CN219750100U - 一种钢框架与pe浮体组合的海上光伏结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，包括浮式平台和安装在其上的光伏板，所述浮式平台通过系泊系统设置于海面上；所述浮式平台包括为所述光伏板提供连接的上部钢框架，以及与所述上部钢框架固定连接的下部钢框架，所述下部钢框架的框架管上凸出设置连接件，并在所述框架管上设置可拆装的PE浮体，所述PE浮体与所述连接件卡接连接。本实用新型通过钢框架与PE浮体组合构成浮式平台结构形式，由钢框架提供主要承力作用，并配合PE浮体及其内的聚氨酯泡沫，能够提供足够的浮力所需，从而使得整体重量降低，减小了浮式平台运输与安装的难度，同时减少单个浮式平台用钢量，降低整体建设成本。

Description

一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构

技术领域

本实用新型涉及海上漂浮式光伏发电技术领域，具体涉及一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构。

背景技术

海上光伏分为漂浮式海上光伏和固定桩基式海上光伏，当海域水深较深、水位变化幅度大、海底地质不稳定时，桩基式光伏的建造成本和施工成本会急剧增加，此时漂浮式光伏更有优势。

对于处于开敞海域的漂浮式光伏开发来说，海上风浪环境载荷的恶劣，漂浮式光伏结构整体重量较小，尺寸亦较小，在恶劣海况下，尤其是台风环境下难以保持足够的强度和稳性，极易倾覆。传统的HD高性能PE浮体材料密度较低，质量较轻，无法提供足够的稳心高，而且材料强度低，抗风浪能力差，同时由于整体体积较小，难以装填足够的压载来降低重心提高稳性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种具有抗风浪能力强，用钢量少的海上光伏结构。

为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，包括浮式平台和安装在其上的光伏板，所述浮式平台通过系泊系统设置于海面上；所述浮式平台包括为所述光伏板提供连接的上部钢框架，以及与所述上部钢框架固定连接的下部钢框架，所述下部钢框架的框架管上凸出设置连接件，并在所述框架管上设置可拆装的PE浮体，所述PE浮体与所述连接件卡接连接；所述PE浮体包括封闭式的外壳，并在所述外壳内填充设置漂浮层。

进一步地：所述漂浮层包括聚氨酯泡沫。

进一步地：所述框架管连接构成所述下部钢框架的骨架，相邻所述框架管间的连接区设置斜撑。

进一步地：所述上部钢框架包括构成其骨架以及外框的钢结构件，并在所述钢结构件上设置檩条，用于布置所述光伏板。

进一步地：所述PE浮体的所述外壳内壁上设置有与所述连接件配合的对接凹槽。

进一步地：所述PE浮体的所述外壳设置若干个，并在所述外壳上贯通开设孔洞，相邻所述外壳的所述孔洞间可相互配合，所述外壳上设置紧固件，所述紧固件穿过所述孔洞将相邻所述外壳进行连接。

进一步地：所述下部钢框架底部所述框架管的所述PE浮体表面设置平面式的着底部位。

进一步地：所述系泊系统包括系泊缆，以及锚固基础，所述系泊缆连接于所述下部钢框架与所述锚固基础之间。

进一步地：所述系泊缆包括设置于中间段的聚酯缆，以及设置于所述聚酯缆两端的锚链，且所述锚链与所述聚酯缆之间通过连接扣连接。

进一步地：所述海上光伏结构适用于开敞外海区域的海上光伏发电。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过钢框架与PE浮体组合构成浮式平台结构形式，由钢框架提供主要承力作用，并配合PE浮体及其内的聚氨酯泡沫，能够提供足够的浮力所需，从而使得整体重量降低，减小了浮式平台运输与安装的难度，同时减少单个浮式平台用钢量，降低整体建设成本。并且本实用新型的PE浮体的结构形式简单且易于拆卸维护，从而为后期维护提供便利。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型浮式平台的结构示意图；

图3为本实用新型立式PE浮体的部分结构示意图；

图4为本实用新型水平PE浮体的部分结构示意图；

图5为本实用新型浮式平台与系泊系统的排布示意图；

图6为本实用新型系泊缆的结构示意图。

附图中的标记为：浮式平台1、下部钢框架11、上部钢框架12、连接件13、檩条14、斜撑15、PE浮体2、对接凹槽21、孔洞22、外壳23、系泊缆3、锚链31、连接扣32、聚酯缆33、锚固基础4、光伏板5。

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1-6所示，一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，包括浮式平台1和安装在其上的光伏板5，浮式平台1通过系泊系统设置于海面上；浮式平台1包括为光伏板5提供连接的上部钢框架12，以及与上部钢框架12固定连接的下部钢框架11，下部钢框架11的框架管上凸出设置连接件13，并在框架管上设置可拆装的PE浮体2，PE浮体2与连接件13卡接连接；PE浮体2包括封闭式的外壳23，并在外壳23内填充设置漂浮层。

如图1、3-4所示，本实施例中，PE浮体2外壳23采用中密度聚乙烯，漂浮层包括聚氨酯泡沫以使得PE浮体2浮力大，因填充聚氨酯泡沫，短期内，即使外壳23破损也不影响使用。

如图1-2所示，本实施例中，框架管采用钢管，以此使下部钢框架11通过无缝钢管焊接而成，构成长方体，并使其满足支撑要求和总体抗浪要求。

具体的，框架管连接构成下部钢框架11的骨架，相邻框架管间的连接区设置斜撑15。通过在各钢管构件连接区布置适当的斜撑15，可以此增加下部钢框架11整体性，并且斜撑15在与上部钢框架12连接后，可使整体浮式平台1钢框架的强度进一步提升。

具体的，上部钢框架12包括构成其骨架以及外框的钢结构件，并在钢结构件上设置檩条14，用于布置光伏板5。檩条14与光伏板5之间卡扣支架夹紧后螺栓固定的方式连接。

本实施例中，上部钢框架12包括工字钢和槽钢焊接而成，工字钢作为主要骨架，起主要承力作用，槽钢焊接在上部钢框架12骨架的外围。

如图1、3-4所示，具体的，PE浮体2的外壳23内壁上设置有与连接件13配合的对接凹槽21。

本实施例中，连接件13采用环板，焊接在下部钢框架11的钢管上，并根据PE浮体2的布置情况在立式钢管和水平钢管上设置连接件13，与每个PE浮体2所配合的连接件13，在钢管上的数量可间隔布置多个，以使得PE浮体2与下部钢框架11上钢管的连接更为牢固。

具体的，PE浮体2的外壳23设置若干个，并在外壳23上贯通开设孔洞22，相邻外壳23的孔洞22间可相互配合，外壳23上设置紧固件，紧固件穿过孔洞22将相邻外壳23进行连接。紧固件可采用螺栓。

本实施例中，每个PE浮体2采用两半式结构设计，由对接卡槽21拼接至环板13上，并通过在孔洞22处插入螺栓将两侧的外壳23同时紧固。

其中，下部钢框架11底部框架管的PE浮体2表面设置平面式的着底部位。水平布置的PE浮体2外形可设置为多边形，通过水平PE浮体2表面的平面更便于浮式平台1的安放。

具体的，系泊系统包括系泊缆3，以及锚固基础4，系泊缆3连接于下部钢框架11与锚固基础4之间。其中，锚固基础4根据海况条件、海底地基土层状况灵活选择合适的锚固形式，包括拖曳锚、吸力锚、混凝土重力锚、桩锚等。本实施例中，锚固基础4采用钢管桩。

如图6所示，其中，系泊缆3包括设置于中间段的聚酯缆33，以及设置于聚酯缆两端的锚链31，且锚链31与聚酯缆33之间通过连接扣32连接。系泊缆3采用锚链31-聚酯缆33-锚链31的组合形式。本实施例中，高潮位时，系泊缆3在静力状态下完全抬起，系泊系统依靠聚酯缆33的弹性提供回复力，低潮位时，底部锚链31部分躺底，系泊系统同时依靠系泊缆3重量和聚酯缆33的弹性提供回复力。

如图5所示，本实施例中，单个浮式平台1采用四点式系泊系统进行锚固，在浮式平台1排列布置时，根据布置情况相邻浮式平台1可共用锚固基础4，并且浮式平台1间留有足够的距离防止相互相撞，从而可由此减少整体光伏阵列浮式平台1锚固基础4的使用数量，提高光伏电站的整体经济性。

基于上述内容所组成的漂浮式海上光伏结构，可以此提高恶劣海况下的自持能力、深水适应能力，降低建造成本，缩短施工工期，保障其在实际工程应用中的可靠性与经济性。同时，该漂浮式的海上光伏结构在安装工况下，整体结构水平跨度大，回复力矩大，具有较好的稳性；在服役工况下，整体结构迎载面积小，抵抗海洋环境风浪流荷载的能力强。

请参阅图1-3，在海上光伏结构进行海上施工安装时，具体步骤如下：

S1：在陆上完成浮式平台1和PE浮体2的各自建造和制造，并运输至码头堆场完成结构的组装及上部光伏组件设备安装、调试，采用陆上整体组装方式，减少海上作业时间，缩短施工工期，提高海上施工作业效率；

S2：通过小型起重设备将浮式平台1吊装至甲板驳船上，运输至作业海域后，采用小型吊装船机设备吊放至指定作业点位，在运输时无需调遣大型驳船和吊装船机，可降低海上施工作业的成本和风险；

S3：在安装海域预先进行系泊系统的施工，并完成锚固装置4及其上锚泊缆3与锚位浮标的连接，当浮式平台1运至安装位置后，完成浮式平台1接缆点与锚位浮标上系泊缆3的连接，从而完成整个系泊系统与浮式平台1的安装；

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 (10)

1.一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，包括浮式平台(1)和安装在其上的光伏板(5)，所述浮式平台(1)通过系泊系统设置于海面上；其特征在于：所述浮式平台(1)包括为所述光伏板(5)提供连接的上部钢框架(12)，以及与所述上部钢框架(12)固定连接的下部钢框架(11)，所述下部钢框架(11)的框架管上凸出设置连接件(13)，并在所述框架管上设置可拆装的PE浮体(2)，所述PE浮体(2)与所述连接件(13)卡接连接；

所述PE浮体(2)包括封闭式的外壳(23)，并在所述外壳(23)内填充设置漂浮层。

2.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述漂浮层包括聚氨酯泡沫。

3.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述框架管连接构成所述下部钢框架(11)的骨架，相邻所述框架管间的连接区设置斜撑(15)。

4.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述上部钢框架(12)包括构成其骨架以及外框的钢结构件，并在所述钢结构件上设置檩条(14)，用于布置所述光伏板(5)。

5.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述PE浮体(2)的所述外壳(23)内壁上设置有与所述连接件(13)配合的对接凹槽(21)。

6.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述PE浮体(2)的所述外壳(23)设置若干个，并在所述外壳(23)上贯通开设孔洞(22)，相邻所述外壳(23)的所述孔洞(22)间可相互配合，所述外壳(23)上设置紧固件，所述紧固件穿过所述孔洞(22)将相邻所述外壳(23)进行连接。

7.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述下部钢框架(11)底部所述框架管的所述PE浮体(2)表面设置平面式的着底部位。

8.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述系泊系统包括系泊缆(3)，以及锚固基础(4)，所述系泊缆(3)连接于所述下部钢框架(11)与所述锚固基础(4)之间。

9.根据权利要求8所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：所述系泊缆(3)包括设置于中间段的聚酯缆(33)，以及设置于所述聚酯缆两端的锚链(31)，且所述锚链(31)与所述聚酯缆(33)之间通过连接扣(32)连接。

10.根据权利要求1所述的一种钢框架与PE浮体组合的海上光伏结构，其特征在于：该所述海上光伏结构适用于开敞外海区域的海上光伏发电。