CN218368211U - 一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台。本实用新型包括上层框架、下层框架、连接组件和浮体组件；上层框架上设有光伏板，上层框架包括呈长方形设置的上层框体和设置于其内部的上层十字架；下层框架包括呈长方形设置的下层框体和设置于其内部的下层十字架，下层框体的面积小于上层框体的面积；连接组件包括用于将上层框体的四个顶点和下层框体的四个顶点连接的第一连接杆以及用于将上层十字架的四个顶点和下层十字架的四个顶点连接的第二连接杆；浮体组件包括八个对称设置于下层框体上的浮筒。本实用新型结构简单，重量较小，有效浮力较大，适用于水深较浅的海域，满足了干舷高度的要求；稳定性较好，垂向刚度较大，不会触底和倾覆。

Description

一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台

技术领域

本实用新型涉及海上光伏发电的技术领域，特别是指一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台。

背景技术

我国黄海、东海、南海沿岸以及岛屿近岸海域的水深较浅，用于这些海域的海上漂浮式光伏发电平台应具有浅吃水的特点。现有的海上漂浮式光伏发电平台结构复杂，质量重，垂向刚度小，吃水浅，在这些水深较浅的海域应用时由于发生垂荡运动，会有触底的风险；而且，这些水深较浅的海域中潮差较大，现有的海上漂浮式光伏发电平台在水深较浅的海域承受海上风浪作用时，由于横向和纵向回复力矩较小，易发生倾覆；另外，由于海水中含盐量高，腐蚀能力强，海上漂浮式光伏发电技术中光伏板自身不允许长时间上浪，现有技术中的海上漂浮式光伏发电平台没有考虑其对干舷高度的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，旨在解决现有技术中海上漂浮式光伏发电平台由于吃水浅、垂向刚度小以及横向和纵向回复力矩小使其应用于水深较浅海域时容易触底、发生倾覆而且未考虑干舷高度要求的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型的一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，包括上层框架、下层框架、连接组件和浮体组件；所述上层框架上设有光伏板，所述上层框架包括上层框体和上层十字架，所述上层框体呈长方形设置，所述上层十字架设置于所述上层框体的内部；所述下层框架设置于所述上层框架的正下方，所述下层框架位于海面以上，所述下层框架包括下层框体和下层十字架，所述下层框体也呈长方形设置，所述下层框体的面积小于所述上层框体的面积，所述下层十字架设置于所述下层框体的内部；所述连接组件位于所述上层框架和所述下层框架的周向上，所述连接组件包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆用于将所述上层框体的四个顶点和与之对应的所述下层框体的四个顶点连接，所述第二连接杆用于将所述上层十字架的四个顶点和与之对应的所述下层十字架的四个顶点连接；所述浮体组件设置于所述下层框体上，所述浮体组件包括八个浮筒，八个所述浮筒对称设置于所述下层框体上，八个所述浮筒的外侧边缘均不超过所述上层框架的外侧边缘。

作为一种优选的实施方案，所述连接组件还包括第三连接杆，所述第三连接杆的一端与所述下层框体的顶点连接，所述第三连接杆的另一端与所述下层框体相对应侧的所述上层十字架的顶点连接。

作为一种优选的实施方案，所述第三连接杆为圆形钢管且为8根。

作为一种优选的实施方案，所述上层十字架包括上层第一方形钢管、上层第二方形钢管、上层第三方形钢管和上层第四方形钢管，所述上层第一方形钢管和所述上层第三方形钢管焊接连接并形成上层焊接中心点，所述上层第二方形钢管和所述上层第四方形钢管也均与所述上层焊接中心点焊接连接。

作为一种优选的实施方案，所述上层框体包括与所述上层第一方形钢管相连接的第一上层方形钢管和第二上层方形钢管、与所述上层第二方形钢管相连接的第三上层方形钢管和第四上层方形钢管、与所述上层第三方形钢管相连接的第五上层方形钢管和第六上层方形钢管以及与所述上层第四方形钢管相连接的第七上层方形钢管和第八上层方形钢管。

作为一种优选的实施方案，所述下层十字架包括下层第一方形钢管、下层第二方形钢管、下层第三方形钢管和下层第四方形钢管，所述下层第一方形钢管和所述下层第三方形钢管焊接连接并形成下层焊接中心点，所述下层第二方形钢管和所述下层第四方形钢管也均与所述下层焊接中心点焊接连接。

作为一种优选的实施方案，所述下层框体包括与所述下层第一方形钢管相连接的第一下层方形钢管和第二下层方形钢管、与所述下层第二方形钢管相连接的第三下层方形钢管和第四下层方形钢管、与所述下层第三方形钢管相连接的第五下层方形钢管和第六下层方形钢管以及与所述下层第四方形钢管相连接的第七下层方形钢管和第八下层方形钢管。

作为一种优选的实施方案，所述浮筒呈长方体型设置，八个所述浮筒均按照长度方向分别设置于所述第一下层方形钢管、所述第二下层方形钢管、所述第三下层方形钢管、所述第四下层方形钢管、所述第五下层方形钢管、所述第六下层方形钢管、所述第七下层方形钢管和所述第八下层方形钢管的长度方向上。

作为一种优选的实施方案，所述第一连接杆与所述下层框架所成的角为120-150度。

作为一种优选的实施方案，所述第一连接杆和所述第二连接杆均为圆形钢管。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台由上层框架、下层框架、连接组件和浮体组件组成，采用上层框架和下层框架形成的双层框架，结构简单，整体重量较小，有效浮力较大，吃水深度较小，适用于水深较浅的海域；这种平台中，只有浮筒部分浸没在海水中，下层框架以及上层框架均高于海面，光伏板安装在双层框架的上层框架中，充分保证了干舷高度的要求；浮筒对称分布且距离平台的中心较远，平台横摇与纵摇方向的水线面面积矩较大，稳定性较好，垂向刚度较大，固有周期较小，避开了常见的浅海短周期波浪，避免了与波浪发生共振的风险，正常工作状态下不会发生触底和倾覆的现象；在平台发生垂荡运动过程中，在浮筒的作用下，使平台水线面保持不变，避免了因水线面突变带来的运动变化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台一个实施例的立体结构示意图；

图2为图1中上层框架的结构放大示意图；

图3为图1中下层框架的结构放大示意图；

图4为图1中浮筒的结构放大示意图；

图中：10-上层框架；20-下层框架；

111-第一上层方形钢管；112-第二上层方形钢管；113-第三上层方形钢管；114-第四上层方形钢管；115-第五上层方形钢管；116-第六上层方形钢管；117-第七上层方形钢管；118-第八上层方形钢管；

121-上层第一方形钢管；122-上层第二方形钢管；123-上层第三方形钢管；124-上层第四方形钢管；

211-第一下层方形钢管；212-第二下层方形钢管；213-第三下层方形钢管；214-第四下层方形钢管；215-第五下层方形钢管；216-第六下层方形钢管；217-第七下层方形钢管；218-第八下层方形钢管；

221-下层第一方形钢管；222-下层第二方形钢管；223-下层第三方形钢管；224-下层第四方形钢管；

31-第一连接杆；32-第二连接杆；33-第三连接杆；

41-浮筒。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参阅附图1、附图2、附图3和附图4，本实用新型提供了一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，这种海上漂浮式光伏发电平台在满足稳定性的条件下实现了浅吃水，同时，还满足了干舷高度的要求。这种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台包括上层框架10、下层框架20、连接组件和浮体组件；上层框架10上设有光伏板，为了简洁起见，附图1和附图2中未示出光伏板，上层框架10包括上层框体和上层十字架，上层框体呈长方形设置，上层十字架设置于上层框体的内部，这种上层框架10即减轻了平台的整体质量又增强了上层框架10的强度，上层框架10结构稳定；下层框架20设置于上层框架10的正下方，下层框架20位于海面以上，下层框架20包括下层框体和下层十字架，下层框体也呈长方形设置，下层框体的面积小于上层框体的面积，下层十字架设置于下层框体的内部，下层框架20是缩小版的上层框架10，下层框架20与上层框架10形成正四棱台型结构，这种采用上层框架10和下层框架20形成的双层结构，结构简单，整体重量较小，结构牢固；连接组件位于上层框架10和下层框架20的周向上，连接组件包括第一连接杆31和第二连接杆32，第一连接杆31用于将上层框体10的四个顶点和与之对应的下层框体20的四个顶点连接，第二连接杆32用于将上层十字架的四个顶点和与之对应的下层十字架的四个顶点连接，第一连接杆31实现了上层框架10和下层框架20的连接，第二连接杆32增强了上层框架10和下层框架20连接的牢固性，这种第一连接杆31和第二连接杆32的设置，使整个平台外观整洁，结构稳固；浮体组件设置于下层框体上，浮体组件包括八个浮筒41，八个浮筒41对称设置于下层框体上，八个浮筒41的外侧边缘均不超过上层框架10的外侧边缘；这种浮筒41的有效浮力较大，使得整个平台的吃水深度较小，适用于水深较浅的海域，满足了干舷高度的要求；而且，浮筒41对称分布且距离平台的中心较远，平台横摇与纵摇方向的水线面面积矩较大，稳性较好，垂向刚度较大，固有周期较小，避开了常见的波浪周期，避免了与波浪发生共振的风险，不会发生触底和倾覆的现象。

参阅附图1，作为一种优选的实施方案，连接组件还包括第三连接杆33，第三连接杆33的一端与下层框体20的顶点连接，第三连接杆33的另一端与下层框体20相对应侧的上层十字架的顶点连接。这种第三连接杆33的设置，进一步增强了上层框架10和下层框架20连接的牢固性，进一步提高了平台的结构强度，有利于平台更好地承受光伏板的重力，也有利于平台更好地承受风浪荷载的作用，提高了其在水深较浅海域的适应能力。通常情况下，第三连接杆33为圆形钢管且为八根，八根圆形钢管使每个下层框体的顶点分别与其两侧的上层十字架的顶点连接，进一步提高了平台的结构强度。第三连接杆33与下层框体的顶点为焊接连接，第三连接杆33与上层十字架的顶点也为焊接连接；第一连接杆31为四根，第一连接杆31与上层框体的顶点为焊接连接，第一连接杆31与下层框体的顶点也为焊接连接；第二连接杆32也为四根，第二连接杆32与上层十字架的顶点为焊接连接，第二连接杆32与下层十字架的顶点也为焊接连接。优选地，第一连接杆31和第二连接杆32均为圆形钢管。

参阅附图1和附图2，作为一种优选的实施方案，上层十字架包括上层第一方形钢管121、上层第二方形钢管122、上层第三方形钢管123和上层第四方形钢管124，上层第一方形钢管121和上层第三方形钢管123焊接连接并形成上层焊接中心点，上层第二方形钢管122和上层第四方形钢管124也均与上层焊接中心点焊接连接。四根方形钢管连接构成上层框架10的内部上层十字架，这种方形钢管重量轻，减轻了整个平台的重量，而且，方形钢管抗弯折性能好，提高了整个平台的强度。进一步地，上层框体包括与上层第一方形钢管121相连接的第一上层方形钢管111和第二上层方形钢管112、与上层第二方形钢管122相连接的第三上层方形钢管113和第四上层方形钢管114、与上层第三方形钢管123相连接的第五上层方形钢管115和第六上层方形钢管116以及与上层第四方形钢管124相连接的第七上层方形钢管117和第八上层方形钢管118。这种上层框架10中，上层十字架的四个顶点分别连接两根方形钢管，八根方形钢管构成了上层框架10的上层框体结构。通常情况下，为了方便光伏板的铺设，上层框架10的上层框体上还间隔布置有多根横梁。

参阅附图1和附图3，作为一种优选的实施方案，下层十字架包括下层第一方形钢管221、下层第二方形钢管222、下层第三方形钢管223和下层第四方形钢管224，下层第一方形钢管221和下层第三方形钢管223焊接连接并形成下层焊接中心点，下层第二方形钢管222和下层第四方形钢管224也均与下层焊接中心点焊接连接。和上层框架10一样，四根方形钢管连接构成下层框架20的内部下层十字架，进一步减轻了整个平台的重量，而且，进一步提高了整个平台的强度。进一步地，下层框体包括与下层第一方形钢管221相连接的第一下层方形钢管211和第二下层方形钢管212、与下层第二方形钢管222相连接的第三下层方形钢管213和第四下层方形钢管214、与下层第三方形钢管223相连接的第五下层方形钢管215和第六下层方形钢管216以及与下层第四方形钢管224相连接的第七下层方形钢管217和第八下层方形钢管218；这种下层框架20中，下层十字架的四个顶点分别连接两根方形钢管，八根方形钢管构成了下层框架20的下层框体结构。

参阅附图1、附图3和附图4，作为一种优选的实施方案，浮筒41呈长方体型设置，八个浮筒41均按照长度方向分别设置于第一下层方形钢管211、第二下层方形钢管212、第三下层方形钢管213、第四下层方形钢管214、第五下层方形钢管215、第六下层方形钢管216、第七下层方形钢管217和第八下层方形钢管218的长度方向上。浮筒41为高密度聚乙烯浮筒41，高密度聚乙烯浮筒41单位深度的有效浮力较大，浮筒41为八个，八个高密度聚乙烯浮筒41部分浸没在海水中，吃水深度为浮筒41的浸没高度；每根方形钢管上安装一个浮筒41，浮筒41沿着方形钢管的长度方向安装，这种浮筒41提供的浮力作用大，使用性能好。

参阅附图1，上层框架10与下层框架20形成正四棱台型结构，严格的说，是倒置的正四棱台型结构，下层框架20所占的面积小于上层框架10所占面积，并且，在垂直方向上，浮筒41的边缘不超过上层框架10的边缘范围，有利于平台间搭接连接件，构成多模块光伏发电场。优选地，第一连接杆31与下层框架20所成的角为120-150度，第一连接杆31与下层框架20所在平面形成的角为钝角，从而保证浮筒41足够远离平台的中心，当平台横摇与纵摇方向的水线面面积矩较大时，平台的稳定性较好。通常情况下，平台的干舷高度主要由上层框架10与下层框架20在垂直方向的间距决定，上层框架10和下层框架20之间的垂直间距可通过调整第一连接杆31、第二连接杆32和第三连接杆33的长度来改变，整个平台在设计建造之前，通过调查目标海域的波浪条件，调整第一连接杆31、第二连接杆32和第三连接杆33的长度以满足干舷高度的要求，进而满足光伏板在大多数波高条件下不上浪的要求。

因此，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台由上层框架10、下层框架20、连接组件和浮体组件组成，采用上层框架10和下层框架20形成的双层框架，结构简单，整体重量较小，有效浮力较大，吃水深度较小，适用于水深较浅的海域；这种平台中，只有浮筒部分浸没在海水中，下层框架以及上层框架均高于海面，光伏板安装在双层框架的上层框架中，充分保证了干舷高度的要求；浮筒41对称分布且距离平台的中心较远，平台横摇与纵摇方向的水线面面积矩较大，稳定性较好，垂向刚度较大，固有周期较小，避开了常见的浅海短周期波浪，避免了与波浪发生共振的风险，正常工作状态下不会发生触底和倾覆的现象；在平台发生垂荡运动过程中，在浮筒41的作用下，使平台水线面保持不变，避免了因水线面突变带来的运动变化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于，包括：

上层框架，所述上层框架上设有光伏板，所述上层框架包括上层框体和上层十字架，所述上层框体呈长方形设置，所述上层十字架设置于所述上层框体的内部；

下层框架，所述下层框架设置于所述上层框架的正下方，所述下层框架位于海面以上，所述下层框架包括下层框体和下层十字架，所述下层框体也呈长方形设置，所述下层框体的面积小于所述上层框体的面积，所述下层十字架设置于所述下层框体的内部；

连接组件，所述连接组件位于所述上层框架和所述下层框架的周向上，所述连接组件包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆用于将所述上层框体的四个顶点和与之对应的所述下层框体的四个顶点连接，所述第二连接杆用于将所述上层十字架的四个顶点和与之对应的所述下层十字架的四个顶点连接；

浮体组件，所述浮体组件设置于所述下层框体上，所述浮体组件包括八个浮筒，八个所述浮筒对称设置于所述下层框体上，八个所述浮筒的外侧边缘均不超过所述上层框架的外侧边缘。

2.根据权利要求1所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述连接组件还包括第三连接杆，所述第三连接杆的一端与所述下层框体的顶点连接，所述第三连接杆的另一端与所述下层框体相对应侧的所述上层十字架的顶点连接。

3.根据权利要求2所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述第三连接杆为圆形钢管且为8根。

4.根据权利要求1所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述上层十字架包括上层第一方形钢管、上层第二方形钢管、上层第三方形钢管和上层第四方形钢管，所述上层第一方形钢管和所述上层第三方形钢管焊接连接并形成上层焊接中心点，所述上层第二方形钢管和所述上层第四方形钢管也均与所述上层焊接中心点焊接连接。

5.根据权利要求4所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述上层框体包括与所述上层第一方形钢管相连接的第一上层方形钢管和第二上层方形钢管、与所述上层第二方形钢管相连接的第三上层方形钢管和第四上层方形钢管、与所述上层第三方形钢管相连接的第五上层方形钢管和第六上层方形钢管以及与所述上层第四方形钢管相连接的第七上层方形钢管和第八上层方形钢管。

6.根据权利要求1所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述下层十字架包括下层第一方形钢管、下层第二方形钢管、下层第三方形钢管和下层第四方形钢管，所述下层第一方形钢管和所述下层第三方形钢管焊接连接并形成下层焊接中心点，所述下层第二方形钢管和所述下层第四方形钢管也均与所述下层焊接中心点焊接连接。

7.根据权利要求6所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述下层框体包括与所述下层第一方形钢管相连接的第一下层方形钢管和第二下层方形钢管、与所述下层第二方形钢管相连接的第三下层方形钢管和第四下层方形钢管、与所述下层第三方形钢管相连接的第五下层方形钢管和第六下层方形钢管以及与所述下层第四方形钢管相连接的第七下层方形钢管和第八下层方形钢管。

8.根据权利要求7所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述浮筒呈长方体型设置，八个所述浮筒均按照长度方向分别设置于所述第一下层方形钢管、所述第二下层方形钢管、所述第三下层方形钢管、所述第四下层方形钢管、所述第五下层方形钢管、所述第六下层方形钢管、所述第七下层方形钢管和所述第八下层方形钢管的长度方向上。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述第一连接杆与所述下层框架所成的角为120-150度。

10.根据权利要求9所述的浅吃水海上漂浮式光伏发电平台，其特征在于：

所述第一连接杆和所述第二连接杆均为圆形钢管。

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