CN216232870U - 一种海上漂浮光伏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上漂浮光伏系统，涉及光伏发电技术领域。该系统包括：若干漂浮光伏模块单元和海床固定装置，漂浮光伏模块单元包括：浮体，其下部为浮板，上部设置有若干具有坡度的浮块，浮块左右相向布置且坡顶位于浮体的中部；支撑框架，位于浮板上方，且围合于若干浮板的侧边；光伏组件，与浮板表面固定连接。光伏组件固定于所述浮体表面，浮体外部由所述支撑框架围合，形成漂浮光伏模块单元。若干漂浮光伏模块单元连接形成与海面波动相配合的柔性漂浮光伏组件阵列，柔性漂浮光伏组件阵列通过海床固定装置与海床固定连接。本实用新型装置保留了漂浮光伏模块单元之间的自由度，还使漂浮光伏组件阵列整体呈现柔性，适应海面的波动。

Description

一种海上漂浮光伏系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种海上漂浮光伏系统。

背景技术

目前，现有的海上光伏发电系统，其设计理念大多为基于石油行业传统的漂浮式结构的形式。即建造一个大型的刚性结构体，将光伏组件安装于该结构体的表面，使其固定于海上，通过阳光照射将太阳能转化为电能。

为了抵抗海上的风浪，该海上光伏发电系统中大型的刚性结构体，需要具备极高的强度和极大的刚度，所以此形式的大型的刚性结构体通常采用钢材质。由于光伏组件的能量密度较低，需要使用大量的光伏组件，其支撑光伏组件的刚性结构用钢量巨大，使其海上光伏发电系统的经济效益非常低。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种海上漂浮光伏系统。

一种海上漂浮光伏系统，所述系统包括：若干漂浮光伏模块单元和海床固定装置，

所述漂浮光伏模块单元包括：

浮体，其下部为浮板，上部设置有若干具有坡度的浮块，所述浮块左右相向布置且坡顶位于所述浮体的中部；

支撑框架，位于所述浮板上方，且围合于若干所述浮板的侧边；

光伏组件，与所述浮板表面固定连接；

所述光伏组件固定于所述浮体表面，所述浮体外部由所述支撑框架围合，形成漂浮光伏模块单元；若干所述漂浮光伏模块单元连接形成与海面波动相配合的柔性漂浮光伏组件阵列，所述柔性漂浮光伏组件阵列通过所述海床固定装置与海床固定连接。

可选的，所述海床固定装置包括：连接装置和固定于海床的若干锚块，所述柔性漂浮光伏组件阵列通过连接装置与所述锚块锚固连接。

可选的，所述柔性漂浮光伏组件阵列的外围设置有防护装置，所述防护装置通过连接缆与所述柔性漂浮光伏组件阵列固定连接。

可选的，所述防护装置通过所述海床固定装置与海床固定连接。

可选的，所述光伏组件采用含氟高分子材料封装。

可选的，所述浮块表面设置有若干凹槽和若干凸条。

可选的，所述浮板和浮块连接处设置有用于支撑所述支撑框架的固定板。

可选的，所述支撑框架外壁设置有若干用于漂浮光伏模块单元之间相铰接的凸块。

可选的，所述浮体采用中空结构或内部填充结构，其填充物为轻质发泡材料。

可选的，所述防护装置为圆环形。

本实用新型方案中，光伏组件固定于浮体的浮块表面，浮块外围设置支撑框架，形成能够漂浮于海面的漂浮光伏模块单元，其中，支撑框架采用钢材质，浮体为塑料材质；若干漂浮光伏模块单元铰接形成柔性漂浮光伏组件阵列，柔性漂浮光伏组件阵列通过海床固定装置与海床固定连接。光伏组件通过浮体的支撑漂浮于水面上，若干漂浮光伏模块单元之间通过支撑框架铰接形成漂浮光伏组件阵列，不但保留了漂浮光伏模块单元之间的自由度，还使漂浮光伏组件阵列整体呈现柔性，适应海面的波动，随海面波浪运动。

钢材质的支撑框架为漂浮光伏组件阵列中的受力构件，当漂浮光伏组件阵列随海面运动时，承受各漂浮光伏模块单元之间传递的载荷。塑料材质的浮体不但作为支撑光伏组件的载体，还为漂浮光伏组件阵列提供浮力。此外，浮体上表面相向布置的2个浮块形成的类似人字型的坡结构，使海水随着坡度流出浮体便于海水的自排出，避免海水在光伏组件上滞留；又因为形成的人字型坡的结构更具流线型，降低海面风载荷的作用力。

本实用新型系统采用光伏组件与浮体固定，漂浮于水面的结构形式，避免了大型刚性结构体的使用，降低了海上光伏系统建设的成本，进而提升了海上光伏系统的经济效益。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种海上漂浮光伏系统的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的一种漂浮光伏模块单元的结构图；

图3是本实用新型实施例提供的一种浮体的结构图；

图4是本实用新型实施例提供的一种支撑框架的结构图；

图5是本实用新型实施例提供的一种设置防护装置海上漂浮光伏系统的结构图；

图6是本实用新型实施例提供的一种柔性漂浮光伏组件阵列的结构图；

图7是本实用新型实施例提供的一种柔性漂浮光伏组件阵列的侧视图；

图8是本实用新型实施例提供的一种海上漂浮光伏系统退潮时的结构图；

图9是本实用新型实施例提供的一种海上漂浮光伏系统涨潮时的结构图。

附图标记：

1、漂浮光伏模块单元；11、浮体；111、浮板；112、浮块；112a、凹槽；112b、凸条；113、固定板；12、支撑框架；121、凸块；13、光伏组件；2、海床固定装置；21、连接装置；22、锚块；3、漂浮光伏组件阵列；31、防护装置。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例应用于。

参照图1-9，示出了一种海上漂浮光伏系统，所述系统包括：若干漂浮光伏模块单元1和海床固定装置2，

所述漂浮光伏模块单元1包括：

浮体11，其下部为浮板111，上部设置有若干具有坡度的浮块112，所述浮块112左右相向布置且坡顶位于所述浮体11的中部；

支撑框架12，位于所述浮板111上方，且围合于若干所述浮板111的侧边；

光伏组件13，与所述浮板111表面固定连接；

所述光伏组件13固定于所述浮体11表面，所述浮体11外部由所述支撑框架12围合，形成漂浮光伏模块单元1；若干所述漂浮光伏模块单元1连接形成与海面波动相配合的柔性漂浮光伏组件阵列3，所述柔性漂浮光伏组件阵列3通过所述海床固定装置2与海床固定连接。

本实用新型实施例中，光伏组件13固定于浮体11的浮块112表面，浮块112外围设置支撑框架12，形成能够漂浮于海面的漂浮光伏模块单元1，其中，支撑框架12采用钢材质，浮体11为塑料材质；若干漂浮光伏模块单元1铰接形成柔性漂浮光伏组件阵列3，柔性漂浮光伏组件阵列3通过海床固定装置2与海床固定连接。光伏组件13通过浮体11的支撑漂浮于水面上，若干漂浮光伏模块单元1之间通过支撑框架12铰接形成漂浮光伏组件阵列3，不但保留了漂浮光伏模块单元1之间的自由度，还使漂浮光伏组件阵列3整体呈现柔性，适应海面的波动，随海面波浪运动。

钢材质的支撑框架12为漂浮光伏组件阵列3中的受力构件，当漂浮光伏组件阵列3随海面运动时，承受各漂浮光伏模块单元之间传递的载荷。塑料材质的浮体11不但作为支撑光伏组件13的载体，还为漂浮光伏组件阵列3提供浮力。此外，浮体11上表面相向布置的2个浮块112形成的类似人字型的坡结构，使海水随着坡度流出浮体11便于海水的自排出，避免海水在光伏组件13上滞留；又因为形成的人字型坡的结构更具流线型，降低海面风载荷的作用力。

本实用新型系统采用光伏组件与浮体固定，漂浮于水面的结构形式，避免了大型钢结构体的使用，降低了海上光伏系统建设的成本，进而提升了海上光伏系统的经济效益。

本实施例中支撑框架12为正方形，其形状可根据实际需要设置，还可以为圆形或椭圆形等。支撑框架12采用钢材质仅为一种示例性实施方案，不应理解为对支撑框架12的限制。浮体11可采用聚丙烯或聚乙烯等聚合物材料中的任一种。

进一步的，参照图1，示出了所述海床固定装置2包括：连接装置21和固定于海床的若干锚块22，所述柔性漂浮光伏组件阵列3通过连接装置21与所述锚块22锚固连接。

本实用新型实施例中，锚块22固定于海底的海床上，通过连接装置21与柔性漂浮光伏组件阵列3的四周锚固连接，使柔性漂浮光伏组件阵列3锚泊于海域的局部范围内。本实施例中的连接装置21采用锚链，且锚链足够长，适应海水的涨潮和退潮，如图8当海水涨潮时锚链呈绷紧状态，如图9当海水退潮时锚链呈松弛状态，其中，锚链长度根据海域的水位变化情况进行设置。锚块22的型号和使用的数量应根据水底地形、水位变化、载荷大小及锚链或锚块承载力等实际需求进行设置。连接装置21还可采用锚缆，其根据实际需求进行选择。

优选的，参照图5，示出了所述柔性漂浮光伏组件阵列3的外围设置有防护装置31，所述防护装置通过连接缆32与所述柔性漂浮光伏组件阵列3固定连接。

本实用新型实施例中，柔性漂浮光伏组件阵列3外围的支撑框架12连接固定若干连接缆32，通过连接缆32与防护装置31固定连接，使防护装置31固定于柔性漂浮光伏组件阵列3外围，防护装置31具有阻拦漂浮异物的作用，降低漂浮物对柔性漂浮光伏组件阵列3的冲击；此外，防护装置31对柔性漂浮光伏组件阵列3形成约束，使其抗倾覆的性能更好。

进一步的，参照图5，示出了所述防护装置31通过所述海床固定装置2与海床固定连接。

本实用新型实施例中，将防护装置31的外围通过海床固定装置2，锚固于海底的海床。

再进一步的，所述光伏组件13采用含氟高分子材料封装。

本实用新型实施例中，光伏组件13通过含氟高分子材料进行封装，当光伏组件13受到外部荷载使内部电池发生碎裂时，由于外部具有含氟高分子材料对其进行封装，使其避免碎片化，仍为一个整体，内部电路为并联设置，使得电流可以从未碎裂处流通，使其依然具有发电能力。同时含氟高分子材料具有优异的耐腐蚀、耐候性及抗紫外线性，避免光伏组件13受海水侵蚀、受外界温度和紫外线影响。

可选的，参照图3，示出了所述浮块112表面设置有若干凹槽112a和若干凸条112b。

本实用新型实施例中，凹槽112a用于光伏组件13的走线和散热，当海水和空气流经凹槽112a时带走光伏组件13背面产生的热量。浮块112通过凸条112b与光伏组件13固定连接。

可选的，参照图5，示出了所述浮板111和浮块112连接处设置有用于支撑所述支撑框架12的固定板113。

本实用新型实施例中，支撑框架12通过固定板113的支撑围合于浮块112外部。

可选的，参照图4，示出了所述支撑框架12外壁设置有若干用于漂浮光伏模块单元1之间相铰接的凸块121。

本实用新型实施例中，支撑框架12通过凸块121之间的铰接，使于漂浮光伏模块单元1连接形成柔性漂浮光伏组件阵列3。

可选的，所述浮体11采用中空结构或内部填充结构，其填充物为轻质发泡材料。

本实用新型实施例中，可根据实际需要采用中空结构的浮体11或内部填充结构的浮体11，光伏组件13固定在浮体11上，当遇到风浪时，由浮体11来承受风浪等的载荷，光伏组件13不直接承受其载荷。极大的避免了光伏组件13的损坏。

优选的，所述防护装置31为圆环形。

本实用新型实施例中，防护装置31采用圆环形状，柔性漂浮光伏组件阵列3通过连接缆32固定于防护装置31的圆环内，圆环结构外壁无棱角线条流畅，最大程度避免其受到海面其他漂浮物的撞击。圆环形状仅为一种实施方式，不能理解为对防护装置31形状的限制，防护装置31还可以为正方形、五边形和六边形等多边形结构。

工作原理：光伏组件13固定于浮体11的浮块112表面，浮块112外围设置支撑框架12，形成能够漂浮于海面的漂浮光伏模块单元1，其中，支撑框架12采用钢材质，浮体11为塑料材质；若干漂浮光伏模块单元1铰接形成柔性漂浮光伏组件阵列3，柔性漂浮光伏组件阵列3通过海床固定装置2与海床固定连接。光伏组件13通过浮体11的支撑漂浮于水面上，若干漂浮光伏模块单元1之间通过支撑框架12铰接形成漂浮光伏组件阵列3，不但保留了漂浮光伏模块单元1之间的自由度，还使漂浮光伏组件阵列3整体呈现柔性，适应海面的波动，随海面波浪运动。

钢材质的支撑框架12为漂浮光伏组件阵列3中的受力构件，当漂浮光伏组件阵列3随海面运动时，承受各漂浮光伏模块单元之间传递的载荷。塑料材质的浮体11不但作为支撑光伏组件13的载体，还为漂浮光伏组件阵列3提供浮力。此外，浮体11上表面相向布置的2个浮块112形成的类似人字型的坡结构，使海水随着坡度流出浮体11便于海水的自排出，避免海水在光伏组件13上滞留；又因为形成的人字型坡的结构更具流线型，降低海面风载荷的作用力。

本实用新型系统采用光伏组件与浮体固定，漂浮于水面的结构形式，避免了大型钢结构体的使用，降低了海上光伏系统建设的成本，进而提升了海上光伏系统的经济效益。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域技术人员易于想到的是：上述各个实施例的任意组合应用都是可行的，故上述各个实施例之间的任意组合都是本实用新型的实施方案，但是由于篇幅限制，本说明书在此就不一一详述了。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种海上漂浮光伏系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种海上漂浮光伏系统，其特征在于，所述系统包括：若干漂浮光伏模块单元(1)和海床固定装置(2)，

所述漂浮光伏模块单元(1)包括：

浮体(11)，其下部为浮板(111)，上部设置有若干具有坡度的浮块(112)，所述浮块(112)左右相向布置且坡顶位于所述浮体(11)的中部；

支撑框架(12)，位于所述浮板(111)上方，且围合于若干所述浮板(111)的侧边；

光伏组件(13)，与所述浮板(111)表面固定连接；

所述光伏组件(13)固定于所述浮体(11)表面，所述浮体(11)外部由所述支撑框架(12)围合，形成漂浮光伏模块单元(1)；若干所述漂浮光伏模块单元(1)连接形成与海面波动相配合的柔性漂浮光伏组件阵列(3)，所述柔性漂浮光伏组件阵列(3)通过所述海床固定装置(2)与海床固定连接。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述海床固定装置(2)包括：连接装置(21)和固定于海床的若干锚块(22)，所述柔性漂浮光伏组件阵列(3)通过连接装置(21)与所述锚块(22)锚固连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柔性漂浮光伏组件阵列(3)的外围设置有防护装置(31)，所述防护装置通过连接缆(32)与所述柔性漂浮光伏组件阵列(3)固定连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述防护装置(31)通过所述海床固定装置(2)与海床固定连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光伏组件(13)采用含氟高分子材料封装。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浮块(112)表面设置有若干凹槽(112a)和若干凸条(112b)。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述浮板(111)和浮块(112)连接处设置有用于支撑所述支撑框架(12)的固定板(113)。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述支撑框架(12)外壁设置有若干用于漂浮光伏模块单元(1)之间相铰接的凸块(121)。

9.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述浮体(11)采用中空结构或内部填充结构，其填充物为轻质发泡材料。

10.根据权利要求3所述系统，其特征在于，所述防护装置(31)为圆环形。

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