CN210887174U - 一种固定式海上光伏发电平台支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，包括平台桁架，箱型基础，支柱，负压抽气孔和拖运浮子；所述箱型基础设置在所述平台桁架的下方；所述支柱连接所述平台桁架和所述箱型基础；所述支柱为空心结构，所述支柱的底部与所述箱型基础相连通；所述负压抽气孔设置在所述支柱的顶部并与所述支柱相连通；所述拖运浮子设置在所述箱型基础上，并通过连接索与所述支柱相连接。本实用新型由于采用模块化设计，使每个平台支撑结构可单独成体，且相邻结构之间的连接采用铰链接，从而在保证结构较好的整体性的同时，极大削减了大规模铺设时平台桁架将会承受的巨大弯矩，使结构具备更强的抵御环境荷载的能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及近海结构与光伏发电结构技术，特别涉及一种固定式海上光伏发电平台支撑结构。
背景技术
近年来，太阳能光伏发电作为一种绿色清洁可再生能源发展迅速。但由于陆上太阳能光伏发电需要占用较大的土地面积和土地资源的稀缺性，使得陆上太阳能光伏发电站的发展受到较大限制，目前大多数陆上太阳能光伏发电站多建立在远离用电中心的荒漠地区，而这使得太阳能光伏发电的用电成本大大增加，从而也制约了太阳能光伏发电的发展。
针对于太阳能光伏发电占用土地资源较多与距离用电中心较远的问题，水上太阳能光伏发电可以很好地解决，此外，水上太阳能光伏发电还具有发电效率高，生态友好，可与养殖业协同发展等优势。但水上太阳能光伏发电面临着适宜开发的封闭水域面积不足的问题，要使水上太阳能光伏发电得到规模化发展，开发海洋水域的水上太阳能光伏发电是必经之路。
海上太阳能光伏发电平台由于处于海洋开放水域，相较于目前在封闭水域的水上太阳能光伏发电平台，海上太阳能光伏发电平台面临着更为恶劣的环境荷载，其设计要求自然与封闭水域的水上太阳能光伏发电平台存在较大差异，因此，开发新型的海上太阳能光伏发电平台对于太阳能光伏发电事业的发展具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，使其在保证平台支撑结构抵抗风、浪、流荷载的能力同时，具备经济可行性与施工便利性，以帮助实现光伏发电平台在海洋开放水域的应用。
本实用新型所采用的技术方案是：一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，包括：
平台桁架；
箱型基础，所述箱型基础设置在所述平台桁架的下方；
支柱，所述支柱连接所述平台桁架和所述箱型基础；所述支柱为空心结构，所述支柱的底部与所述箱型基础相连通；
负压抽气孔，所述负压抽气孔设置在所述支柱的顶部并与所述支柱相连通；以及，
拖运浮子，所述拖运浮子设置在所述箱型基础上，并通过连接索与所述支柱相连接。
进一步地，平台支撑结构还包括用于连接相邻平台支撑结构的平台连接器，所述平台连接器设置在相邻两个所述平台桁架的连接处，所述平台连接器为铰链，所述铰链的两侧分别通过螺栓与两个所述平台桁架相连接，使得相邻两个平台支撑结构柔性连接为一体。
进一步地，所述平台桁架为防腐钢管焊接而成的正方形双层钢桁架结构。
进一步地，所述支柱为经防腐处理的钢制变截面的空心柱状结构，所述支柱设置有四根；所述支柱包括下部底面开口的空心圆台和固定连接在所述空心圆台上方的空心圆柱；所述空心圆柱的上底设置所述负压抽气孔，所述空心圆柱下底与所述空心圆台相连处的侧面上设置有用作连接索和牵引索系点的钢管，所述钢管的轴线与所述空心圆柱的轴线垂直；所述支柱的上部侧面与所述平台桁架焊接为一体、下底与所述箱型基础的上表面焊接为一体，使所述支柱对所述平台桁架起到支撑作用，同时作为负压抽气的通道。
进一步地，所述箱型基础为由上底面和四侧壁组成的底部开口的钢制薄壁长方体形基础，所述箱型基础的内部设置有竖直分舱板，所述竖直分舱板将所述箱型基础内部空间等分为九个相同的舱室，在位于所述箱型基础四角位置的所述舱室上方分别连接一根所述支柱。
进一步地，所述负压抽气孔为两端开口的钢管。
进一步地，所述拖运浮子为钢制薄壁浮子，所述拖运浮子上设置有用作连接索和牵引绳系点的系船柱。
进一步地，所述连接索为钢丝绳，用于所述拖运浮子与所述支柱之间的系泊固定。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，由于采用模块化设计，使每个平台支撑结构可单独成体，且相邻结构之间的连接采用铰链接，从而在保证结构较好的整体性的同时，极大削减了大规模铺设时平台桁架将会承受的巨大弯矩，使结构具备更强的抵御环境荷载的能力。
由于采用箱型基础负压沉放的施工工艺，避免了传统水上固定式光伏平台支撑结构所需的打桩工序，缩短了海上施工时间，极大降低了施工成本。
由于结构可整体浮运，结构的部件生产安装都可以放在陆上进行，仅在海上进行沉放工作，减少了海上作业时间，降低了安装难度，提高了生产效率，而拖运浮子的使用使得箱型基础并不需要按照浮运所需的浮力要求而设计得很大，从而节省建造材料，并且拖运浮子可重复使用，并不会产生较多的额外成本。
本结构易于靠船，且平台桁架结构对人员走动非常友好，这使得置于本结构上的光伏发电平台的运维活动相较于目前的水上光伏发电平台更加便利，安全性更高。
附图说明
图1：本实用新型一种固定式海上光伏发电平台支撑结构示意图；
附图标注：1-平台桁架、2-平台连接器、3-支柱、4-箱型基础，5-负压抽气孔、6-拖运浮子、7-连接索。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如附图1所示，一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，包括平台桁架1、平台连接器2、支柱3、箱型基础4，负压抽气孔5、拖运浮子6和连接索7。
所述平台桁架1为防腐钢管焊接而成的正方形双层钢桁架结构，上层框架主要由跨过支柱3的“井”字形主梁框架，横向次梁杆件和四边框架组成，下层框架由跨过支柱3的“井”字形主梁框架和四边框架组成，竖向连接钢管均布于两层主梁与四边框架之间，间距视荷载与结构要求而定，横向次梁杆件间距视光伏板长度而定，该水平框架组成了光伏发电平台的支撑骨架，用于作为放置光伏板组件的平台。
所述平台连接器2为铰链，设置在所述平台桁架1的四条边上，每边设置两个所述平台连接器2；相邻的两个平台桁架1的同向平行安放，则相邻的两个平台桁架1可通过该相邻边上所设置的所述平台连接器2相互连接，即，该相邻边上所设置的所述平台连接器2的两侧分别通过螺栓与两个所述平台桁架1连接，从而使相邻的两个平台支撑结构实现柔性连接。
所述支柱3为经防腐处理的钢制变截面的空心柱状结构，所述支柱3设置有四根；所述支柱3包括下部底面开口的空心圆台和固定连接在所述空心圆台上方的空心圆柱，所述空心圆台的下底直径与上底直径应根据荷载情况计算得到，但应保证所述空心圆台的下底直径不应超过所述箱型基础4的三分之一长，以保证所述拖运浮子6的空间需求，所述空心圆台与所述空心圆柱焊接为一个整体；所述空心圆柱的上底设置所述负压抽气孔5并与所述负压抽气孔5相连通，所述空心圆柱下底与所述空心圆台相连处的侧面上焊接轴线与空心圆柱轴线垂直的钢管，所钢管直径为所述支柱3的圆柱直径的二分之一，形成十字形交叉，用作连接索7和牵引索的系点；所述支柱3还用于连接所述平台桁架1和箱型基础4，所述支柱3的上部侧面与所述平台桁架1焊接为一体，所述支柱3的顶部至少比所述平台桁架1高1m，所述支柱3的下底与所述箱型基础4的上表面焊接为一体并与所述箱型基础4相连通，焊接位置位于所述箱型基础4四角处舱室的几何中心，使所述支柱3对所述平台桁架1起到支撑作用，所述支柱3的高度应高于当地海域最高潮位时水深与百年一遇的最大浪高之和，同时作为负压抽气的通道使用。
所述箱型基础4设置在所述平台桁架1的下方；所述箱型基础4为由上底面和四侧壁组成的底部开口的钢制薄壁长方体形基础，其底面为正方形，边长为所述平台桁架1边长的三分之一；所述箱型基础4的内部设置有竖直分舱板，所述竖直分舱板将所述箱型基础4内部空间等分为九个相同的舱室，在位于所述箱型基础4四角位置的所述舱室上方分别对应连接一根所述支柱3。
所述负压抽气孔5为两端开口的钢管，其贯穿所述支柱3的顶面钢板，直径应适用于所用抽负压泵的要求，在非抽放气时应用橡胶塞密封。
所述拖运浮子6设置在所述箱型基础4上，并通过连接索7与所述支柱3相连接。所述拖运浮子6为钢制薄壁大型长方体浮子，所述拖运浮子6的上表面靠近四角处焊接有系船柱，用作连接索7和牵引绳的系点。
所述连接索7为钢丝绳，用于所述拖运浮子6与所述支柱3之间的系泊固定，其规格应由具体荷载计算而定。
上述固定式海上光伏发电平台支撑结构的施工方法为：
步骤1，完成平台桁架1、平台连接器2、支柱3、箱型基础4，负压抽气孔5、拖运浮子6和连接索7的标准化生产，在港口将平台桁架1、平台连接器2、支柱3、箱型基础4、负压抽气孔5预制为一体，密封负压抽气孔5，并将拖运浮子6置于箱型基础4上，用连接索7进行连接固定；
步骤2，用吊机将连接为一体的平台支撑结构置于海中，将牵引绳系于所述支柱3和拖运浮子6的系点上，使用拖船将平台支撑结构拖运至指定位置；
步骤3，将所述负压抽气孔5打开，连接上抽负压管，通过所述负压抽气孔5反向向所述箱型基础4内打气加压，同时，解掉所述连接索7和牵引绳与所述支柱3上系点的连接，将所述拖运浮子6拉出平台支撑结构所占范围；
步骤4，通过所述负压抽气孔5抽气，降低平台支撑结构内气压，使平台支撑结构下沉至指定高度；
步骤5，如果周边有已下沉安放的平台支撑结构，则应通过螺栓连接，使平台连接器2分别连接周边对应的平台支撑结构。
实施例1
平台桁架1中主梁框架钢管长为30m，直径为0.45m，壁厚为6mm，四边框架杆件长为30m，直径为0.45m，壁厚为6mm，次梁杆件长为30m，直径为0.3m，壁厚为5mm，竖向连接钢管长为0.9m，直径0.15m，壁厚4mm；平台连接器2位于平台桁架1边的三分之一和三分之二长处，轴承直径为1m，长2m；支柱3圆台部分下底直径为2.6m，上底直径为1.5m，壁厚为15mm，高为3m，圆柱部分直径为1.5m，壁厚为15mm，高为20m；箱型基础4底面边长为10m，高为3m，壁厚为10mm；负压抽气孔5直径为0.8m，高为0.5m，壁厚为8mm；拖运浮子6长6.5m，宽为4.5m，高为4m，壁厚为10mm；连接索7长为10m，直径为0.2m。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型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，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，包括：
平台桁架(1)；
箱型基础(4)，所述箱型基础(4)设置在所述平台桁架(1)的下方；
支柱(3)，所述支柱(3)连接所述平台桁架(1)和所述箱型基础(4)；所述支柱(3)为空心结构，所述支柱(3)的底部与所述箱型基础(4)相连通；
负压抽气孔(5)，所述负压抽气孔(5)设置在所述支柱(3)的顶部并与所述支柱(3)相连通；以及，
拖运浮子(6)，所述拖运浮子(6)设置在所述箱型基础(4)上，并通过连接索(7)与所述支柱(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，平台支撑结构还包括用于连接相邻平台支撑结构的平台连接器(2)，所述平台连接器(2)设置在相邻两个所述平台桁架(1)的连接处，所述平台连接器(2)为铰链，所述铰链的两侧分别通过螺栓与两个所述平台桁架(1)相连接，使得相邻两个平台支撑结构柔性连接为一体。
3.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，所述平台桁架(1)为防腐钢管焊接而成的正方形双层钢桁架结构。
4.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，所述支柱(3)为经防腐处理的钢制变截面的空心柱状结构，所述支柱(3)设置有四根；所述支柱(3)包括下部底面开口的空心圆台和固定连接在所述空心圆台上方的空心圆柱；所述空心圆柱的上底设置所述负压抽气孔(5)，所述空心圆柱下底与所述空心圆台相连处的侧面上设置有用作连接索(7)和牵引索系点的钢管，所述钢管的轴线与所述空心圆柱的轴线垂直；所述支柱(3)的上部侧面与所述平台桁架(1)焊接为一体、下底与所述箱型基础(4)的上表面焊接为一体，使所述支柱(3)对所述平台桁架(1)起到支撑作用，同时作为负压抽气的通道。
5.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，所述箱型基础(4)为由上底面和四侧壁组成的底部开口的钢制薄壁长方体形基础，所述箱型基础(4)的内部设置有竖直分舱板，所述竖直分舱板将所述箱型基础(4)内部空间等分为九个相同的舱室，在位于所述箱型基础(4)四角位置的所述舱室上方分别连接一根所述支柱(3)。
6.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，所述负压抽气孔(5)为两端开口的钢管。
7.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，所述拖运浮子(6)为钢制薄壁浮子，所述拖运浮子(6)上设置有用作连接索(7)和牵引绳系点的系船柱。
8.根据权利要求1所述的一种固定式海上光伏发电平台支撑结构，其特征在于，所述连接索(7)为钢丝绳，用于所述拖运浮子(6)与所述支柱(3)之间的系泊固定。
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Cited By (2)
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| CN110468817A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-19 | 天津大学 | 一种固定式海上光伏发电平台支撑结构及其施工方法 |
| CN115743436A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-07 | 天津绿动未来能源管理有限公司 | 一种强稳定性的漂浮式海上光伏发电平台 |
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