CN217416055U - 一种水上光伏多边形漂浮式基础结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海上浮式基础技术领域，公开了一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，包括多边形框架浮体，多边形框架浮体由多个浮箱和多个浮筒在平面上连接构成，并且以浮箱作为多边形的边、以浮筒作为多边形的顶点；多边形框架浮体所围成空间的中心位置处设置有汇流箱，汇流箱与多边形框架浮体之间连接有支撑梁，支撑梁与多边形框架之间所围成的每个区块分别平面布置多块相互连接的光伏板，每个区块中靠外侧的光伏板与浮箱和/或支撑梁连接；水上光伏多边形漂浮式基础结构通过系泊链与海底的锚固系统相连接。本实用新型具有较好的抗倾稳定性和较高的抵抗风浪荷载能力，同时便于安装，节省成本，可以实现漂浮式光伏发电基础在海洋领域的应用。

Description

一种水上光伏多边形漂浮式基础结构

技术领域

本实用新型属于海上浮式基础技术领域，具体的说，是涉及一种用于支撑水上光伏发电系统的漂浮式基础结构。

背景技术

近年来，随着新能源领域的快速发展，太阳能成为一种极其重要的能源。漂浮式光伏发电通过将光伏发电组件固定在浮块上接收太阳光进行发电，是光伏发电与漂浮技术的完美结合。由于突破了土地资源对光伏发电应用的制约，漂浮式光伏发电系统可以安装在海洋、湖泊、水库、鱼塘及水处理厂等水面上，这对土地资源稀缺但水体众多的国家和地区来说尤其重要。

水上光伏漂浮式基础是水上光伏发电基础的一种，处于刚刚起步的探索阶段。国内尝试用浮体将光伏电站的金属支架从水面整体托起，解决水深难用桩基的问题。部分沿用了陆地光伏电站的建设模式，用金属支架将光伏组件置于最佳倾角，底部用工程塑料做成长方体浮箱，靠浮箱的浮力将光伏组件托起。因为金属支架的质量大，对应地需要大量的浮体，成本较高。另一方面，光伏电站在水中很难平衡，在风压的作用下，光伏电站极易倾覆。因此，研究新型的水上光伏发电平台对太阳能利用的发展具有深远影响。

实用新型内容

本实用新型着力于解决现阶段漂浮式光伏基础的相关技术问题，提供一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，具有较好的抗倾稳定性和较高的抵抗风浪荷载能力，同时便于安装，节省成本，可以实现漂浮式光伏发电基础在海洋领域的应用。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

本实用新型提供了一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，包括多边形框架浮体，所述多边形框架浮体由多个浮箱和多个浮筒在平面上连接构成，并且以所述浮箱作为多边形的边、以所述浮筒作为多边形的顶点；所述多边形框架浮体所围成空间的中心位置处设置有汇流箱，所述汇流箱与所述多边形框架浮体之间连接有支撑梁，所述支撑梁与所述多边形框架之间所围成的每个区块分别平面布置多块相互连接的光伏板，每个所述区块中靠外侧的所述光伏板与所述浮箱和/或所述支撑梁连接；所述水上光伏多边形漂浮式基础结构通过系泊链与海底的锚固系统相连接。

进一步地，所述多边形框架浮体为正多边形框架浮体。

进一步地，所述多边形框架浮体为三角形框架浮体、四边形框架浮体、五边形框架浮体、六边形框架浮体中的一种。

进一步地，所述浮箱内部通过分舱板分隔为多个舱室。

进一步地，所述多边形框架浮体上部安装有平台桁架，所述平台桁架包括竖杆和横杆，所述竖杆垂直于所述浮箱的上表面并且在所述多边形框架浮体上间隔布置，所述竖杆顶部通过所述横杆连接。

进一步地，所述支撑梁的数量与所述浮箱的数量相同，所述支撑梁一端与所述汇流箱连接，另一端与所述浮箱一一对应地连接，并且所述支撑梁的长度方向与所连接的所述浮箱的长度方向垂直。

进一步地，所述支撑梁的数量与所述浮箱的数量相同，所述支撑梁一端与所述汇流箱连接，另一端与所述浮筒一一对应地连接。

进一步地，所述光伏板与所述光伏板之间，所述光伏板与所述浮箱之间，所述光伏板与所述支撑梁采用刚性连接或柔性连接。

进一步地，所述光伏板的输电线通过所述支撑梁内部汇集到所述汇流箱内部后，通过海底电缆与陆上变电站进行连接。

进一步地，多个所述系泊链一一对应的连接于各个所述浮筒。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的水上光伏多边形漂浮式基础结构，采用浮箱和浮筒相连接形成浮式平台，不仅安装方便，而且具有较好的抗风浪能力；浮式平台内支撑梁的设置既加强了整体稳定性，也能更大限度保护内部输电线；采用光伏板分区布置，便于安装且提高了光伏板的稳定性；通过锚固基础连接各个浮式平台，提高了光伏发电系统的连接强度和整体稳定性；由于结构可整体浮运，具体部件生产安装都可以放在陆上进行，仅在海上进行定位系泊工作即可，减少了海上作业时间，降低了安装难度，提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型所提供水上光伏多边形漂浮式基础结构的立体示意图；

图2为本实用新型所提供水上光伏多边形漂浮式基础结构的俯视示意图；

图3为本实用新型所提供水上光伏多边形漂浮式基础结构的主视示意图；

图4为本实用新型所提供水上光伏多边形漂浮式基础结构的阵列立体示意图；

图5为本实用新型所提供水上光伏多边形漂浮式基础结构的阵列俯视示意图。

上述图中：1、浮箱；2、浮筒；3、平台桁架；4、汇流箱；5、支撑梁；6、光伏板； 7、系泊链。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1至图3所示，本实施例提供了一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，主要包括浮箱1、浮筒2、平台桁架3、汇流箱4、支撑梁5、光伏板6、系泊链7。

多个浮箱1和多个浮筒2在平面上连接构成多边形框架浮体，其中浮箱1作为多边形的边，浮筒2作为多边形的顶点。浮箱1和浮筒2的数量相同，相邻两个浮箱1之间连接浮筒2，相邻两个浮筒2之间连接浮箱1。一般情况下，多个浮箱1的尺寸完全相同，且多个浮筒2的尺寸完全相同，从而构成的多边形框架浮体为正多边形，常用的包括三角形框架浮体，正方形框架浮体，正五边形框架浮体或正六边形框架浮体。

本实施例由四个浮箱1和四个浮筒2连接构成正方形框架浮体。浮箱1的长度为90m，高度和宽度均为2～3m。浮箱1内部通过分舱板分隔为多个舱室，以确保浮箱1在局部破损条件下同样具有浮稳性，以提高受损坏时的容错率，尽可能的保持多边形框架浮体的稳定性。浮筒2为圆柱体结构，其轴线为竖直方向，直径为8-10m。浮箱1和浮筒2的材料一般保持一致，可以均采用钢材料且外表进行防腐处理，浮箱1和浮筒2之间采用焊接。在风浪荷载作用下，浮箱1和浮筒2一同发挥作用维持多边形框架浮体的稳定性。

多边形框架浮体上部安装有平台桁架3，平台桁架3包括竖杆和横杆，竖杆垂直于浮箱1的上表面并且在多边形框架浮体上间隔布置，在同一平面上布置的竖杆顶部通过横杆连接，多个横杆相互连接为多边形。竖杆和横杆均由防腐钢管制成，竖杆与浮箱1和浮筒2，竖杆与横杆，横杆之间均为焊接。平台桁架3不仅起到固定多边形框架浮体的作用，还能更好的达到平衡多边形框架浮体的目的。

多边形框架浮体所围成空间的中心位置处设置有汇流箱4，本实施例的汇流箱4为圆柱体结构，其轴线为竖直方向，直径为8-10m。汇流箱4通过海底电缆与陆上变电站进行连接。

汇流箱4与多边形框架浮体之间连接有支撑梁5，支撑梁5的数量与浮箱1和浮筒2的数量均相同。支撑梁5与多边形框架之间所围成的每个区块分别平面布置多块光伏板6，每个区块中靠外侧的光伏板6与其临近的浮箱1和/或支撑梁5连接，每个区块中的光伏板 6与其周围的光伏板6相互连接。

一种情况下，支撑梁5一端与汇流箱4连接，另一端与浮箱1一一对应地连接。并且支撑梁5长度方向与所连接浮箱1的长度方向垂直。另一种情况下，支撑梁5一端与汇流箱4连接，另一端与浮筒2一一对应地连接。具体选择以支撑梁5所分割区域能够布置更多的光伏板6为准，以最大限度的利用光伏板6布置空间。

支撑梁5为空心箱体结构，其宽度和厚度均为10m，支撑梁5与浮箱1、浮筒2、汇流箱4均为焊接。支撑梁5内部用于布置输电线，支撑梁5的输电线一端与光伏板6连接，另一端与汇流箱4内部的输电线连接。

光伏板6尽可能多的阵列布置在支撑梁5与多边形框架之间所围成的每个区块内部，相邻光伏板6之间相互连接。光伏板6与光伏板6之间，光伏板6与浮箱1之间，光伏板 6与支撑梁5可以采用刚性连接或柔性连接，刚性连接多选用螺栓连接，柔性连接可以采用锚链，钢索，高强耐腐蚀的复合纤维绳索等进行连接。对于波浪比较小的平静的水面采用刚性连接即可，而对于波浪比较大的水域建议采用柔性连接，在保证连接强度的同时降低结构刚度，使基础结构在波浪条件多变的环境中也可适用。

如图4至图5所示，水上光伏多边形漂浮式基础结构用于布置在光照条件优良的目标水域(通常直径大于100m)，并且通过系泊链7与海底的锚固系统相连接。系泊链7一端连接于每个浮筒2的底部中心位置，另一端连接于海底的锚固系统。

多个水上光伏多边形漂浮式基础结构可以共用锚点，即多个系泊链7连接于一个锚点，实现各个基础结构之间的连接，在降低成本的基础上，可以提高基础结构抵抗风浪荷载的能力，保证基础结构的抗倾稳定性。

本实用新型提供的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其施工方法包括如下步骤：

(1)在岸上建造基础结构：

建造基础结构的各部件，并将浮箱1和浮筒2焊接连成多边形框架浮体；多边形框架浮体所围成空间内安装汇流箱4和支撑梁5，在支撑梁5与多边形框架之间所围成的每个区块分别平面布置各个光伏板6，并将光伏板6之间，光伏板6与浮箱1之间，光伏板6 与支撑梁5之间进行连接；

(2)首先随后将安装好的基础结构下水，检查基础结构的气密性。

(3)在保证基础结构气密性的基础上，通过拖船将基础结构运输至施工场地。

(4)拖船到位后进行抛锚定位，将系泊链7一端连接于每个浮筒2的底部中心位置，另一端连接于海底的锚固系统，并调节系泊缆7的预张力至设计张力。

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，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，包括多边形框架浮体，所述多边形框架浮体由多个浮箱和多个浮筒在平面上连接构成，并且以所述浮箱作为多边形的边、以所述浮筒作为多边形的顶点；所述多边形框架浮体所围成空间的中心位置处设置有汇流箱，所述汇流箱与所述多边形框架浮体之间连接有支撑梁，所述支撑梁与所述多边形框架之间所围成的每个区块分别平面布置多块相互连接的光伏板，每个所述区块中靠外侧的所述光伏板与所述浮箱和/或所述支撑梁连接；所述水上光伏多边形漂浮式基础结构通过系泊链与海底的锚固系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述多边形框架浮体为正多边形框架浮体。

3.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述多边形框架浮体为三角形框架浮体、四边形框架浮体、五边形框架浮体、六边形框架浮体中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述浮箱内部通过分舱板分隔为多个舱室。

5.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述多边形框架浮体上部安装有平台桁架，所述平台桁架包括竖杆和横杆，所述竖杆垂直于所述浮箱的上表面并且在所述多边形框架浮体上间隔布置，所述竖杆顶部通过所述横杆连接。

6.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述支撑梁的数量与所述浮箱的数量相同，所述支撑梁一端与所述汇流箱连接，另一端与所述浮箱一一对应地连接，并且所述支撑梁的长度方向与所连接的所述浮箱的长度方向垂直。

7.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述支撑梁的数量与所述浮箱的数量相同，所述支撑梁一端与所述汇流箱连接，另一端与所述浮筒一一对应地连接。

8.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述光伏板与所述光伏板之间，所述光伏板与所述浮箱之间，所述光伏板与所述支撑梁采用刚性连接或柔性连接。

9.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，所述光伏板的输电线通过所述支撑梁内部汇集到所述汇流箱内部后，通过海底电缆与陆上变电站进行连接。

10.根据权利要求1所述的一种水上光伏多边形漂浮式基础结构，其特征在于，多个所述系泊链一一对应的连接于各个所述浮筒。

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