直径管道。浮体可以不受力仅提供浮力。

所述栅栏笼21可以采用钢结构或塑料结构等。所述栅栏笼21优选为不锈钢材质，也可以采用玻璃钢等，需要具备较好防腐性。

所述预紧线3连接于所述栅栏笼21，从而使得中央竖筒的浮体不受力，只提供浮力，减少所述预紧线3对所述浮体产生的局部应力，提高结构稳定性。

在一个或若干个实施例中，所述栅栏笼21包括上法兰盘211、下法兰盘212、竖杆213、箍筋214等，所述竖杆214和所述箍筋213围成筒形结构，所述上法兰盘211和所述下法兰盘212分别设于所述筒形结构的两端。具体的，所述上法兰盘211和所述下法兰盘212通过所述竖杆213进行连接，所述竖杆213焊接螺旋箍筋进行约束。进一步优选的方案中，所述预紧线3可以分别与所述上法兰盘211、所述下法兰盘212螺栓孔连接，从而便于施工。当然，在所述预紧线3多层布置的情况下，所述预紧线3也可以连接于所述竖杆213。

实施例3

如图11所示，在实施例1和实施例2的基础上，本实施例增设了浮力筒5。所述浮力筒5用于提供浮力，所述浮力筒5可以串接于所述预紧线3，通常所述浮力筒5可以串接于所述中央竖筒2底部连接所述环形充气环1的预紧线3。所述浮力筒5一般采用中密度聚乙烯浮体，也可以采用充气膜体。通过增设浮力筒5可以增大整个浮力平台的浮力，利于结构稳定性。

如图12所示，所述浮力筒5也可以设置于所述环形充气环1相对侧连接的所述预紧线3上，此时，所述预紧线3和所述浮力筒5可以水平设置。从而能够在进一步拉紧所述环形充气环1的基础上，为整个浮力平台提供浮力。

所述浮力筒5与所述预紧线3的连接方式有很多，例如：

如图13所示，所述浮力筒5的外侧设有网状套兜51，所述浮力筒5通过所述套兜51的首尾串接于所述预紧线3。所述套兜51可采用软结构，例如绳子编织而成等。如此，通过在所述浮力筒5的外侧套设套兜51，能够减少所述预紧线3对所述浮力筒5本体产生的局部应力，提高结构稳定性。

或者，如图14所示，所述浮力筒5中部开设有穿心通孔，所述浮力筒5通过所述穿心通孔串接于所述预紧线3，所述预紧线3可以设置定位销子固定浮力筒的位置；

或者，所述浮力筒5的两端设有浮力筒挂环，所述浮力筒5通过所述浮力筒挂环挂接于所述预紧线3。

所述浮力筒5和所述预紧线3的连接方式还有很多，在此不再一一赘述。

实施例4

在实施例1-3的基础上，本实施例增设了竖筒锚索6，用于实现所述浮力平台的锚固连接，所述竖筒锚索6的一端连接于所述中央竖筒2，所述竖筒锚索6的另一端可以锚固于海床或其他海上设备的桩基等，形成单点系泊，如图15所示。此时，浮力平台抗风浪能力强，整个浮力平台的变形协调性好，受力合理，且单点系泊也便于施工，节约施工和工程成本。

海底锚固形式可以采用重力锚、船锚、吸力筒等形式。所述竖筒锚索6可以连接于所述栅栏笼21的下法兰盘212。

在一个或若干个实施例中，还可以再在竖筒锚索6的基础上增设若干个充气环锚索7，若干个所述充气环锚索7间隔连接于所述环形充气环1，形成多点系泊，如图16所示。所述充气环锚索7的一端连接于所述环形充气环1，所述充气环锚索7的另一端可以锚固于海床或其他海上结构物的桩基等，竖筒锚索6结合充气环锚索7的系泊方案可以提高系统的稳定性。

实施例5

在实施例1-3的基础上，本实施例增设了若干个充气环锚索7，若干个所述充气环锚索7间隔连接于所述环形充气环1，形成多点系泊，如图17所示。所述充气环锚索7的一端连接于所述环形充气环1，所述充气环锚索7的另一端可以锚固于海床或其他海上设备的桩基等。

实施例6

如图18-20所示，一种漂浮式海上光伏，包括光伏板，采用如实施例1-5任一所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台。

通常，所述光伏板4可以固定于所述预紧线3，例如，所述光伏板4可以固定于最上层的预紧线3，即可以固定于所述中央竖筒2顶部连接所述环形充气环1的预紧线3。

所述光伏板4和所述预紧线3的固定方式本发明不做限定，只要能够实现所述光伏板4和所述预紧线3牢固连接即可，例如，所述光伏板4与所述预紧线3通过打孔绑扎直接连接。或者，所述预紧线3之间还连接有密目网或土工格栅，所述光伏板4在与所述预紧线3相连接的同时还可与所述密目网或土工格栅相连接，从而增加连接的牢固性。

如图19所示，所述光伏板4可以直接固定于所述预紧线3，所述光伏板4可以沿着每条所述预紧线3连续布置，即所述光伏板4可以沿着预紧线3呈长条形布置。如图20所示，所述光伏板4可以直接固定于所述预紧线3，所述光伏板44可以以方块形式间隔均布排列。

由于所述光伏板4可以直接固定于所述预紧线3，而所述预紧线3又可以倾斜设置，即所述预紧线3的顶部是高于海平面的，因此，通过合理调整所述光伏板4在所述预紧线3的安装位置，可以使得所述光伏板4的底端高于海平面，从而减少海浪、海水腐蚀和海洋生物附着对所述光伏板4的不良影响。通常，可以让所述光伏板4的底端高于所述环形充气环1的顶面1米以上，甚至，可以让所述光伏板4的底端高于海平面2米以上。

可以让相邻两个所述光伏板4之间存在镂空区域，如图20所示。例如，每一条所述预紧线3可以固定一列所述光伏板4，相邻两列所述光伏板4之间可以存在间隙；或者，同一列的相邻两块所述光伏板4之间可以存在间隙。从而在具备良好的抗风浪能力的前提下，可以更好对光伏板4散热，其发电效果更高，且无需配置水泵排水。

在设置了密目网或土工格栅的情况下，所述光伏板4的排列方式更加多样，可以沿着所述环形充气环1围成的空间内阵列排布，例如矩形阵列排布或环形阵列排布或不不规则阵列排布等。此时，也同样可以让相邻两个所述光伏板4之间存在镂空区域，从而提高抗风浪能力。

在一个或若干个实施例中，所述光伏板4可以采用柔性薄膜光伏板，可以沿着一根预紧线3连续布置，优选为钙钛矿光伏板、碲化镉光伏板、铜铟镓硒光伏板等，避免了在海洋波浪条件下晶硅组件变形后破损爆裂的不足，保证了后续的正常发电。当然，所述光伏板4也可以采用晶硅硬质光伏板，可以是若干片所述光伏板4沿着一根预紧线3间隔布置，或者沿着所述密目网或土工格栅阵列排布等。

在一个或若干个实施例中，与光伏板4连接的光伏逆变器可以放置在中央竖筒2(优选)、或环形充气环1、或预紧线3上。如果放置在中央竖筒2，可以放在上表面，也可以放置在中央竖筒2内部，并做好防水密封。

对外输电电缆与光伏逆变器相连，可以以水面漂浮式外引至升压站，也可以以海底敷设的形式外引至升压站(优选)。

本发明的漂浮式海上光伏可以具备模块化特征，例如可以包括多个模块，每个所述环形充气环1可以单独运行，也可以进行多个组合，如图21所示。从而可以具备更好的狭窄海域的布置方便性。在模块化布置的时候，相邻两个所述环形充气环1也可以连接于同一个锚固点。

同时，可以灵活布置在海上钻井平台、养殖场等需求电力的周围，具有较好的可靠性。

实施例7

一种漂浮式海上光伏的施工方法，用于安装如实施例6所述的一种漂浮式海上光伏，包括以下步骤：

步骤一：在陆上组装所述柔性浮力平台，并固定安装所述光伏板；

步骤二：将所述柔性浮力平台和所述光伏板一体拖运至海域；例如在岸边下水后通过拖轮托运至指定海域；

步骤三：在所述中央竖筒连接竖筒锚索，形成单点系泊，和/或，在所述环形充气环连接若干个充气环锚索，形成多点系泊。

本发明提供的漂浮式海上光伏的施工方法，可以在陆上完成大部分构件的组装，仅需在海域进行锚固连接即可，减少了大量的海上作业时间，其施工精度较好，施工步骤简单，施工成本较低。

实施例8

一种漂浮式海上光伏的使用方法，使用如实施例6所述的一种漂浮式海上光伏，包括以下步骤：定期对所述中央竖筒和所述环形充气环进行充放气。

具体的，可以定期对所述中央竖筒2和所述环形充气环1进行检查，对破损点进行修补，并对环形充气环1稍微放气使环形充气环1变瘪，使附着海洋生物脱落。

本发明提供漂浮式海上光伏的使用方法，通过定期对所述中央竖筒和所述环形充气环进行充放气使其稍瘪变形，可以有效解决漂浮平台海洋生物附着问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (30)

1.一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，包括环形充气环、中央竖筒和预紧线，所述中央竖筒位于所述环形充气环的中部，所述预紧线沿所述中央竖筒的周向间隔布置若干个，所述中央竖筒通过所述预紧线连接所述环形充气环，所述中央竖筒的外周设置有栅栏笼，所述中央竖筒位于所述栅栏笼内，所述栅栏笼包括上法兰盘、下法兰盘、竖杆、箍筋，所述竖杆和所述箍筋围成筒形结构，所述上法兰盘和所述下法兰盘分别设于所述筒形结构的两端，所述预紧线分别与所述上法兰盘、所述下法兰盘螺栓孔连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述中央竖筒的顶部和底部分别通过所述预紧线连接所述环形充气环。

3.根据权利要求2所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述预紧线相对于水平面倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述中央竖筒的顶部高于所述环形充气环，所述中央竖筒的底部低于所述环形充气环。

5.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述中央竖筒的中部也通过所述预紧线连接所述环形充气环。

6.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述中央竖筒位于所述环形充气环的形心处。

7.根据权利要求6所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述环形充气环为圆环形结构，所述中央竖筒为圆柱形结构，所述中央竖筒位于所述环形充气环的圆心处。

8.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述环形充气环间隔设有若干个加劲箍或螺旋式加强带。

9.根据权利要求8所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述预紧线连接于所述加劲箍或螺旋式加强带。

10.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述环形充气环靠近所述中央竖筒的一侧贴设有反射膜。

11.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述环形充气环为柔性结构且不连接刚性环形支撑结构。

12.根据权利要求11所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述环形充气环采用橡胶坝坝袋材料制成。

13.根据权利要求1所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述预紧线连接于所述环形充气环的预置拉环，所述预置拉环设置于所述环形充气环的上侧和下侧。

14.根据权利要求1-13任一所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，还包括浮力筒，所述浮力筒串接于所述中央竖筒底部连接所述环形充气环的预紧线。

15.根据权利要求14所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述浮力筒的外侧设有网状套兜，所述浮力筒通过所述套兜的首尾串接于所述预紧线。

16.根据权利要求14所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述浮力筒中部开设有穿心通孔，所述浮力筒通过所述穿心通孔串接于所述预紧线。

17.根据权利要求14所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，所述浮力筒的两端设有浮力筒挂环，所述浮力筒通过所述浮力筒挂环挂接于所述预紧线。

18.根据权利要求1-13任一所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，还包括竖筒锚索，所述竖筒锚索连接于所述中央竖筒，形成单点系泊。

19.根据权利要求18所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，还包括若干个充气环锚索，若干个所述充气环锚索连接于所述环形充气环，形成多点系泊。

20.根据权利要求1-13任一所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台，其特征在于，还包括若干个充气环锚索，若干个所述充气环锚索连接于所述环形充气环，形成多点系泊。

21.一种漂浮式海上光伏，包括光伏板，其特征在于，采用如权利要求1-20任一所述的一种适用于漂浮式海上光伏的柔性浮力平台。

22.根据权利要求21所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述光伏板固定于所述中央竖筒顶部连接所述环形充气环的预紧线。

23.根据权利要求22所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，相邻两个所述光伏板之间存在镂空区域。

24.根据权利要求23所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述光伏板的底端高于所述环形充气环的顶面。

25.根据权利要求24所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述光伏板的底端高于所述环形充气环的顶面1米以上。

26.根据权利要求23所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述光伏板与所述预紧线通过打孔绑扎连接。

27.根据权利要求23所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述预紧线之间还连接有密目网或土工格栅，所述密目网或土工格栅用于连接所述光伏板。

28.根据权利要求21所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述光伏板连接有光伏逆变器，所述光伏逆变器设置于所述中央竖筒、环形充气环或预紧线。

29.根据权利要求21-28任一所述的一种漂浮式海上光伏，其特征在于，所述光伏板采用柔性薄膜光伏板，或硬质硅基光伏板。

30.一种漂浮式海上光伏的施工方法，其特征在于，用于安装如权利要求21-29任一所述的一种漂浮式海上光伏，包括以下步骤：

步骤一：在陆上组装所述柔性浮力平台，将中央竖筒放置于栅栏笼内，将预紧线分别与上法兰盘、下法兰盘螺栓孔连接，并固定安装所述光伏板，将所述光伏板固定于所述中央竖筒顶部连接所述环形充气环的预紧线；

步骤二：将所述柔性浮力平台和所述光伏板一体拖运至海域；

步骤三：在所述中央竖筒连接竖筒锚索，和/或，在所述环形充气环连接若干个充气环锚索。