CN205421203U - 一种水库水光渔互补综合发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水库水光渔互补综合发电装置，包括布置于水电站大坝上游的悬浮式渔光互补发电站、汇集站及水电站升压站，所述悬浮式渔光互补发电站、汇集站和水电站升压站均避开水库通航及行洪河道布置，水电站升压站通过输电线路与汇集站相连，所述悬浮式渔光互补发电站包括连接承重平衡结构和渔光互补发电结构，且连接承重平衡结构布设在水库两岸及水面上，渔光互补发电结构布设在连接承重平衡结构上。本实用新型充分利用了现有水电工程水库库区水域条件，克服了水库各种水位变化、水深大、汛期行洪等不利影响，能较好地解决光伏发电或渔光互补发电技术占地面积巨大与电网连接配套不完善两大根本制约问题。
Description
技术领域
本实用新型属于光伏发电技术领域，具体是涉及一种水库水光渔互补综合发电装置。
背景技术
随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害也日益突出，由此，全球的太阳能光伏发电事业得到了快速发展。
目前，我国已大力提倡并鼓励太阳能光伏发电事业的可持续良性发展，是全球光伏发电安装量增长最快的国家，配合国家积极稳定的政策扶持与补贴，预计至2030年全国光伏装机容量将达1.0亿kW，年发电量可达1300.0亿kW·h。我国光伏发电系统主要分为三大类，即：独立式光伏发电系统、并网式光伏发电系统、分布式光伏发电系统。独立式光伏发电又称离网式光伏发电，是带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统，适用没有并网或并网电力不稳定的地区，主要为边远地区的村庄供电。并网式光伏发电能将太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后直接接入公共电网，分为带蓄电池的和不带蓄电池的两种类型；带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，大多安装在居民建筑上；不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。分布式光伏发电又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，其多余或不足的电力通过联接电网来调节。
由于光伏发电照射的能量分布密度小，需要巨大的占地面积，且获得的能源与四季、昼夜及阴晴等气象条件密切有关，因此，在上述三大光伏发电系统中，分布式光伏发电系统，特别是光伏建筑一体化光伏发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小等优点，成为我国光伏发电系统的主流。并网式光伏发电系统由于发电工程主体及配套电网工程建设投资大、建设周期长、占地面积大等根本制约。独立式光伏发电系统由于本身工程规模与边远地区经济及土地资源条件限制，均未得到大规模发展。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种水库水光渔互补综合发电装置。该发电系统根据现有独立式光伏发电系统、并网式光伏发电系统、分布式光伏发电系统各自的优点、缺点及实际发展情况，从经济、环境、社会等综合角度出发，本着从根本上破除光伏发电占地面积巨大与电网连接配套不完善两大制约性因素的限制，将新建的悬浮式渔光互补发电站直接利用水电工程已有升压变电设施进行并网发电而产生效益，打造水电、光电、渔业及其它效益相结合的综合效益系统工程，实现社会效益、经济效益和环境效益的共赢。
本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
一种水库水光渔互补综合发电装置，包括布置于水电站大坝上游的悬浮式渔光互补发电站、汇集站及水电站升压站，所述悬浮式渔光互补发电站、汇集站和水电站升压站均避开水库通航及行洪河道布置，水电站升压站通过输电线路与汇集站相连，所述悬浮式渔光互补发电站包括连接承重平衡结构和渔光互补发电结构，且连接承重平衡结构布设在水库两岸及水面上，渔光互补发电结构布设在连接承重平衡结构上。
所述连接承重平衡结构包括库岸连接承重结构和库表连接平衡结构，其中库岸连接承重结构包括主缆、支撑结构、索鞍及锚碇，索鞍设置在支撑结构的顶部，锚碇设置在水库两岸设计洪水位线以上山体基岩中，主缆通过若干支撑结构及索鞍与锚碇相连；库表连接平衡结构包括辅缆，且辅缆通过主缆安装在水库死水位线以内的库中水域。
所述渔光互补发电结构由若干渔光互补发电单元组成，渔光互补发电单元包括悬浮结构、光伏发电结构及养鱼网箱，其中，悬浮结构为通过螺栓固定在主缆和辅缆上的浮体；光伏发电结构为通过支撑架安装在悬浮结构顶部的光伏发电组件，并在光伏发电结构一侧设置有检修通道；养鱼网箱为通过吊绳安装在悬浮结构之间的水下的底框和网衣，并在悬浮结构顶部与养鱼网箱之间设置有罩网。
所述主缆为钢绞线、钢丝绳或钢丝束线。
所述支撑结构为钢筋混凝土结构。
所述锚碇采用重力式锚碇或隧洞式锚碇。
所述辅缆采用钢绞线、钢丝绳或钢丝束线制成，并搭接在横跨排列于水库两岸与水面的主缆上，构成网格状的柔性库表连接、承重与平衡结构。
所述浮体采用矩形或凹槽型高分子量高密度聚乙烯漂浮材料。
所述光伏发电组件采用矩形光伏板阵列连接结构型式。
所述检修通道为钢结构格栅板结构型式。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型根据现有独立式光伏发电系统、并网式光伏发电系统、分布式光伏发电系统各自的优点、缺点及实际发展情况，从经济、环境、社会等综合角度出发，本着从根本上破除光伏发电占地面积巨大与电网连接配套不完善两大制约性因素的限制，在现有水电工程的水库库区，充分利用水库两岸及表面的地形地貌与安装水面条件，在克服水库各种水位变化、水深大、汛期行洪等不利影响后，采取设置悬浮式光伏发电与渔业养殖相结合的渔光互补发电结构，并通过水电工程已有电网设施予以连接配套入网。
与现有技术相比，本实用新型充分利用了现有水电工程水库库区水域条件，克服了水库各种水位变化、水深大、汛期行洪等不利影响，能较好地解决光伏发电或渔光互补发电技术占地面积巨大与电网连接配套不完善两大根本制约问题，将新建的悬浮式渔光互补发电站直接利用水电工程已有升压变电设施进行并网发电而产生效益。本实用新型施工简单、灵活、造价低、稳定性好、运行维护方便，且直接利用已有电网并网发电产生效益，更加便于发挥水电工程、光电工程、渔业工程的综合效益，打造了水电、光电、渔业及其他效益相结合的综合效益系统工程，实现了现有工程与投资效益的最大化与最优化，达到了社会效益、经济效益和环境效益的共赢，具有广阔的应用与推广前景。
附图说明
图1本实用新型所述水光渔互补综合发电系统总体布置示意图；
图2本实用新型连接承重平衡结构示意图；
图3本实用新型渔光互补发电单元示意图。
图中：1-水电站大坝，2-水电站升压站，3-汇集站，4-输电线路，5-悬浮式渔光互补发电站，6-主缆，7-支撑结构，8-索鞍，9-锚碇，10-辅缆，11-浮体，12-螺栓，13-光伏发电组件，14-支撑架，15-检修通道，16-底框，17-吊绳，18-网衣，19-罩网，20-水库通航与行洪河道。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图3所示，本实用新型所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，包括布置于水电站大坝1上游的悬浮式渔光互补发电站5、汇集站3及水电站升压站2，所述悬浮式渔光互补发电站5、汇集站3和水电站升压站2均避开水库通航及行洪河道20布置，水电站升压站2通过输电线路4与汇集站3相连，所述悬浮式渔光互补发电站5包括连接承重平衡结构和渔光互补发电结构，且连接承重平衡结构布设在水库两岸及水面上，渔光互补发电结构布设在连接承重平衡结构上。在该技术方案中，所述悬浮式渔光互补发电站5具体布设应综合考虑结构整体稳定及荷载、光伏发电效率、鱼类养殖合理生态空间等要求，并可根据水库两岸地形地貌及安装水域的水面条件予以分片区设置，以确保水光渔互补综合发电系统安全、有效、稳定运行，发挥系统工程应有的综合效益；采用该技术方案，解决了光伏发电占地面积巨大与电网连接配套不完善两大制约性因素的限制问题，在现有水电工程的水库库区，充分利用水库两岸地形地貌，以及安装水域的水面条件，如避开水库通航河道、主河道行洪区等有其他利用要求的水域，在克服水库各种水位变化、水深大、汛期行洪等不利影响后，采取设置悬浮式光伏发电与渔业养殖相结合的渔光互补发电结构，并通过水电工程已有升压变电设施予以连接配套入网，直接利用水电工程已有电网并网发电产生效益，打造了水电、光电、渔业及其他效益相结合的综合效益系统工程，实现了社会效益、经济效益和环境效益的共赢。
所述连接承重平衡结构包括库岸连接承重结构和库表连接平衡结构，其中库岸连接承重结构包括主缆6、支撑结构7、索鞍8及锚碇9，索鞍8设置在支撑结构7的顶部，锚碇9设置在水库两岸设计洪水位线以上山体基岩中，主缆6通过若干支撑结构7及索鞍8与锚碇9相连，在实际应用中，库岸连接承重结构布设位置宜超出设计洪水位线对应高程1.0m～2.0m，形成的柔性结构具有较强的行洪过流能力；库表连接平衡结构包括辅缆10，且辅缆10通过主缆6安装在水库死水位线以内的库中水域，并确保养鱼网箱的底框16与水底之间有充足的鱼类生存、活动空间，避免悬浮式渔光互补发电站5因水库水位消落搁浅、失稳或不利于鱼类生存、活动。
所述主缆6是悬浮式渔光互补发电站5主要连接与承重构件，通过轴向受拉来抵抗外荷载，宜采用高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或钢丝束线等质轻、强度高的材料，所述主缆6通过若干支撑结构7及其顶部的索鞍8与设置在水库两岸设计洪水位线以上山体基岩中的锚碇9相连，构成具有一定间距的排列状库岸连接承重结构，主缆6数量、布设间距(以不超过10.0m为宜)、材质、规格、强度应满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述支撑结构7是悬浮式渔光互补发电站5的重要承重构件，主缆6通过设置在支撑结构7顶部的索鞍8将悬浮式渔光互补发电站5所产生的竖向分力传递到下部基础和基岩，支撑结构7宜采用钢筋混凝土等强度高、造价低的结构，其结构尺寸形式、基础埋置深度、强度、稳定性等需满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述索鞍8安装在支撑结构7顶部，主要对主缆6起承托和导向作用，其型式主要有活动支座式和固定支座式，索鞍8的半径应大于主缆6直径的8倍，索鞍8的型式、材质、规格、强度应满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述锚碇9是主缆6的锚固体，是主缆6中的拉力传递给地基基础的构件，通常采用重力式锚碇或隧洞式锚碇，锚碇9的型式、材质、规格、强度应满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述辅缆10是悬浮式渔光互补发电站5的重要连接、承重及平衡构件，宜采用高强钢丝组成的钢绞线、钢丝绳或钢丝束线等质轻、强度高的材料，辅缆10搭接在横跨、排列于水库两岸与水面的主缆6上，构成网格状的柔性库表连接、承重与平衡结构，辅缆10数量、布设间距、材质、规格、强度应满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述渔光互补发电结构由若干渔光互补发电单元组成，渔光互补发电单元包括悬浮结构、光伏发电结构及养鱼网箱，其中，悬浮结构为通过螺栓12固定在主缆6和辅缆10上的浮体11；光伏发电结构为通过支撑架14安装在悬浮结构顶部的光伏发电组件13，并在光伏发电结构一侧设置有检修通道15；养鱼网箱为通过吊绳17安装在悬浮结构之间的水下的底框16和网衣18，并在悬浮结构顶部与养鱼网箱之间设置有罩网19。
所述浮体11是固定在主缆6与辅缆10上的，以供支撑架14、光伏发电组件13安装的基础漂浮平台，浮体11材质应具备防水、防冲击、防拉伸、抗老化、抗腐蚀等特性，一般采用浮力较大的矩形或凹槽型高分子量高密度聚乙烯漂浮材料，浮体11的数量、规格尺寸、材质应满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述螺栓12为将浮体11固定在主缆6与辅缆10上的固定部件，安装在浮体11四周，一般采用U型螺栓型式，其材料应具备防水、防冲击、防拉伸、抗老化、抗腐蚀等特性，螺栓12的具体规格根据主缆6与辅缆10钢缆型号确定，应满足悬浮式渔光互补发电站5负载运行时相应荷载等级、结构稳定及安全、有效运行相关标准规范要求。
所述光伏发电组件13是一种暴露在阳光下便会产生直流电的，利用太阳电池半导体材料制成的板状发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成，一般采用矩形光伏板阵列连接结构型式。
所述支撑架14为支撑光伏发电组件13的基础部件，一般采用平台式钢结构支架型式。
所述检修通道15为搭接在主缆6与辅缆10上的检修光伏发电组件13的附属部件，一般采用钢结构格栅板结构型式。
所述底框16为使养鱼网箱网衣18张开和挺括的框架结构，一般采用钢结构金属管型式。
所述吊绳17为连接养鱼网箱与主缆6与辅缆10的部件，其底部连接底框16，一般采用高强度柔性合成纤维绳状材料。
所述网衣18与罩网19为养鱼网箱的蓄水、围鱼部件，在材料选择上要求坚韧、牢固，能蓄鱼而不易逃鱼，还要操作方便和造价低廉，一般采用合成纤维网状材料。
所述汇集站3、输电线路4，汇集站3及输电线路4的具体参数、性能应满足悬浮式渔光互补发电站5电力汇流与输送的安全、有效运行相关标准规范要求。
所述汇集站3在每个片区的悬浮式渔光互补发电站5均予以设置，为汇聚各个片区悬浮式渔光互补发电站5电能的汇流装置，无电力保护、计量等功能设施。
所述输电线路4连接汇集站3与水电站升压站2，以将新建的悬浮式渔光互补发电站5直接利用水电工程已有升压变电设施进行并网发电。
所述水电站升压站2为水电工程已有的升压变电设施，以将新建的悬浮式渔光互补发电站5发出的电力予以连接配套入网，水电站升压站2的具体参数、性能应满足悬浮式渔光互补发电站5产生的电力安全、有效并网发电相关标准规范要求。
Claims (10)
1.一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：包括布置于水电站大坝(1)上游的悬浮式渔光互补发电站(5)、汇集站(3)及水电站升压站(2)，所述悬浮式渔光互补发电站(5)、汇集站(3)和水电站升压站(2)均避开水库通航及行洪河道(20)布置，水电站升压站(2)通过输电线路(4)与汇集站(3)相连，所述悬浮式渔光互补发电站(5)包括连接承重平衡结构和渔光互补发电结构，且连接承重平衡结构布设在水库两岸及水面上，渔光互补发电结构布设在连接承重平衡结构上。
2.根据权利要求1所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述连接承重平衡结构包括库岸连接承重结构和库表连接平衡结构，其中库岸连接承重结构包括主缆(6)、支撑结构(7)、索鞍(8)及锚碇(9)，索鞍(8)设置在支撑结构(7)的顶部，锚碇(9)设置在水库两岸设计洪水位线以上山体基岩中，主缆(6)通过若干支撑结构(7)及索鞍(8)与锚碇(9)相连；库表连接平衡结构包括辅缆(10)，且辅缆(10)通过主缆(6)安装在水库死水位线以内的库中水域。
3.根据权利要求1所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述渔光互补发电结构由若干渔光互补发电单元组成，渔光互补发电单元包括悬浮结构、光伏发电结构及养鱼网箱，其中，悬浮结构为通过螺栓(12)固定在主缆(6)和辅缆(10)上的浮体(11)；光伏发电结构为通过支撑架(14)安装在悬浮结构顶部的光伏发电组件(13)，并在光伏发电结构一侧设置有检修通道(15)；养鱼网箱为通过吊绳(17)安装在悬浮结构之间的水下的底框(16)和网衣(18)，并在悬浮结构顶部与养鱼网箱之间设置有罩网(19)。
4.根据权利要求2所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述主缆(6)为钢绞线、钢丝绳或钢丝束线。
5.根据权利要求2所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述支撑结构(7)为钢筋混凝土结构。
6.根据权利要求2所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述锚碇(9)采用重力式锚碇或隧洞式锚碇。
7.根据权利要求2所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述辅缆(10)采用钢绞线、钢丝绳或钢丝束线制成，并搭接在横跨排列于水库两岸与水面的主缆(6)上，构成网格状的柔性库表连接、承重与平衡结构。
8.根据权利要求3所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述浮体(11)采用矩形或凹槽型高分子量高密度聚乙烯漂浮材料。
9.根据权利要求3所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述光伏发电组件(13)采用矩形光伏板阵列连接结构型式。
10.根据权利要求3所述的一种水库水光渔互补综合发电装置，其特征在于：所述检修通道(15)为钢结构格栅板结构型式。
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| CN201620217118.4U CN205421203U (zh) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | 一种水库水光渔互补综合发电装置 |
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2016
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| CN105672217A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-06-15 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库水光渔互补综合发电系统 |
| CN105672217B (zh) * | 2016-03-21 | 2017-12-22 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | 一种水库水光渔互补综合发电系统 |
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