CN214851044U - 一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，属于潮间带光伏系统设计及施工技术领域，包括光伏组件和至少两组PHC管桩，所述光伏组件固定在所述PHC管桩上方，所述PHC管桩上安装有浮式消浪机构，所述浮式消浪机构包括安装在所述PHC管桩上的在空心套筒，在相邻所述空心套筒间安装有滚筒组件，所述滚筒组件包括固定于所述空心套筒之间的转动定轴和套设于所述转动定轴外的滚筒，所述滚筒的外筒面沿周向间隔设置有若干消浪叶片。本实用新型通过设置浮式消浪机构，从而解决潮间带光伏设备受潮水波浪冲击损坏的问题。

Description

一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置

技术领域

本实用新型属于潮间带光伏系统设计及施工技术领域，尤其涉及一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置。

背景技术

随着海上风电大规模开发，针对海上风机基础点征方式征用海域，在风机基础周围存在大量海域，如何综合利用这部分海域，进一步促进海域资源集约节约利用，成为新的课题，因此在传统海上风机塔附近区域布置光伏设备，可形成多点式光伏基础，在该海域安装光伏发电，将形成风光互补模式，大大提高发电效率，但在潮间带安装桩柱式光伏，以及光伏设备在实际使用过程中，极易受到波浪频繁的冲击，导致光伏系统损坏。

因此，亟需一种带有浮式消浪机构的桩柱式潮间带光伏，以解决潮间带光伏设备受潮水波浪冲击损坏的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中潮间带光伏设备受潮水波浪冲击损坏的技术问题，而提出的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，包括光伏组件和至少两组PHC管桩，所述光伏组件固定在所述PHC管桩上方，所述PHC管桩上安装有浮式消浪机构，所述浮式消浪机构包括安装在所述PHC管桩上的在空心套筒，在相邻所述空心套筒间安装有滚筒组件，所述滚筒组件包括固定于所述空心套筒之间的转动定轴和套设于所述转动定轴外的滚筒，所述滚筒的外筒面沿周向间隔设置有若干消浪叶片。

作为本实用新型进一步的方案，所述空心套筒和滚筒组件均悬浮于水平面之上。

作为本实用新型进一步的方案，所述PHC管桩包括至少两组前后交叉设置的立柱，所述空心套筒可滑动套设在所述立柱上。

优选的，所述立柱的顶部高出水面的高度大于所述最高水位加上最大波浪的波峰后的高度。

作为本实用新型进一步的方案，所述光伏组件包括光伏支架结构和光伏阵列组，所述光伏阵列组布置在所述光伏支架结构上，所述光伏支架结构固定在所述PHC管桩上，所述光伏支架结构包括支架撑杆、横梁和檩条，所述横梁和檩条形成框架结构，所述支架撑杆与横梁、所述横梁与檩条之间均为刚接。

优选的，所述光伏支架结构表面均设有热镀锌防腐层。

作为本实用新型进一步的方案，所述光伏阵列组包括多晶硅光伏组件，所述多晶硅光伏组件由多个多晶硅光伏板排布成至少两行，通过螺栓连接固定在所述檩条上，所述檩条固定于所述横梁上，所述螺栓位于所述多晶硅光伏板正反两面处均设有垫圈。

作为本实用新型进一步的方案，所述多晶硅光伏板上的电力通过汇流箱和输出的电缆进入风机塔筒底部，接入逆变器，通过隔离变压器再接入风机塔底变频器，与风电机组输出电力一起，通过箱变、35kV海缆、升压站，送入电网。

作为本实用新型进一步的方案，所述多晶硅光伏板上的电力通过单独的逆变器箱式升压变单元、海缆登陆进入陆上升压站送出。

优选的，所述逆变器箱式升压变单元放置于框架平台上，所述框架平台搁置在所述PHC管桩的加承台上，在所述框架平台四周设置安全围栏及检修爬梯。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，具备以下有益效果：

本实用新型的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，充分利用潮间带海上风电场风机之间的海域，安装桩柱式光伏，提高了海域利用率，为节约用海提供了新的选择，同时安装浮式消浪机构，有效避免波浪损坏光伏系统，随着海上风电大规模开发，将为进一步促进海域资源集约节约利用，提供了新的风光互补模式，具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置的结构示意图；

图中：10、PHC桩柱基础；11、立柱；20、浮式消浪机构；21、空心套筒；22、滚筒；23、转动定轴；24、消浪叶片；30、光伏支架结构；31、支架撑杆；32、横梁；33、檩条；40、光伏阵列组；41、光伏板；42、螺栓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1，本实用新型提供的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，具体包含如下：

PHC桩柱基础10：

包括至少两组PHC管桩，即预应力高强度混凝土管桩，PHC-A300(70)，桩长约为10.0m(最终长度以实际计算为准)，其前后立柱11设置交叉支撑的方式，形成抗水力平结构体系，避免单立柱11抗水平力弱带来的不利影响，以满足抵抗12级台风的使用要求，确保整个光伏装置在海洋环境下的使用的强度及耐久性要求。

本实施例中，立柱11顶标距离水面的高度：由极端高水位+极端高水位的最大波高+富裕高度确定，即保证立柱11的顶部高出水面的高度大于所述最高水位加上最大波浪的波峰后的高度，从而尽可能避免光伏组件受波浪冲击，桩柱基础混凝土的强度等级采用C80。

浮式消浪机构20：

浮式消浪机构20安装在PHC管桩之间，具体地，在潮间带桩柱式光伏装置的各组PHC管桩的立柱11上安装空心套筒21，在相邻空心套筒21间安装滚筒组件，滚筒组件由一转动定轴23以及一滚筒22构成，滚筒22的外筒面沿周向间隔设置有若干消浪叶片24。

本实施例中，滚筒22也为空心结构，空心套筒21及滚筒组件随着涨落潮上下，一直处在水面，波浪的动力冲击，推动滚筒22旋转，滚筒22在旋转的过程中，其上的消浪叶片24将波浪击碎，从而达到消浪的目的，消弱波浪能量。

光伏支架结构30：

光伏支架结构30安装PHC管桩上方，用于固定支撑光伏元件。具体地，光伏支架结构30采用冷弯薄壁型钢制作，支架与桩柱基础为刚接，支架底部与桩柱基础连接采用锚栓，或采用抱箍将支架固定在桩柱上。光伏支架结构30包括支架撑杆31、横梁32和檩条33，横梁32和檩条33形成框架结构，支架撑杆31固定于立柱11上，用于支撑固定横梁32和檩条33形成框架结构，框架结构一般采用两种尺寸形式：长宽分别为10.1m×3.32m、20.2m×3.32m。支架撑杆31与横梁32、横梁32与檩条33之间均为刚接。支架满足规范对强度、刚度、稳定等各项指标要求，以满足抵抗海上最强风力的要求，确保光伏支架结构30安全、稳定。

支架钢结构均采用热镀锌防腐处理，如腐蚀严重可采用牺牲阳极系统或外加电流保护。

光伏阵列组40：

光伏支架结构30上布置多晶硅光伏组件，多晶硅光伏组件由多个多晶硅光伏板41排布成至少两行，具体地，每个组串单元可由20块(横向10列，竖向2行)或40块(横向20列，竖向2行)尺寸为1650×992×46mm多晶硅光伏板41组成，光伏板41竖向布置。

在光伏支架结构30的横梁32之间，按照光伏板41的安装宽度布置檩条33，用于直接承受光伏板41的重量，檩条33固定于支架横梁32上，光伏板41每条长边上有二个点与檩条33连接，一块光伏板41共有四个点与檩条33固定。光伏板41与檩条33的连接采用螺栓42连接，并在光伏板41正反两面处配加垫圈。

电力送出系统(图中未示出)：

光伏板41上电力通过汇流箱，输出的电缆进入风机塔筒底部，接入逆变器，通过隔离变压器再接入风机塔底变频器，与风电机组输出电力一起，通过箱变、35kV海缆、升压站，送入电网；

本实用新型的另一实施例中，若光伏容量较大，则需通过单独的逆变器箱式升压变单元、海缆登陆进入陆上升压站送出。此时，采用单独逆变器箱式升压变单元方式，将该单元设备直接放置于框架平台，框架平台搁置在PHC管桩的加承台上，在框架平台四周设置安全围栏及检修爬梯(图中未示出)。

本实用新型的具体施工工序及工作原理如下：

潮间带区域，涨潮受淹、退潮露滩，平时涨潮受淹时段，水深较浅，即使浅吃水平底驳船也难于通航，采用水上浮箱法PC200-300高频振动打桩机进行桩基础施工。

S1、浮箱制作：

单个浮箱结构外形定为：6m×2.4m×1.2m(长×宽×高)，使用时用此大小的6个浮箱组成大型浮体。为了保证浮箱的整体稳定性和浮体间的刚度，要确保连接件的强度、刚度以及浮体构件连接的可靠性。

连接方法如下：

纵向接头——上：搭接单销；下：搭钩。

横向接头——上：搭接单销；下：搭钩。

S2、浮箱承载力及浮体计算：

单个6m×2.4m×1.2m(长×宽×高)浮箱，自重约3.3t，单箱承载力90KN，相当于9.8t的力，6个浮箱组成的1个浮体，就相当于6×9.8＝58.8t的浮力，1台PC200-300高频振动打桩机自重21-32t之间，从浮力上计算，是可以满足打桩施工要求的。

S3、打桩浮箱就位及打桩：

打桩浮箱在测量仪器控制下就位，收放缆绳调整打桩浮箱的位置，收紧绞缆，稳定打桩浮箱。

沉桩过程用经纬仪及时跟踪观测桩身状态，了现偏斜及时调整校正，使误差控制在允许范围内。

沉桩时须视土质和贯入速率及时调整桩锤的振幅和频率，低幅高频和高幅低频交替运用，以避免桩身偏斜。

S4、光伏支架结构30安装：

将抱箍安装在立柱11上，再将光伏支架结构30通过抱箍固定在立柱11上。

S5、浮式消浪机构20：

在海侧第一排PHC管桩上安装空心套筒21，在相邻空心套筒21间安装滚筒组件，调节浮式消浪机构20，确保装置随着涨落潮自由上下。

S6、安装光伏阵列组40：

在光伏支架结构30的横梁32之间，按照光伏板41的安装宽度布置檩条33，将光伏板41阵列排布，采用螺栓42将光伏板41与檩条33连接固定。

S7、安装送出系统：

光伏板41上电力通过汇流箱，再通过逆变器箱式升压变单元，海缆登陆进入陆上升压站送出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，本实用新型的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置除了领域范围的延展，任何本领域技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，包括光伏组件和至少两组PHC管桩，所述光伏组件固定在所述PHC管桩上方，其特征在于：所述PHC管桩上安装有浮式消浪机构，所述浮式消浪机构包括安装在所述PHC管桩上的在空心套筒，在相邻所述空心套筒间安装有滚筒组件，所述滚筒组件包括固定于所述空心套筒之间的转动定轴和套设于所述转动定轴外的滚筒，所述滚筒的外筒面沿周向间隔设置有若干消浪叶片。

2.如权利要求1所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述空心套筒和滚筒组件均悬浮于水平面之上。

3.如权利要求2所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述PHC管桩包括至少两组前后交叉设置的立柱，所述空心套筒可滑动套设在所述立柱上。

4.如权利要求3所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述立柱的顶部高出水面的高度大于所述最高水位加上最大波浪的波峰后的高度。

5.如权利要求1或3所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述光伏组件包括光伏支架结构和光伏阵列组，所述光伏阵列组布置在所述光伏支架结构上，所述光伏支架结构固定在所述PHC管桩上，所述光伏支架结构包括支架撑杆、横梁和檩条，所述横梁和檩条形成框架结构，所述支架撑杆与横梁、所述横梁与檩条之间均为刚接。

6.如权利要求5所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述光伏支架结构表面均设有热镀锌防腐层。

7.如权利要求5所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述光伏阵列组包括多晶硅光伏组件，所述多晶硅光伏组件由多个多晶硅光伏板排布成至少两行，通过螺栓连接固定在所述檩条上，所述檩条固定于所述横梁上，所述螺栓位于所述多晶硅光伏板正反两面处均设有垫圈。

8.如权利要求7所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述多晶硅光伏板上的电力通过汇流箱和输出的电缆进入风机塔筒底部，接入逆变器，通过隔离变压器再接入风机塔底变频器，与风电机组输出电力一起，通过箱变、35kV海缆、升压站，送入电网。

9.如权利要求7所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述多晶硅光伏板上的电力通过单独的逆变器箱式升压变单元、海缆登陆进入陆上升压站送出。

10.如权利要求9所述的一种带有消浪机构的桩柱式潮间带光伏装置，其特征在于：所述逆变器箱式升压变单元放置于框架平台上，所述框架平台搁置在所述PHC管桩的加承台上，在所述框架平台四周设置安全围栏及检修爬梯。

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