CN218757377U - 一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，包括桩基础、以及对光伏组件承载的平台结构，所述平台结构设置在所述桩基础上方，以使其定点设置在海面之上；所述桩基础包括排布式竖立的钢管桩，所述平台结构包括桁架结构的钢平台；所述钢管桩上均设置斜撑体系，所述斜撑体系包括连接球和斜杆；所述连接球设置于所述钢管桩顶部，所述斜杆以所述连接球为中心呈放射状设置，并与所述钢平台底部连接。本实用新型通过桁架结构式的钢平台作为光伏组件的受力结构，在有效承担光伏组件荷载的同时，配合钢管桩作为钢平台的桩基础为钢平台系统提供可抵抗更大的水平荷载和竖向荷载的承载强度。

Description

一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统

技术领域

本实用新型涉及海上光伏发电技术领域，具体涉及一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统。

背景技术

目前，传统能源短缺和自然环境恶化等问题日益严重，大力发展以光伏为主的新能源产业可以替代化石燃料。海上光伏是新兴太阳能利用方向，近年来发展迅速。但由于海上特殊环境，导致海上光伏模块结构除承受风、雪、波浪等荷载作用外，还因海上不时会漂浮有海冰，海冰随着海流进行漂泊会对海上光伏模块造成冲击，以至于海上光伏模块还需承受海冰的荷载。而传统光伏中往往采用较为密集的PHC管桩作为桩基，但是桩间距较小且抗冰和抗波浪能力差，导致抗荷载能力差，同时，由于海上环境恶劣如何提高对光伏的承载能力也是一大考验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种结构可靠，能够确保光伏组件在多种荷载尤其是海冰荷载作用下可正常使用的海上倾斜式光伏钢平台系统。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，包括桩基础、以及对光伏组件承载的平台结构，所述平台结构设置在所述桩基础上方，以使其定点设置在海面之上；所述桩基础包括排布式竖立的钢管桩，所述平台结构包括桁架结构的钢平台；所述钢管桩上均设置斜撑体系，所述斜撑体系包括连接球和斜杆；所述连接球设置于所述钢管桩顶部，所述斜杆以所述连接球为中心呈放射状设置，并与所述钢平台底部连接，使单根所述钢管桩增加其对所能承载所述钢平台的范围；所述钢平台通过所述斜撑体系使其具有倾角，所述光伏组件沿所述钢平台的倾角方向排布；所述钢平台上排布设置有横杆，所述光伏组件通过与所述横杆刚性连接并以此设置在所述钢平台上；相邻的所述钢管桩之间形成大跨度式的排冰间隔，以此使相邻的所述钢管桩之间形成可四散的导向排冰通道。

进一步地：相邻的所述斜杆之间设置水平杆，所述水平杆形成对四周所述斜杆封闭的多边形环形结构。

进一步地：所述钢平台包括多连杆式组合的横梁、以及多连杆式组合的纵梁；所述横梁与所述纵梁之间形成交叉连接；所述横梁与所述纵梁形成所述钢平台的骨架结构。

进一步地：所述横杆顶部形成所述光伏组件承载部，且相邻的所述横杆同时为所述光伏组件提供支撑。

进一步地：所述光伏组件与所述横杆之间可拆卸连接。

进一步地：所述钢管桩设置在所述纵梁与所述横梁相交部分的下方，且所述钢管桩分布在所述钢平台的四周。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过桁架结构式的钢平台作为光伏组件的受力结构，在有效承担光伏组件荷载的同时，配合钢管桩作为钢平台的桩基础为钢平台系统提供可抵抗更大的水平荷载和竖向荷载的承载能力，并且开阔的钢管桩桩间距可更好的保障对其形成抗冰以及对海冰导向的能力，从而能够进一步提升钢平台系统在特殊海况下的承载能力。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的立面结构示意图；

图3为本实用新型的平面结构示意图；

图4为本实用新型的侧面结构示意图。

附图中的标记为：钢管桩1、斜撑体系2、连接球21、斜杆22、水平杆23、钢平台3、横梁31、纵梁32、横杆33、光伏组件4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1-4所示，一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，包括桩基础、以及对光伏组件4承载的平台结构，平台结构设置在桩基础上方，以使其定点设置在海面之上；桩基础包括排布式竖立的钢管桩1，平台结构包括桁架结构的钢平台3；钢管桩1上均设置斜撑体系2，斜撑体系2包括连接球21和斜杆22；连接球21设置于钢管桩1顶部，斜杆22以连接球21为中心呈放射状设置，并与钢平台3底部连接，使单根钢管桩1增加其对所能承载钢平台3的范围；钢平台3通过斜撑体系2使其具有倾角，光伏组件4沿钢平台3的倾角方向排布；钢平台3上排布设置有横杆33，光伏组件4通过与横杆33刚性连接并以此设置在钢平台3上；相邻的钢管桩1之间形成大跨度式的排冰间隔，以此使相邻的钢管桩1之间形成可四散的导向排冰通道。

如图1-4所示，钢平台3包括多连杆式组合的横梁31、以及多连杆式组合的纵梁32；横梁31与纵梁32之间形成交叉连接；横梁31与纵梁32形成钢平台3的骨架结构。

横梁31的数量与钢管桩1前后排的数量相对应并以此设置两根横梁31，横梁31铺设于前排以及后排的钢管桩1上方，并分别与前排或者后排的两侧钢管桩1水平，横梁31下端与斜杆22之间焊接固定，用于承受光伏组件4的荷载。

如图1-4所示，横梁31和纵梁32均采用稳定的倒三角结构型式，即上层采用两根平行的连杆，下层采用一根连杆，三根连杆间通过钢管可靠连接；为提高横梁31与纵梁32的整体刚度，在连杆间增加斜撑。并且连杆间通过焊接连接成型，因此横梁31与纵梁32有大量焊缝，具有良好的抗腐蚀能力。

本实施例中，横梁31的数量为一对，而纵梁32与横梁31之间形成相互垂直布置，同时纵梁32与两侧的横梁31连接的纵梁32分为三段式，通过中间部分的纵梁32与横梁31的侧面进行焊接连接，并形成纵梁32在两侧横梁31间的定位，并在远离中间部分的纵梁32的方向将两侧的纵梁32分别连接在两侧横梁31的相对侧端面的连杆上。以此通过两侧的纵梁32增加钢平台3对的光伏组件4承载面积，纵梁32主要用于承受光伏组件4的荷载，增加钢平台3的整体刚度。以此使钢平台3形成所有光伏组件4共同的刚性载体。

同时桁架结构的钢平台3，因其横梁31与纵梁32通过连杆形成钢平台3的骨架结构，从而使钢平台3在确保海上结构体系安全可靠的前提下，减少系统单位用钢量，降低施工费用，以达到总费用更为经济的目的。并且可使钢平台3具有良好的透风以及穿透效果，可更好的适应海上特殊环境，以便于钢平台3承受更大的荷载作用。

如图1-4所示，钢管桩1设置在纵梁32与横梁31相交部分的下方，且钢管桩1分布在钢平台3的四周。

本实施例中，钢管桩1的数量设置四根，且相邻的钢管桩1之间两两对称分布，且钢管桩1分为前后两排的平行设置，钢管桩1在确保对钢平台3具有足够的支撑荷载的情况下，相邻钢管桩1的排冰间隔可进一步增大，本实施例中最佳为前后排钢管桩1的间距为20-30m，而同排间相邻钢管桩1的间距为30-50m，钢管桩1通过与其配合的斜撑体系2可形成钢管桩1间大跨度式的间隔排布；钢管桩1在径向方向上主要承受海冰和波浪等荷载，而在其轴向方向上主要承受斜撑体系2、钢平台3和光伏组件4传递下来的荷载。

本实施例中，通过相邻钢管桩1间大跨度范围的排冰间隔可有效的确保海冰随海浪波动时的减少与海冰之间的接触，使其具有部分避冰能力，以及多个钢管桩1之间得导向排冰通道可为海冰形成导向，同时因钢管桩1本身相对于光伏常采用PHC管桩可以抵抗更大的荷载，以使冲击在钢管桩1上的海冰在海浪的涌动下，将海冰引导至排冰间隔中并排出，从而可进一步保障其在特殊海况下的承载能力。

如图1-4所示，相邻的斜杆22之间设置水平杆23，水平杆23形成对四周斜杆22封闭的多边形环形结构。

本实施例中，连接球21为具有一定厚度的钢球，以便为斜杆22以及钢平台3提供足够的承载力。且连接球21底部可设置为平面以便与钢管桩1顶部焊接连接，或钢管桩1顶部可设置与连接球21底部配合的凹口以此进行两者的连接，连接球21顶部与斜杆22之间焊接连接设置；而由于斜杆22没有直接焊接到钢管桩1上，以此可避免斜杆22与钢管桩1之间因剪力过大而容易在特殊的海洋环境下损坏，并以此确保两者之间连接更为牢靠，也同时由于斜杆22放射状式对钢平台3进行连接，可增大单根钢管桩1对钢平台3底部的承载面以及承载范围，从而钢管桩1在为钢平台3提供有效的承载的前提下可在减少钢管桩1的数量及其排布。

如图1-4所示，钢平台3的倾角大小由后排的斜杆22进行调整与确定。本实施例中，斜杆22的数量设置四根，斜杆22分别对横杆33与横梁31交叉部分的四周横杆33以及横梁31底部进行焊接连接，呈倒锥形设置，且斜杆22采用圆形钢管；通过调整后排钢管桩1上斜杆22的长度，从而可调整光伏组件4的角度，以便最大限度地提高光伏组件4的发电量。

本实施例中，水平杆23采用圆形钢管，而水平杆23水平焊接在后排桩上的斜杆22上，同时水平杆23与钢管桩1的轴线垂直；水平杆23两端分别对相邻的斜杆22焊接，使多个水平杆23之间形成四边形；通过水平杆23增加了后排斜杆22的整体刚度，避免后排的斜杆22因伸出的长度过大而造成变形从而对导致钢平台3的整体失稳。

如图1和4所示，横杆33顶部形成光伏组件4承载部，且相邻的横杆33同时为光伏组件4提供支撑。

光伏组件4与横杆33之间可拆卸连接。

本实施例中，横杆33与横梁31平行布置，且横杆33采用工字钢；横杆33上端板的承载部内预留有孔洞，通过孔洞与光伏组件4进行螺栓连接并安装，以此将光伏组件4所受荷载传递到纵梁32上。本实施例中，螺栓采用不锈钢螺栓进行连接。

如图1所示，光伏组件4采用光伏板，且相邻的光伏组件4之间具有防遮挡间隔。从而光伏组件4可最大限度的利用光照资源，提高光伏组件4的发电量。本实施例中，光伏组件4以及配合其光照发电作用的钢平台3倾角均朝南向设置，以使得对前后排钢管桩1的排布方向进行确定。

请参阅图1-4，在对海上光伏的倾斜式钢平台系统进行海上施工前后，需对钢管桩1、斜撑体系2和钢平台3的外表面，喷涂海工重防腐涂料，同时光伏板也因在出厂前进行海洋防腐的抗盐雾处理，以进一步确保具有良好的防腐效果。并且海上施工应避免单块光伏组件4的现场分散式安装，构件之间应多在陆上加工厂完成焊接或螺栓连接，减少海上施工环节，降低施工难度。并以此形成以下步骤，其具体步骤如下：

S1：对钢管桩1进行桩基础施工，钢管桩1在陆上工厂中按照设计长度完成制作后运输至海上，使用打桩船预先进行钢管桩1的沉桩；

S2：对斜撑体系2和钢平台3加工：斜撑体系2与钢平台3中的各个构件按照设计要求分四榀在陆上完成加工并焊接；

S3：对光伏组件4施工：光伏组件4在陆上通过螺栓安装到钢平台3上，并在陆上完成光伏组件4内的电缆连接，确保所有的光伏板之间电性连接并连通通畅，以此可便于海上施工，从而可减少海上所需的施工环节；

S4：将斜支撑体系2和钢平台3整体通过运输船运输至目标海域的现场，通过吊机将每一榀起吊到钢管桩1的上方，通过焊接将钢管桩1与斜撑体系2固定连接，并依次将四榀结构之间通过焊接连成整体，完成倾斜式钢平台系统的整体安装。

以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，包括桩基础、以及对光伏组件(4)承载的平台结构，所述平台结构设置在所述桩基础上方，以使其定点设置在海面之上；其特征在于：所述桩基础包括排布式竖立的钢管桩(1)，所述平台结构包括桁架结构的钢平台(3)；

所述钢管桩(1)上均设置斜撑体系(2)，所述斜撑体系(2)包括连接球(21)和斜杆(22)；所述连接球(21)设置于所述钢管桩(1)顶部，所述斜杆(22)以所述连接球(21)为中心呈放射状设置，并与所述钢平台(3)底部连接；

所述钢平台(3)通过所述斜撑体系(2)使其具有倾角，所述光伏组件(4)沿所述钢平台(3)的倾角方向排布；

所述钢平台(3)上排布设置有横杆(33)，所述光伏组件(4)通过与所述横杆(33)刚性连接并以此设置在所述钢平台(3)上；

相邻的所述钢管桩(1)之间形成排冰间隔，以此使相邻的所述钢管桩(1)之间形成可四散的导向排冰通道。

2.根据权利要求1所述的一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，其特征在于：相邻的所述斜杆(22)之间设置水平杆(23)，所述水平杆(23)形成对四周所述斜杆(22)封闭的多边形环形结构。

3.根据权利要求1所述的一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，其特征在于：所述钢平台(3)包括多连杆式组合的横梁(31)、以及多连杆式组合的纵梁(32)；所述横梁(31)与所述纵梁(32)之间形成交叉连接；

所述横梁(31)与所述纵梁(32)形成所述钢平台(3)的骨架结构。

4.根据权利要求3所述的一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，其特征在于：所述横杆(33)顶部形成所述光伏组件(4)承载部，且相邻的所述横杆(33)同时为所述光伏组件(4)提供支撑。

5.根据权利要求3所述的一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，其特征在于：所述光伏组件(4)与所述横杆(33)之间可拆卸连接。

6.根据权利要求3所述的一种用于海上光伏的倾斜式钢平台系统，其特征在于：所述钢管桩(1)设置在所述纵梁(32)与所述横梁(31)相交部分的下方，且所述钢管桩(1)分布在所述钢平台(3)的四周。

Images