TW201911735A - 三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元及其發電系統 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露了一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元及其發電系統，該光伏發電單元包括走道浮體和設置在走道浮體側壁上的連接浮體，所述連接浮體上設置有發電元件，該系統由三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元橫縱組裝而成，橫向由走道浮體與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體組裝，且依次類推完成安裝，縱向有連接浮體與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體組裝，且依次類推完成安裝，最後一橫排三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的連接浮體均單獨與走道浮體固定，即完成整個發電系統的安裝。該單元具有結構簡單、安裝便捷和一體多用的特點，該系統組裝具有結構簡單及安裝便捷的特點。
Description
本發明涉及光伏發電領域，具體地指一種結構簡單、安裝便捷及加工難度低的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元及其發電系統。
光伏發電系統是指一種利用太陽光能與採用特殊材料諸如晶矽板及逆變器等電子元件組成的發電體系，與電網相連並向電網輸送電力的光伏發電系統。光伏電站是目前屬國家鼓勵力度最大的綠色電力開發能源項目，對構建低碳社會做出了重要貢獻。但陸地光伏電站占地面積大，不能合理配置土地資源，而我國有數量眾多的水庫、湖泊及塌陷區等閒置水面資源，利用水面空間建設水上光伏是對資源的優化利用，既可合理利用土地資源及提高發電量，又可保護水體環境及減少浮塵。
水面漂浮式光伏電站利用漂浮物將光伏組件支撐起一定角度後漂浮在水面上實現發電功能。由於水面漂浮光伏電站所處環境潮濕，結構部件易腐蝕，為保證漂浮物的耐腐蝕性和壽命，一般採用高密度聚乙烯浮體為水面光伏電站提供浮力。水上浮體主要生產方式包括吹塑和滾塑兩種，但由於滾塑技術的產品生產效率低及密封性差，一般需要填充泡沫才能保持浮力，因此應用較少；而吹塑產品生產效率、產品性能與其結構形式有很大關係，如何在保證浮體功能的情況下簡化結構形式是需要解決的問題。
光伏發電系統不僅包括太陽能電池組件，進一步包括匯流箱、逆變器和電纜槽等設備。太陽能電池組件發出來的直流電藉由電纜輸送至組串式逆變器，再藉由電纜將逆變後的低壓交流電輸送至匯流箱，匯流後藉由電纜輸送至變壓器。為了減少電纜用量，提高光伏電站的經濟性，需要將逆變器、匯流箱和電纜槽等設備安裝固定在水面浮體上。與光伏組件不同，組串式逆變器及匯流箱等電氣設備在水面安裝有一定的特殊要求，例如離水面高度及安裝角度等。而目前多數現有的浮體設計形式均只考慮了光伏組件固定安裝，未對匯流箱、組串式逆變器及電纜槽等電器設備在浮體上的固定作出專門考慮。在實際應用中，此類浮體往往藉由浮體光伏組件安裝結構來固定安裝逆變器及匯流箱等電氣設備，不僅不滿足電氣設備安裝要求，力學性能也得不到滿足。對於水上電纜敷設，目前部分水面光伏發電系統設計了專門的水上電纜通道浮體，但專門的浮體需要額外的模具開設，增加了電站建設成本，不利於光伏電站實現平價上網。
目前，國內外提出許多水面光伏發電系統設計方案，解決了以上部分問題，但從浮體結構合理性及通用性的角度而言，這些設計方案還存在許多問題。如CN201520671619.5公開了一種水上光伏組件載體，浮體兩端支撐台具有一定的高度差用以將光伏組件支撐起一定角度，支撐台的下部具有至少一個用於承載光伏組件的開口，可配合安裝連接支撐件以固定光伏組件。但該專利高位、低位支撐台與主浮體一體成型，在組件傾角較大時可能會造成高位支撐台凸起較高，吹塑過程中可能造成局部壁厚過薄，產生安全隱患；並且浮體高位及低位支撐台處的開口為內凹卡扣，產品難以脫模，強脫模可能會造成產品損壞或產生裂紋。CN201520606080.5公開了一種水上漂浮光伏電站浮體，浮體兩側設置有至少一組相對的溝槽。與上述專利類似，此專利的設計方案也存在生產過程中吹塑壁厚不均和倒扣強脫模的情況，產生質量隱患。CN201520911191.7公開了一種水面光伏浮體，浮體兩端設有不同高度的內嵌型連接板，用以安裝光伏組件。這種設計方案也可能出現生產過程中吹塑壁厚不均的情況，並且在傾角較大時連接板長度較長，出現強度不足的問題。WO2012/139998A2、CN201620133888.0、CN201520618986.9、CN201510610856.5等專利公開了一種水面光伏浮體，利用上表面兩端預設的不同材料的導軌、螺栓及卡槽等部件實現了光伏組件的固定，避免了可能出現的強脫模問題，也優化了表面結構，防止了吹塑壁厚不均。但預設部件又引入了新的問題，首先預設部件需單獨製作，且吹塑過程中需提前放置在模具中，可能會增加產品生產週期，降低產品生產效率；其次預設部件與浮體本體非一體成型，兩者之間連接緊固性降低，影響產品使用壽命，特別當預設部件為金屬材料時，預設部件與浮體本體材料的物理性質差別較大，環境條件下兩種材料變化的不一致性可能導致預設部件失效。CN201620418220.0公開了一種多耳式水上漂浮浮體，藉由增加浮體連接耳數量達到更強的連接穩定性；光伏組件使用金屬支架支撐並夾固。此專利安裝簡便，浮體間連接牢固，但存在以下問題：光伏組件支撐主浮體左右邊分別連接在不同的走道浮體上，兩個走道浮體的受力不同可能會導致主浮體左右形變不同步，造成光伏組件的損壞；浮體種類過多，開模成本較高，可能會降低生產效率；光伏組件長金屬支架之間無固定支撐，易導致兩個支架變形不同步，造成光伏組件損壞。上述專利均未對組串式逆變器及匯流箱等電氣設備的水面安裝固定的通用性作出考慮，也未提及水上電纜敷設方案。
本發明目的在於針對習知技術存在缺陷，提供了一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元及其發電系統，該單元具有結構簡單、安裝便捷和一體多用的特點，該系統組裝具有結構簡單及安裝便捷的特點。
為實現上述目的，本發明提供的一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，它包括走道浮體和設置在走道浮體側壁上的連接浮體，所述連接浮體上設置有發電元件，所述走道浮體為矩形體，所述走道浮體兩長邊側面中段均對稱設置有兩個凹陷面；所述凹陷面與走道浮體長邊側面為圓弧過渡，所述凹陷面中間設置有水平平台，所述走道浮體的一側的兩個水平平台外邊緣均設置有凸片，所述凸片上開設有單葉梅花安裝孔，所述走道浮體的另一側的兩個水平平台均開設有單葉梅花安裝孔且單葉梅花安裝孔一側的水平平台外邊緣開設有弧形凹槽，所述走道浮體兩端的四角設置有兩對高低不同的連接耳。
所述連接浮體包括中間的方體和設置在方體兩側中間的凸台，所述方體一側凸台兩端的設置方台，所述方台的上表面豎直開設有端面開口的插槽，所述插槽內開設有安裝槽孔，所述方體另一側凸台兩端設置有矩形台，所述矩形台台壁中間水平設置有條形凸片，所述條形凸片外沿表面開設有單葉梅花孔，所述單葉梅花孔內側設置有兩個螺栓孔，所述方體兩端壁表面豎直開設有一排下沉凹槽，所述下沉凹槽兩側對稱設置有內嵌式矩形連接耳，所述內嵌式矩形連接耳中部開設有螺孔。
進一步地，所述方台寬度寬於凸台，所述方台的上表面與凸台持平，且其下表面高於凸台，所述矩形台寬度窄於凸台，所述矩形台表面設置有峰台。
再進一步地，所述發電元件為光伏組件、匯流箱、逆變器、電纜或柵格板。
再進一步地，所述光伏組件一側藉由支架浮體固定在連接浮體上，另一側藉由下安裝件固定在連接浮體上；所述支架浮體為矩形板，所述支架浮體底部中間開設有水平槽，所述水平槽與兩端支架浮體內壁配合形成卡口，所述水平槽兩端的支架浮體底面對稱設置有支架螺桿，所述支架浮體頂面中間豎直設置有長固定板，所述長固定板一側面中間設置有矩形豎台，所述矩形豎台表面與支架浮體側面重合，所述矩形豎台兩端的長固定板上均開設有複數個小孔。
再進一步地，所述支架浮體兩側表面橫縱間隔設置有複數個加強筋槽，且縱向加強筋槽間的支架浮體側面開通有複數個橢圓形通風孔。
再進一步地，所述矩形豎台兩端的長固定板上設置有用於安裝光伏組件的上安裝件，所述上安裝件包括與長固定板配合重合的L型豎直輻板，所述L型豎直輻板上對稱開設輻板孔，所述輻板孔與支架浮體螺栓孔配合固定，所述L型豎直輻板頂部設置有傾斜板，所述傾斜板上表面設置有上組裝孔，所述上組裝孔與光伏組件的安裝孔配合固定。
再進一步的，所述下安裝件包括L型型固定架，所述固定架底面兩側對稱開設有下安裝孔，所述下安裝孔與連接浮體上的螺栓孔配合安裝，所述固定架頂面設置有豎直傾斜的支撐板和水平傾斜的下安裝板，所述下安裝板呈Z字形，所述下安裝板頂面設置有下組裝孔，所述下組裝孔與光伏組件的安裝孔配合固定。
再進一步地，所述匯流箱藉由安裝匯流箱支架固定在連接浮體上，所述匯流箱支架由兩個相互平行的支架底座和對稱焊接在支架底座上支架橫樑組成，所述支架底座包括兩個L型的基座腳和焊接在兩個基座腳之間的基座架，所述基座腳底面中部開設有螺栓小孔，所述螺栓小孔藉由螺栓與連接浮體兩側的內嵌式矩形連接耳連接固定；所述支架橫樑為水平條形扁鋼且其表面對稱開設安裝孔，用於固定安裝匯流箱。
再進一步地，所述逆變器藉由安裝逆變器支架固定在連接浮體上；所述逆變器支架包括兩個L型長支座和兩個L型短支座，所述L型長支座頂端與L型短支座頂端之間設置有傾斜橫樑，所述兩個L型長支座之間設置有水平樑，所述兩個L型短支座之間也設置有水平樑，所述傾斜橫樑設置在兩個水平樑上方；所述傾斜橫樑的傾角小於90°(從而滿足逆變器的安裝要求)，所述長支座和短支座的底面開設有支座螺栓孔，所述傾斜橫樑上對稱開設有安裝孔，可固定安裝逆變器。
再進一步地，所述電纜藉由安裝電纜箍固定在連接浮體上，所述電纜箍為几字形扁鋼，其頂端中部為半圓形圓弧，可增加與電纜的接觸面積，減小箍對電纜的壓強；几字形扁鋼兩端為水平扁鋼，所述電纜箍兩端的表面中部開設電纜螺栓孔，所述電纜螺栓孔與連接浮體兩側的內嵌式矩形連接耳相連。
再進一步地，所述柵格板藉由安裝柵格板卡扣固定在連接浮體上。所述柵格板卡扣為倒M形，其中部平面開設有卡扣螺栓孔。使用時將M形柵格板卡扣扣於柵格間，藉由中部卡扣螺栓孔與連接浮體兩側的內嵌式矩形連接耳相連，從而實現柵格板的固定。
再進一步地，所述走道浮體下表面設置有三個凹陷面，所述凹陷面與上表面接觸。
再進一步地，所述走道浮體上表面有防滑紋，所述走道浮體底面橫縱設置有複數個流水槽，可減小波浪載荷，也可增強浮體的結構穩定性；所述連接浮體中間設置有上下貫穿的中孔，減輕浮體質量的同時增強了浮體結構強度，所述方台表面縱向開設有複數個放置槽，所述連接浮體底面設置有橫縱方向對稱開設的槽道，所述槽道作為流水槽和通風槽，以減輕波浪載荷和風載荷，並增強浮體結構強度，上表面放置槽可作為電纜槽放置電纜，防止電纜落水。
本發明進一步提供了一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統，所述系統由所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元橫縱組裝而成，橫向由走道浮體與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體組裝，且依次類推完成安裝，縱向有連接浮體與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體組裝，且依次類推完成安裝，最後一橫排的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的連接浮體均單獨的與走道浮體固定，即完成整個發電系統的安裝，所述走道浮體連接耳與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體的連接耳藉由側固栓螺桿與螺母固定。
作為較佳方案，所述側固栓螺桿包括圓形螺台和螺桿，所述螺桿下端設置有螺紋，所述螺紋與圓形螺台之間的螺桿外壁上對稱設置有防轉凸起。
作為較佳方案，所述螺母外表面四周設置有加強翅片，螺母接觸平面上設置有防鬆凸起。
再進一步地，所述走道浮體與連接浮體上開設的所有單葉梅花孔，在與側固栓螺桿固定連接時，單個凹坑與螺桿防轉凸起配合，可以定位和固定，方便安裝。
本發明的有益效果在於：
(1)本發明專利提供的一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統，在滿足光伏發電系統安裝和發電要求的前提下，即可藉由連接浮體固定安裝電氣支架以滿足電氣設備在水面上安裝固定的要求，亦可作為電纜通道為水上電纜的安裝固定提供浮體基礎，解決了水面光伏電氣設備水上安裝不規範的問題。
(2)針對先前技術中由於光伏組件傾角要求造成的浮體薄厚不均的問題，本發明利用插拔式獨立支架，既可滿足光伏組件最佳傾角要求，又避免了浮體薄厚不均造成的生產問題，保證了浮體的生產質量和生產效率。
(3)本發明專利提供的一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統，利用已有連接浮體可實現運維通道功能、電氣設備安裝功能及電纜敷設功能等，不需要額外開設模具，節省了水面光伏電站的成本。
(4)本發明提供的水面光伏發電系統組件固定方案，利用組件安裝孔固定支撐光伏組件，連接簡單可靠且安裝便捷。
(5)本發明提供的水面光伏發電系統設計方案，避免了先前技術中提到的水面光伏浮體預設部件導致浮體局部部件失效的風險。
(6)本發明所涉及浮體單元中，連接浮體兩端平台分別放置並連接在兩個走道浮體側邊平台上，形成了較強的局部穩定性和剛性，保證了光伏組件固定的牢固性。
(7)本發明提供的單葉梅花孔固定側固螺栓的方案，即可提供為螺桿防轉凸起提供固定支撐，又減少了傳統四葉梅花孔帶來的應力集中點增多的現象，在滿足功能的同時又增強了浮體的力學結構。
綜上所述，三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統利用已有連接浮體實現了水面光伏電站光伏組件、電氣設備、電纜敷設及維護通道等重要功能，形成結構簡單、安裝便宜、成本低及穩定性好的水面光伏發電系統。
為了更好地解釋本發明，以下結合具體實施例進一步闡明本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限於以下實施例。
實施例1
如圖所示，發電元件為光伏組件3.a的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，它包括走道浮體1和設置在走道浮體1側壁上的連接浮體2，連接浮體2上設置有發電元件，走道浮體1為矩形體，走道浮體1兩長邊側面中段均對稱設置有兩個凹陷面1.1；凹陷面1.1與走道浮體1長邊側面為圓弧過渡，凹陷面1.1中間設置有水平平台1.2，走道浮體1的一側的兩個水平平台1.2外邊緣均設置有凸片1.21，凸片1.21上開設有單葉梅花安裝孔1.22，走道浮體1的另一側的兩個水平平台1.2均開設有單葉梅花安裝孔1.22且單葉梅花安裝孔1.22一側的水平平台1.2外邊緣開設有弧形凹槽1.23，走道浮體兩端四角設置有兩對高低不同的連接耳1.3。
走道浮體1下表面設置有三個凹陷面1.4，凹陷面1.4與上表面接觸。
走道浮體1上表面有防滑紋1.5，走道浮體底面橫縱設置有複數個流水槽1.6，可減小波浪載荷，也可增強浮體的結構穩定性；連接浮體2中間設置有上下貫穿的中孔2.6，減輕浮體質量的同時增強了浮體結構強度，方台2.3表面縱向開設有複數個放置槽2.31，連接浮體2底面設置有橫縱方向對稱開設的槽道2.7，槽道2.7作為流水槽和通風槽，以減輕波浪載荷和風載荷，並增強浮體結構強度，上表面放置槽可作為電纜槽放置電纜，防止電纜落水。
連接浮體2包括中間的方體2.1和設置在方體2.1兩側中間的凸台2.2，方體2.1一側凸台2.2的兩端設置方台2.3，方台2.3的上表面豎直開設有端面開口的插槽2.11，插槽2.11內開設有安裝槽孔2.12，方體2.1另一側凸台2.2兩端設置有矩形台2.21，矩形台2.21台壁中間水平設置有條形凸片2.22，條形凸片2.22外沿表面開設有單葉梅花孔2.23，單葉梅花孔2.23內側設置有兩個螺栓孔2.24，方體2.1兩端壁表面豎直開設有一排三個下沉凹槽2.4，下沉凹槽2.4兩側對稱設置有內嵌式矩形連接耳2.5，內嵌式矩形連接耳2.5中部開設有螺孔2.51。
方台2.3寬度寬於凸台2.2，方台2.3的上表面與凸台2.2持平，且其下表面高於凸台2.2，矩形台2.21寬度窄於凸台2.2，矩形台2.21表面設置有峰台2.211。
光伏組件3.a一側藉由支架浮體4固定在連接浮體2上，另一側藉由下安裝件6固定在連接浮體2上；支架浮體4為矩形板，支架浮體4底部中間開設有水平槽4.1，水平槽4.1與兩端支架浮體4內壁配合形成卡口4.2，水平槽4.1兩端的支架浮體4底面對稱設置有支架螺桿4.3，支架浮體4頂面中間豎直設置有長固定板4.4，長固定板4.4一側面中間設置有矩形豎台4.41，矩形豎台4.41表面與支架浮體4側面重合，矩形豎台4.41兩端的長固定板4.4上均開設有複數個小孔4.42。
支架浮體4兩側表面橫縱間隔設置有複數個加強筋槽4.6，且縱向加強筋槽4.6間的支架浮體4側面開通有複數個橢圓形通風孔4.5。
矩形豎台4.41兩端的長固定板4.4上設置有用於安裝光伏組件3.a的上安裝件5，上安裝件5包括與長固定板4.4配合重合的L型豎直輻板5.1，L型豎直輻板5.1上對稱開設輻板孔5.11，輻板孔5.11與支架浮體螺栓孔4.42配合固定，L型豎直輻板5.1頂部設置有傾斜板5.2，傾斜板5.2上表面設置有上組裝孔5.21，上組裝孔5.21與光伏組件3.a的安裝孔配合固定。
下安裝件6包括L型固定架6.1，L型固定架6.1底面兩側對稱開設有下安裝孔6.11，下安裝孔6.11與連接浮體2上的螺栓孔2.24配合安裝，固定架6.1頂面設置有豎直傾斜的支撐板6.2和水平傾斜的下安裝板6.3，下安裝板6.3呈Z字形，下安裝板6.3頂面設置有下組裝孔6.31，下組裝孔6.31與光伏組件3.a的安裝孔配合固定。
上述發電元件為光伏組件3.a的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的組裝方法：
(1)將上組裝孔5.21和下組裝孔6.31藉由螺栓與光伏組件3.a安裝孔固定，將上安裝件5和下安裝件6與光伏組件3.a組裝在一起。
(2)將連接浮體2一側的方台2.3放置在走道浮體1的凸片1.21上，同時安裝槽孔2.12與單葉梅花安裝孔1.22配合，然後將支架浮體4的支架螺桿4.3穿過安裝槽孔2.12和葉梅花安裝孔1.22固定。
(3)輻板孔5.11與小孔4.42配合固定將上安裝件5安裝在長固定板4.4上，下安裝板6.3扣在峰台2.211上，然後下安裝孔6.11與螺栓孔2.24固定，將下安裝件6固定在矩形台2.21上，形成光伏發電單元。
實施例2
如圖所示，所述發電元件為匯流箱3.b的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，該單元與實施例1的單元結構基本相同，不同之處在於：
所述匯流箱3.b藉由安裝匯流箱支架7固定在連接浮體2上，所述匯流箱支架7由兩個相互平行的支架底座7.1和對稱焊接在支架底座7.1上的支架橫樑7.2組成，所述支架底座7.1包括兩個L型的基座腳7.12和焊接在兩個基座腳7.12之間的基座架7.13，所述基座腳7.12底面中部開設有螺栓小孔7.11，所述螺栓小孔7.11藉由螺栓與連接浮體兩側的內嵌式矩形連接耳2.5連接固定；所述支架橫樑7.2為水平條形扁鋼且其表面對稱開設安裝孔7.21，用於固定安裝匯流箱。
上述三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的組裝方法：
(1)將走道浮體1與連接浮體2藉由側固栓螺桿11進行固定連接。
(2)將基座架7.13插入內嵌式矩形連接耳2.5內，螺栓小孔7.11與螺孔2.51固定，將匯流箱支架7安裝在連接浮體2上。
(3)藉由螺栓將匯流箱3.b與匯流箱支架7上的安裝孔7.21固定。
實施例3
所述發電元件為逆變器3.c的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，該單元與實施例1的單元結構基本相同，不同之處在於：
所述逆變器3.c藉由安裝逆變器支架8固定在連接浮體2上。
所述逆變器支架8包括兩個L型長支座8.1和兩個L型短支座8.2，所述L型長支座8.1頂端與L型短支座8.2頂端之間設置有傾斜橫樑8.3，所述兩個L型長支座8.1之間設置有水平樑8.4，所述兩個L型短支座8.2之間也設置有水平樑8.4，所述傾斜橫樑8.3設置在兩個水平樑8.4上方；所述傾斜橫樑8.3的傾角小於90°，所述L型長支座8.1和L型短支座8.2的底面開設有支座螺栓孔8.5，所述傾斜橫樑8.3上對稱開設有安裝孔8.31，可固定安裝逆變器3.c。
上述三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的組裝方法：
(1)將走道浮體1與連接浮體2藉由側固栓螺桿11進行固定連接。
(2)將L型長支座8.1和L型短支座8.2分別插入內嵌式矩形連接耳2.5內，支座螺栓孔8.5與螺孔2.51固定，將逆變器支架8安裝在連接浮體2上。
(3)藉由螺栓將逆變器3.c與逆變器支架上安裝孔8.31固定。
實施例4
所述發電元件為電纜3.d的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，該單元與實施例1的單元結構基本相同，不同之處在於：
電纜3.d藉由安裝電纜箍9固定在連接浮體2上，所述電纜箍9為几字形扁鋼，其頂端中部為半圓形圓弧9.1，可增加與電纜3.d的接觸面積，減小箍對電纜3.d的壓強；几字形扁鋼兩端為水平扁鋼9.2，所述電纜箍9兩端的表面中部開設電纜螺栓孔9.21，可與連接浮體2兩側的內嵌式矩形連接耳2.5相連。
上述三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的組裝方法：
(1)將走道浮體1與連接浮體2藉由側固栓螺桿11進行固定連接。
(2)將水平扁鋼9.2插入內嵌式矩形連接耳2.5內，電纜螺栓孔9.21與螺孔2.51固定，將電纜箍9安裝在連接浮體2上的內嵌式矩形連接耳2.5中部。
(3)藉由螺栓將電纜箍9與連接浮體2兩側的內嵌式矩形連接耳2.5相連，以固定壓緊電纜3.d。
實施例5
所述發電元件為柵格板3.e的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，該單元與實施例1的單元結構基本相同，不同之處在於：
所述柵格板3.e藉由安裝柵格板卡扣10固定在連接浮體2上。所述柵格板卡扣10為倒M形，其中部平面開設有卡扣螺栓孔10.1。使用時將M形柵格板卡扣扣於柵格間，藉由中部卡扣螺栓孔10.1與連接浮體2兩側的內嵌式矩形連接耳2.5相連，從而實現柵格板的固定。
實施例6
如第20圖所示之三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元及三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統，所述系統由多排三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元組裝組成，橫向由走道浮體1與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體1組裝，且依次類推完成安裝，縱向有連接浮體2與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體1組裝，且依次類推完成安裝，最後一橫排的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的連接浮體2均單獨與走道浮體1固定，第一批的第一個連接浮體2上安裝有匯流箱，匯流箱一側安裝有一根電纜3.d，電纜固定在該排其他的連接浮體2上，其它排的第一個連接浮體2上安裝有柵格板3.e，其他的連接浮體2上均安裝有發電元件。
走道浮體1的連接耳1.3與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的走道浮體1的連接耳1.3藉由側固栓螺桿11與螺母12固定。
側固栓螺桿11包括圓形螺台11.1和螺桿11.2，所述螺桿11.2下端設置有螺紋11.21，所述螺紋11.21與圓形螺台11.1之間的螺桿11.2外壁上對稱設置有一個防轉凸起11.3。
螺母12外表面四周設置有加強翅片12.1，螺母接觸平面上設置有防鬆凸起12.2。
插拔組裝式水面光伏發電系統浮力驗證計算：
本實施例採用功率290Wp，尺寸為992mm×1978mm的多晶矽組件，以88塊光伏組件為一個單元計算其承載能力如下：
水面光伏發電系統總承重：
光伏組件：23Kg/塊×88＝2024kg；
浮體自重：走道浮體：6.6Kg/塊×117塊＝772.2kg；連接浮體：7.2kg/塊×104塊＝748.8kg；支架：1.7kg/塊×104塊＝176.8kg；
安裝檢修人員：按8人×75Kg/人＝600Kg；
若考慮2.0的安全係數，總承重約8643.6kg。
水面光伏發電系統總浮力：
根據浮力公式，走道浮體可提供浮力為90kg/塊，連接浮體可提供浮力為109kg/塊，支架浮體可提供浮力11kg/塊，則總浮力為：90kg/塊×117塊+109kg/塊×104塊+11kg/塊*104塊＝23010kg。
因此，本實施例可充分保證水面光伏發電系統的浮力需求。
其它未詳細說明的部分均為習知技術。儘管上述實施例對本發明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據本實施例在不經創造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬本發明保護範圍。
1‧‧‧走道浮體
1.1‧‧‧凹陷面
1.2‧‧‧水平平台
1.21‧‧‧凸片
1.22‧‧‧單葉梅花安裝孔
1.23‧‧‧弧形凹槽
1.3‧‧‧連接耳
1.4‧‧‧凹陷面
1.5‧‧‧防滑紋
1.6‧‧‧流水槽
2‧‧‧連接浮體
2.1‧‧‧方體
2.11‧‧‧插槽
2.12‧‧‧安裝槽孔
2.2‧‧‧凸台
2.21‧‧‧矩形台
2.211‧‧‧峰台
2.22‧‧‧條形凸片
2.23‧‧‧單葉梅花孔
2.24‧‧‧螺栓孔
2.3‧‧‧方台
2.31‧‧‧放置槽
2.4‧‧‧下沉凹槽
2.5‧‧‧內嵌式矩形連接耳
2.51‧‧‧螺孔
2.6‧‧‧中孔
2.7‧‧‧槽道
3.a‧‧‧光伏組件
3.b‧‧‧匯流箱
3.c‧‧‧逆變器
3.d‧‧‧電纜
3.e‧‧‧柵格板
4‧‧‧支架浮體
4.1‧‧‧水平槽
4.2‧‧‧卡口
4.3‧‧‧支架螺桿
4.4‧‧‧長固定板
4.41‧‧‧矩形豎台
4.42‧‧‧小孔
4.5‧‧‧橢圓形通風孔
4.6‧‧‧加強筋槽
5‧‧‧上安裝件
5.1‧‧‧豎直輻板
5.11‧‧‧輻板孔
5.2‧‧‧傾斜板
5.21‧‧‧上組裝孔
6‧‧‧下安裝件
6.1‧‧‧固定架
6.11‧‧‧下安裝孔
6.2‧‧‧支撐板
6.3‧‧‧下安裝板
6.31‧‧‧下組裝孔
7‧‧‧匯流箱支架
7.1‧‧‧支架底座
7.11‧‧‧螺栓小孔
7.12‧‧‧基座腳
7.13‧‧‧基座架
7.2‧‧‧支架橫樑
7.21‧‧‧安裝孔
8‧‧‧逆變器支架
8.1‧‧‧L型長支座
8.2‧‧‧L型短支座
8.3‧‧‧傾斜橫樑
8.31‧‧‧安裝孔
8.4‧‧‧水平樑
8.5‧‧‧支座螺栓孔
9‧‧‧電纜箍
9.1‧‧‧半圓形圓弧
9.2‧‧‧水平扁鋼
9.21‧‧‧電纜螺栓孔
10‧‧‧柵格板卡扣
10.1‧‧‧卡扣螺栓孔
11‧‧‧側固栓螺桿
11.1‧‧‧圓形螺台
11.2‧‧‧螺桿
11.21‧‧‧螺紋
11.3‧‧‧防轉凸起
12‧‧‧螺母
12.1‧‧‧加強翅片
12.2‧‧‧防鬆凸起
第1圖為實施例1中發電單元為光伏組件的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的立體圖。
第2圖為第1圖中發電單元的另一個視角的立體圖。
第3圖為走道浮體的立體圖。
第4圖為走道浮體的仰視圖。
第5圖為連接浮體的立體圖。
第6圖為連接浮體的仰視圖。
第7圖為支架浮體的立體圖。
第8圖為走道浮體與支架浮體的組裝圖。
第9圖為上安裝件的示意圖。
第10圖為下安裝件的示意圖。
第11圖為實施例2的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的立體圖。
第12圖為匯流箱支架的示意圖。
第13圖為實施例3的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的立體圖。
第14圖為逆變器支架的示意圖。
第15圖為實施例4的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的立體圖。
第16圖為電纜箍的示意圖。
第17圖為實施例5的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的立體圖。
第18圖為柵格板卡扣的示意圖。
第19圖為側固栓螺桿的示意圖。
第20圖為螺母的示意圖。
第21圖為三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統的示意圖。
Claims (10)
- 一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其包括走道浮體(1)和設置在該走道浮體(1)側壁上的連接浮體(2)，其中該連接浮體(2)上設置有發電元件，該走道浮體(1)為矩形體，該走道浮體(1)兩長邊側面中段均對稱設置有二凹陷面(1.1)；該凹陷面(1.1)與該走道浮體(1)長邊側面為圓弧過渡，該凹陷面(1.1)中間設置有水平平台(1.2)，該走道浮體(1)一側的二該水平平台(1.2)外邊緣均設置有凸片(1.21)，該凸片(1.21)上開設有單葉梅花安裝孔(1.22)，該走道浮體(1)另一側的二該水平平台(1.2)均開設有該單葉梅花安裝孔(1.22)且該單葉梅花安裝孔(1.22)一側的該水平平台(1.2)外邊緣開設有弧形凹槽(1.23)，該走道浮體兩端四角設置有兩對高低不同的連接耳(1.3)； 該連接浮體(2)包括中間的方體(2.1)和設置在該方體(2.1)兩側中間的凸台(2.2)，該方體(2.1)一側的該凸台(2.2)兩端設置方台(2.3)，該方台(2.3)的上表面豎直開設有端面開口的插槽(2.11)，該插槽(2.11)內開設有安裝槽孔(2.12)，該方體(2.1)另一側的該凸台(2.2)兩端設置有矩形台(2.21)，該矩形台(2.21)台壁中間水平設置有條形凸片(2.22)，該條形凸片(2.22)外沿表面開設有單葉梅花孔(2.23)，該單葉梅花孔(2.23)內側設置有二個螺栓孔(2.24)，該方體(2.1)兩端壁表面豎直開設有一排下沉凹槽(2.4)，該排下沉凹槽(2.4)兩側對稱設置有內嵌式矩形連接耳(2.5)，該內嵌式矩形連接耳(2.5)中部開設有螺孔(2.51)。
- 如申請專利範圍第1項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該方台(2.3)寬度寬於該凸台(2.2)，該方台(2.3)的上表面與該凸台(2.2)持平，且該方台的下表面高於該凸台(2.2)，該矩形台(2.21)寬度窄於該凸台(2.2)，該矩形台(2.21)表面設置有峰台(2.211)。
- 如申請專利範圍第1項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該發電元件為光伏組件(3.a)、匯流箱(3.b)、逆變器(3.c)、電纜(3.d)或柵格板(3.e)。
- 如申請專利範圍第3項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該光伏組件(3.a)一側藉由支架浮體(4)固定在連接浮體(2)上，另一側藉由下安裝件(6)固定在該連接浮體(2)上；該支架浮體(4)為矩形板，該支架浮體(4)底部中間開設有水平槽(4.1)，該水平槽(4.1)與兩端的該支架浮體(4)內壁配合形成卡口(4.2)，該水平槽(4.1)兩端的該支架浮體(4)底面對稱設置有支架螺桿(4.3)，該支架浮體(4)頂面中間豎直設置有長固定板(4.4)，該長固定板(4.4)一側面中間設置有矩形豎台(4.41)，該矩形豎台(4.41)表面與該支架浮體(4)側面重合，該矩形豎台(4.41)兩端的該長固定板(4.4)上均開設有複數個小孔(4.42)；該支架浮體(4)兩側表面橫縱間隔設置有複數個加強筋槽(4.6)，且縱向的該複數個加強筋槽(4.6)間的該支架浮體(4)側面開通有複數個橢圓形通風孔(4.5)。
- 如申請專利範圍第4項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該矩形豎台(4.41)兩端的該長固定板(4.4)上設置有用於安裝該光伏組件(3.a)的上安裝件(5)，該上安裝件(5)包括與該長固定板(4.4)配合重合的L型豎直輻板(5.1)，該L型豎直輻板(5.1)上對稱開設輻板孔(5.11)，該輻板孔(5.11)與支架浮體螺栓孔(4.42)配合固定，該L型豎直輻板(5.1)頂部設置有傾斜板(5.2)，該傾斜板(5.2)上表面設置有上組裝孔(5.21)，該上組裝孔(5.21)與該光伏組件(3.a)的安裝孔配合固定。
- 如申請專利範圍第4項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該下安裝件(6)包括L型固定架(6.1)，該L型固定架(6.1)底面兩側對稱開設有下安裝孔(6.11)，該下安裝孔(6.11)與該連接浮體(2)上的該螺栓孔(2.24)配合安裝，該L型固定架(6.1)頂面設置有豎直傾斜的支撐板(6.2)和水平傾斜的下安裝板(6.3)，該下安裝板(6.3)呈Z字形，該下安裝板(6.3)頂面設置有下組裝孔(6.31)，該下組裝孔(6.31)與該光伏組件(3.a)的安裝孔配合固定。
- 如申請專利範圍第3項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該匯流箱(3.b)藉由安裝匯流箱支架(7)固定在該連接浮體(2)上，該匯流箱支架(7)由相互平行的二支架底座(7.1)和對稱焊接在該二支架底座(7.1)上的支架橫樑(7.2)組成，該支架底座(7.1)包括L型的二基座腳(7.12)和焊接在該二基座腳(7.12)之間的基座架(7.13)，該基座腳(7.12)底面中部開設有螺栓小孔(7.11)，該螺栓小孔(7.11)藉由螺栓與該連接浮體(2)兩側的該內嵌式矩形連接耳(2.5)連接固定；該支架橫樑(7.2)為水平條形扁鋼且其表面對稱開設安裝孔(7.21)； 該逆變器(3.c)藉由安裝逆變器支架(8)固定在該連接浮體(2)上；該逆變器支架(8)包括二L型長支座(8.1)和二L型短支座(8.2)，該L型長支座(8.1)頂端與該L型短支座(8.2)頂端之間設置有傾斜橫樑(8.3)，該二L型長支座(8.1)之間設置有水平樑(8.4)，該二L型短支座(8.2)之間也設置有該水平樑(8.4)，該傾斜橫樑(8.3)設置在二該水平樑(8.4)上方；該傾斜橫樑(8.3)的傾角小於90°，該L型長支座(8.1)和該L型短支座的底面開設有支座螺栓孔(8.5)，該傾斜橫樑(8.3)上對稱開設有該安裝孔(8.31)。 該電纜(3.d)藉由安裝電纜箍(9)固定在該連接浮體(2)上，該電纜箍(9)為几字形扁鋼，其頂端中部為半圓形圓弧(9.1)，該電纜箍(9)兩端的表面中部開設電纜螺栓孔(9.21)，其與該連接浮體(2)兩側的該內嵌式矩形連接耳(2.5)相連； 該柵格板(3.e)藉由安裝柵格板卡扣(10)固定在該連接浮體(2)上；該柵格板卡扣(10)為倒M形，其中部平面開設有卡扣螺栓孔(10.1)；該柵格板卡扣(10)藉由中部的該卡扣螺栓孔(10.1)與該連接浮體(2)兩側的該內嵌式矩形連接耳(2.5)相連。
- 如申請專利範圍第1項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元，其中該走道浮體(1)下表面設置有三凹陷面(1.4)，該三凹陷面(1.4)與上表面接觸；該走道浮體(1)上表面有防滑紋(1.5)，該走道浮體(1)底面橫縱設置有複數個流水槽(1.6)；該連接浮體(2)中間設置有上下貫穿的中孔(2.6)，該方台(2.3)表面縱向開設有複數個放置槽(2.31)，該連接浮體(2)底面設置有橫縱方向對稱開設的槽道(2.7)。
- 一種三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統，係由如申請專利範圍第1項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元橫縱組裝而成，橫向由該走道浮體(1)與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的該走道浮體(1)組裝，且依次類推完成安裝，縱向由該連接浮體(2)與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的該走道浮體(1)組裝，且依次類推完成安裝，最後一橫排三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的該連接浮體(2)均單獨與走道浮體(1)固定，即完成整個發電系統的安裝，該走道浮體(1)連接耳(1.3)與另一個三位一體耦合插拔式水面光伏發電單元的該走道浮體(1)的該連接耳(1.3)藉由側固栓螺桿(11)與螺母(12)固定。
- 如申請專利範圍第9項所述的三位一體耦合插拔式水面光伏發電系統，其中該側固栓螺桿(11)包括圓形螺台(11.1)和螺桿(11.2)，該螺桿(11.2)下端設置有螺紋(11.21)，該螺紋(11.21)與該圓形螺台(11.1)之間的該螺桿(11.2)外壁上對稱設置有防轉凸起(11.3)；該螺母(12)外表面四周設置有加強翅片(12.1)，該螺母接觸平面上設置有防鬆凸起(12.2)。
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