CN208597041U - 由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，改进后光伏组件串铺设在漂浮体上，飘浮体由所述漂浮体间连接体相互连接为整体，并最终与刚性水平边框体系连接；刚性水平边框体系由牵引拉索实时牵引控制，控制过程系通过水位监测传感器发射实时水位信号，水位信号接收及控制器接收水位信号后，将控制所述拉索驱动装置牵引拉索来实时牵引控制所述刚性水平边框体系；主拉索张紧后架设于岸上设置的所述拉索岸上支撑塔架上。本实用新型提供了水上建设光伏发电站的解决方法，适用于鱼塘、大跨度和水位变化的流动性河面、湖面、水库等水域，充分利用了闲置的水域，可以解决地面光伏发电站用地日趋紧张的问题。

Description

由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统

技术领域

本实用新型涉及水上光伏发电站技术领域，具体来讲是一种由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统。

背景技术

近年来用于建设地面光伏发电站的土地资源日趋紧张，土地资源管控越来越严。我国建有87873座各型水库，较多仅为灌溉蓄水养殖使用，江河湖海塘坝水域更广阔，水域面积占内陆4%左右面积，超过17万平方公里，并广泛分布在用电消纳地区。如何有效利用这些水域来建设水上漂浮光伏电站，成为光伏界业内迫切解决的问题。

这两年，国内开始逐步兴建水上漂浮光伏电站，但规模均较小，且均设置在静水区域，其水位无变化或变化不大，另外其漂浮体及其之间的联结体形成的整体，并无边框结构支撑，在大风浪下抗力性能差，且不能适应较大的水位变化。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，抗风浪能力高，且适应较大水位变化的水上漂浮光伏电站系统。

本实用新型是这样实现的，构造一种由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：若干光伏组件串分别铺设在若干独立的漂浮体上，所述漂浮体间通过连接体相互连接，并最终与刚性水平边框体系连接，形成整体结构体系发电方阵；所述刚性水平边框体系由牵引拉索实时牵引，所述牵引拉索通过水位信号接收及控制器实时控制拉索驱动装置，从而达到实时牵引所述刚性水平边框体系的目的。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：刚性水平边框体系铺设在最外围一圈的浮箱上，且刚性水平边框体系的四个转角拼接在一起，组成一个刚性体系；刚性水平边框通过角钢与浮箱上预留的螺栓连接；

刚性水平边框体系上方预设紧固连接件，用于固定水位信号接收及控制器和拉索驱动装置；拉索驱动装置设置位置为刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置，同时一个刚性水平边框上仅设置一台水位信号接收及控制器，其通过通信数据线缆传送实时水位数据信号至拉索驱动装置，拉索驱动装置接收到信号后启动驱动，驱动控制卷扬机来牵引拉索。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述刚性水平边框体系由水平钢结构桁架或水平钢结构封闭框架构成，主要包括：上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆、连接角钢、镀锌钢板，用于铺设钢桁架的浮箱顶部预设8个不锈钢螺栓，通过连接角钢与钢桁架的上弦杆以及下弦杆固定在一起，每个连接角钢上有2~3个不锈钢螺栓固定；杆件均采用镀锌方钢管，当边框过长时及边框角部转接头处，需要现场拼装，拼装处钢管设置端头板及连接螺栓孔，并通过不锈钢螺栓连接；上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆均采用镀锌方钢管；在上弦杆和下弦杆顶部铺设镀锌钢板，主要用于检修通道，同时可以摆放拉索驱动装置和卷扬机以及其它设备。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：一个刚性水平边框体系上仅设置一台水位信号接收控制器，拉索驱动装置设置在刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置，牵引拉索连接刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置；刚性水平边框的角部转接头以及中部搭接，需要现场拼装，拼装处钢管设置端头板及连接螺栓孔，并通过不锈钢螺栓连接。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述刚性水平边框体系内部水平布置若干所述光伏组件串，所述光伏组件串之间的排布方式为行列式。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：牵引拉索一端与刚性水平边框体系连接，另一端通过连接锁具支承于主拉索上，主拉索对牵引拉索起到固定作用；牵引拉索与水平面的夹角控制在40~60度之间；主拉索张紧后用连接锁具连接于固定在岸边的塔架上。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述主拉索临空架设于两端岸上支撑塔架，所述主拉索通过张拉装置预拉张紧，并用连接锁具连接于所述支撑塔架上，所述支撑塔架设立在岸边浇筑好的钢筋混凝土基础上；

主拉索张紧后用连接锁具连接于固定在岸边的塔架上，塔架采用三柱或四柱钢管，塔架基础根据现场地质情况采用天然独立基础或者桩基，牵引拉索的一端固定在刚性水平边框上，另一端通过连接锁具与主拉索连接，牵引拉索与水平面的夹角控制在40~60度之间。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述连接体可采用角钢或C形钢制作，也可采用浮体材料制作，通过紧固件如螺栓、扣件等与所述漂浮体、所述刚性水平边框体系牢靠连接。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述漂浮体间设置安装及检修通道，所述连接体也可兼当所述安装及检修通道；发电方阵中内部连接电缆可铺设在通道上，并设置在边侧位置，不影响安装及检修通行。

根据本实用新型所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述水位信号接收及控制器及所述拉索驱动装置固定设置在所述刚性水平边框体系上，设置具体位置为所述刚性水平边框体系四个角部，当所述刚性水平边框体系尺寸较大时，可在其中部适当增加设置水位信号接收及控制器及所述拉索驱动装置。

本实用新型公开了由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，包括漂浮体及其上光伏组件串、漂浮体间连接体、刚性水平边框体系、水位监测传感器、水位信号接收及控制器、主拉索、牵引拉索、拉索驱动装置、拉索岸上支撑塔架、漂浮体间安装及检修通道、电缆、汇流箱、箱变、逆变器设备。所述光伏组件串铺设在所述漂浮体上，所述漂浮体由所述漂浮体间连接体相互连接为整体，并最终与所述刚性水平边框体系连接；所述刚性水平边框体系由所述牵引拉索实时牵引控制，控制过程系通过所述水位监测传感器发射实时水位信号，所述水位信号接收及控制器接收水位信号后，将控制所述拉索驱动装置牵引所述牵引拉索来实时牵引控制所述刚性水平边框体系；所述牵引拉索由所述主拉索吊挂于水面上方，所述主拉索张紧后架设于岸上设置的所述拉索岸上支撑塔架上。本实用新型提供了水上建设光伏发电站的解决方法，适用于鱼塘、大跨度和水位变化的流动性河面、湖面、水库等水域，充分利用了闲置的水域，可以解决地面光伏发电站用地日趋紧张的问题。

本实用新型具有如下优点：本实用新型充分利用了刚性水平边框与浮箱的可靠连接，形成一个稳定可靠的刚性体系来抵抗风浪，从而能够提高水面光伏发电系统的安全与可靠性；另外本实用新型还可以在水位的变化的情况下，通过控制器、拉索驱动装置、卷扬机来控制牵引拉索使得该体系能够适应水位的变化。上述两大优势能够使水面电站更广泛的适用在河流湖泊中，对光伏发电选址要求降低，大大扩展了水面电站的建设范围。

附图说明

图1为拉索实时牵引的刚性水平边框体系的工作原理图；

图2为拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统平面图；

图3为刚性水平边框的大样图；

图4为图3的剖面图；

图5为塔架示意图。

其中：光伏组件板1，用于铺设组件的浮箱2，用于检修的浮箱3，刚性水平边框4，用于铺设刚性水平边框的浮箱5，牵引拉索6，用于固定牵引拉索的主拉索7，用于固定主拉索的塔架8，水位接收控制器9，拉索驱动装置10，卷扬机11，上弦杆12，下弦杆13，斜腹杆14，竖腹杆15，连接角钢16，镀锌钢板17。

具体实施方式

下面将结合附图1-图5对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，抗风浪能力高，且适应较大水位变化的水上漂浮光伏电站系统。

如图1-图5所示，可以按照如下方式予以实施，若干光伏组件串分别铺设在若干独立的漂浮体上，所述漂浮体间通过连接体相互连接，并最终与刚性水平边框体系连接，形成整体结构体系发电方阵；所述刚性水平边框体系由牵引拉索实时牵引，所述牵引拉索通过水位信号接收及控制器实时控制拉索驱动装置，从而达到实时牵引所述刚性水平边框体系的目的；所述刚性水平边框体系由水平钢结构桁架或水平钢结构封闭框架构成，并由所述漂浮体支托并漂浮于水面上，围成整体稳定性好的封闭结构体系，从而达到了抵抗风浪冲击的目的。

刚性水平边框由上弦杆、下弦杆、斜腹杆、竖腹杆组成，杆件均采用镀锌方钢管。当边框过长时及边框角部转接头处，需要现场拼装，拼装处钢管设置端头板及连接螺栓孔，并通过不锈钢螺栓连接。

刚性水平边框上方预设紧固连接件，用于固定水位信号接收及控制器和拉索驱动装置；拉索驱动装置设置位置为刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置，同时一个刚性水平边框上仅设置一台水位信号接收及控制器，其通过通信数据线缆传送实时水位数据信号至拉索驱动装置，拉索驱动装置接收到信号后启动驱动，驱动控制卷扬机来牵引拉索。

光伏组件板采用行列式，组件铺设在浮箱上，浮箱与浮箱之间通过销钉连接在一起。刚性水平边框铺设在最外围一圈的浮箱上，且刚性水平边框的四个转角拼接在一起，组成一个刚性体系。刚性水平边框通过角钢与浮箱上预留的螺栓连接。

牵引拉索一端与刚性水平边框连接，另一端通过连接锁具支承于主拉索上，主拉索对牵引拉索起到固定作用。牵引拉索与水平面的夹角控制在40~60度之间。主拉索张紧后用连接锁具连接于固定在岸边的塔架上。

塔架设立在岸边，塔架由塔架基础及上部钢结构组成，塔架基础根据现场地勘情况采用天然独立基础或者桩基，上部钢结构采用三柱或四柱钢管，通过法兰连接。

下面结合附图进行详细说明：

图1为拉索实时牵引的刚性水平边框体系的工作原理图。该系统的工作原理为：水位监测传感器感应水位变化，并将信号传输给水位信号接收控制器，并反馈给拉索驱动装置，拉索驱动装置通过驱动卷扬机来牵引拉索从而使得刚性水平边框能够适应水位的变化。牵引拉索固定在主拉索上，主拉索张紧后固定在岸边的塔架上。

图2为拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统平面图。主要包括光伏组件板1，用于铺设组件的浮箱2，用于检修的浮箱3，刚性水平边框4，用于铺设刚性水平边框的浮箱5，牵引拉索6，用于固定牵引拉索的主拉索7，用于固定主拉索的塔架8，水位接收控制器9，拉索驱动装置10，卷扬机11。光伏组件板1采用行列式铺设在浮箱2上，浮箱2与浮箱3通过销钉连接在一起，刚性水平边框4铺设在浮箱5上。该图上下两端的浮箱5和浮箱2通过销钉连接在一起，该图左右两端的浮箱5和浮箱2、浮箱3通过钢绞线连接在一起。通过以上的措施，刚性水平边框与光伏阵列组成一个稳定的刚性体系。

如图2所示，一个刚性水平边框上仅设置一台水位信号接收控制器9，拉索驱动装置10设置在刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置，牵引拉索6连接刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置。刚性水平边框4的角部转接头以及中部搭接，需要现场拼装，拼装处钢管设置端头板及连接螺栓孔，并通过不锈钢螺栓连接。

图3为刚性水平边框的大样图。该图所示意的刚性水平边框为钢桁架，也可以考虑使用钢框架。主要包括：上弦杆12，下弦杆13，斜腹杆14，竖腹杆15，连接角钢16，镀锌钢板17。用于铺设钢桁架的浮箱5顶部预设8个不锈钢螺栓，通过连接角钢16与钢桁架的上弦杆12以及下弦杆13固定在一起。每个连接角钢16上有2~3个不锈钢螺栓固定。

图4为图3的剖面图。上弦杆12、下弦杆13、斜腹杆14、竖腹杆15均采用镀锌方钢管。在上弦杆12和下弦杆13顶部铺设镀锌钢板17，主要用于检修通道，同时可以摆放拉索驱动装置和卷扬机以及其它设备。

图5为塔架示意图。主拉索7张紧后用连接锁具连接于固定在岸边的塔架8上。塔架8采用三柱或四柱钢管，塔架基础根据现场地质情况采用天然独立基础或者桩基。牵引拉索6的一端固定在刚性水平边框4上，另一端通过连接锁具与主拉索7连接，牵引拉索6与水平面的夹角控制在40~60度之间。

该光伏系统的汇流箱可以设置在浮体上，逆变箱变设备设置在岸边。电缆可以通过浮体连接每个组串和汇流箱，最后通过浮体连接到岸边的箱变逆变。

由上可见，本实用新型充分利用了刚性水平边框与浮箱的可靠连接，形成一个稳定可靠的刚性体系来抵抗风浪，从而能够提高水面光伏发电系统的安全与可靠性；另外本实用新型还可以在水位的变化的情况下，通过控制器、拉索驱动装置、卷扬机来控制牵引拉索使得该体系能够适应水位的变化。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：若干光伏组件串分别铺设在若干独立的漂浮体上，所述漂浮体间通过连接体相互连接，并最终与刚性水平边框体系连接，形成整体结构体系发电方阵；所述刚性水平边框体系由牵引拉索实时牵引，所述牵引拉索通过水位信号接收及控制器实时控制拉索驱动装置，从而达到实时牵引所述刚性水平边框体系的目的。

2.根据权利要求1所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：刚性水平边框体系铺设在最外围一圈的浮箱上，且刚性水平边框体系的四个转角拼接在一起，组成一个刚性体系；刚性水平边框通过角钢与浮箱上预留的螺栓连接；

刚性水平边框体系上方预设紧固连接件，用于固定水位信号接收及控制器和拉索驱动装置；拉索驱动装置设置位置为刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置，同时一个刚性水平边框上仅设置一台水位信号接收及控制器，其通过通信数据线缆传送实时水位数据信号至拉索驱动装置，拉索驱动装置接收到信号后启动驱动，驱动控制卷扬机来牵引拉索。

3.根据权利要求1或2所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述刚性水平边框体系由水平钢结构桁架或水平钢结构封闭框架构成，主要包括：上弦杆（12）、下弦杆（13）、斜腹杆（14）、竖腹杆（15）、连接角钢（16）、镀锌钢板（17），用于铺设钢桁架的浮箱（5）顶部预设8个不锈钢螺栓，通过连接角钢（16）与钢桁架的上弦杆（12）以及下弦杆（13）固定在一起，每个连接角钢（16）上有2~3个不锈钢螺栓固定；杆件均采用镀锌方钢管，当边框过长时及边框角部转接头处，需要现场拼装，拼装处钢管设置端头板及连接螺栓孔，并通过不锈钢螺栓连接；上弦杆（12）、下弦杆（13）、斜腹杆（14）、竖腹杆（15）均采用镀锌方钢管；在上弦杆（12）和下弦杆（13）顶部铺设镀锌钢板（17），主要用于检修通道，同时可以摆放拉索驱动装置和卷扬机。

4.根据权利要求1或2所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：一个刚性水平边框体系上仅设置一台水位信号接收控制器（9），拉索驱动装置（10）设置在刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置，牵引拉索（6）连接刚性水平边框的四个角部和四边中部若干位置；刚性水平边框（4）的角部转接头以及中部搭接，需要现场拼装，拼装处钢管设置端头板及连接螺栓孔，并通过不锈钢螺栓连接。

5.根据权利要求1或2所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述刚性水平边框体系内部水平布置若干所述光伏组件串，所述光伏组件串之间的排布方式为行列式。

6.根据权利要求1所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：牵引拉索一端与刚性水平边框体系连接，另一端通过连接锁具支承于主拉索上，主拉索对牵引拉索起到固定作用；牵引拉索与水平面的夹角控制在40~60度之间；主拉索张紧后用连接锁具连接于固定在岸边的塔架上。

7.根据权利要求6所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述主拉索临空架设于两端岸上支撑塔架，所述主拉索通过张拉装置预拉张紧，并用连接锁具连接于所述支撑塔架上，所述支撑塔架设立在岸边浇筑好的钢筋混凝土基础上；

主拉索（7）张紧后用连接锁具连接于固定在岸边的塔架（8）上，塔架（8）采用三柱或四柱钢管，塔架基础根据现场地质情况采用天然独立基础或者桩基，牵引拉索（6）的一端固定在刚性水平边框（4）上，另一端通过连接锁具与主拉索（7）连接，牵引拉索（6）与水平面的夹角控制在40~60度之间。

8.根据权利要求1所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述连接体采用角钢或C形钢制作，或者采用浮体材料制作成型，通过紧固件与所述漂浮体、所述刚性水平边框体系牢靠连接。

9.根据权利要求1所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述漂浮体间设置安装及检修通道，发电方阵中内部连接电缆铺设在通道上，并设置在边侧位置。

10.根据权利要求1所述由拉索实时牵引的刚性水平边框体系水上漂浮光伏电站系统，其特征在于：所述水位信号接收及控制器及所述拉索驱动装置固定设置在所述刚性水平边框体系上，设置具体位置为所述刚性水平边框体系四个角部，当所述刚性水平边框体系尺寸较大时，能够在其中部适当增加设置水位信号接收及控制器及所述拉索驱动装置。