一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的製作方法

2023-12-02 12:31:06 1

本實用新型屬於光伏發電技術領域，具體涉及一種水面光伏浮筏式漂浮裝置。

背景技術：

太陽能電池板是太陽能發電系統中的核心部分，也是太陽能發電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉化為電能，或者送往蓄電池中存儲起來，或者推動負載工作。傳統的太陽能電站安裝基礎為陸地和屋頂，但是隨著近幾年來太陽能電站安裝容量的擴展迅猛，土地變為稀缺資源，國家對土地的把控越來越嚴格，租金也在持續上漲；而屋頂電站的資源同樣變得稀缺，且多數屋頂都需要加固後才能滿足太陽能電站的建設要求。在此情況下，市場上出現了一些太陽能光伏水面電站，其既可解決電力資源緊缺又能通過合理利用閒置水面而節約寶貴的土地資源，但是這些太陽能水面電站普遍存在以下不足：安裝支架自身的結構複雜，其與浮體連接的牢固度差，不僅安裝效率低，安裝人員的作業強度大，而且使用壽命短，不能保證太陽能光伏水面電站長期穩定地漂浮在水面上；另外，整體高度相對較高，因而太陽能光伏發電系統的重心離水平面的距離較大，於是對抗風力和水浪影響的能力相對脆弱。

鑑於上述已有技術，有必要對水上太陽能電站的漂浮結構加以合理的改進。為此，本申請人作了積極而有效的探索，終於形成了下面將要介紹的技術方案。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種結構簡單，安裝方便，連接牢固，使用壽命長的；安裝效率高的；大大降低了安裝人員作業強度的；太陽能光伏發電系統的重心離水平面的距離較低，對抗風力和水浪影響的能力強的水面光伏浮筏式漂浮裝置。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：一種水面光伏浮筏式漂浮裝置，其包括若干個陣列布置的子陣單元，每個子陣單元均包括浮置於水面上的第一網框，第一網框由多根相互平行的浮箱連接杆和多根相互平行的平臺橫梁通過螺栓搭接構成，平臺橫梁位於浮箱連接杆上方；第一網框上設有多個成對安裝於兩根平臺橫梁上的支架，每個支架的底部均設有與平臺橫梁配合連接的安裝槽，安裝槽的槽口朝向水面，每對成對設置的支架頂面均構成一個傾斜面，每個傾斜面上均安裝有太陽能電池板。

首先安裝人員可將兩個支架通過底部的安裝槽滑設或套設在兩根平臺橫梁上，然後將通過不鏽鋼螺栓將其固定，接著將每塊太陽能電池板分別安裝在不同成對的支架構成的傾斜面上，並且傾斜朝向陽光照射角度最佳和時間最長的位置。結構簡單且牢固；滑套式安裝並通過螺栓固定，安裝十分方便，安裝效率高；大大降低了安裝人員作業強度。在使用過程中，本實用新型的安裝槽兩側槽壁緊貼於平臺橫梁上，側向迎風后受力面積大，抗風能力強，不會晃動，而上方的連接螺栓並不受剪力，使用壽命長，可靠性加強。當採用外部的防漂錨或纜繩固定後，能保證太陽能光伏水面電站長期穩定地漂浮在水面上。此外，本實用新型的支架高度低，重心低，因此本實用新型的子陣單元構成的太陽能光伏發電系統的重心離水平面的距離較低，對抗風力和水浪影響的能力強。

本實用新型通過多個子陣單元構成為一個整體後，可以使整個漂浮系統的受力分散，使其能承受更大的外力，極大地提高了整個漂浮系統的穩定性和耐候性。其次，結構簡單，零部件數量少，安裝方便，且連接的牢固度高，使用壽命長。第三，安裝槽兩側槽壁緊貼於平臺橫梁上，側向迎風后受力面積大，不會晃動；並且本實用新型的支架的安裝結構可以使得太陽能組件的安裝高度得以降低，以顯著降低水面光伏發電系統的重心，抗風能力強。

具體地，每一對支架均設於兩根相鄰的平臺橫梁上，每個支架的兩端均設有固定端，安裝槽設於固定端下部，固定端通過螺栓固定於平臺橫梁上；太陽能電池板均通過雙玻壓塊安裝於傾斜面上；支架的材料可以為鋼材或者鋁合金型材。結構簡單且連接牢固，安裝方便。具體地，支架及其固定端可通過一根鋁型材、C型鋼或槽鋼鈑金彎曲而成，支架呈楔形的拱橋狀，形成一端高一端低的傾斜的頂面，因此兩個成對並列設置於兩根平臺橫梁上的支架的頂面位於同一平面上，構成一個用於安裝太陽能電池板的傾斜面，結構簡單並且重量輕，製造安裝方便。

具體地，第一網框下方矩陣布置有多個第一浮箱，第一浮箱的上部通過螺栓固定於兩根相鄰的浮箱連接杆上；第一網框上安裝有多條由第一格柵構成的柵板通道，太陽能電池板沿平臺橫梁的方向排列，柵板通道垂直通至太陽能電池板的排列中。第一浮箱呈矩陣布置且分散均布於第一網框下方，受力分散，穩定性高。正是由於第一浮箱的矩陣分散設置，使得各子陣單元受力均勻，穩定性高；安裝和檢維修時，相關人員在柵板通道上才能平穩走動，不易晃動而摔倒，進一步提高了安裝和檢維修的工作效率，降低了相關人員的作業強度。

進一步地，浮箱連接杆和平臺橫梁的材料為鋼材或者鋁合金型材。優選地，浮箱連接杆可為鋁合金型材、L型鋼或角鋼，並且一個翼板水平設置；平臺橫梁可為鋁合金型材、C型鋼或槽鋼，並且安裝槽水平朝向一側；平臺橫梁的下側翼板與浮箱連接杆的水平設置的翼板螺栓連接。該結構方便螺栓定位和穿設連接，並且浮箱連接杆便於安裝各個浮箱，平臺橫梁上部便於安裝各個格柵板和光伏組件，平臺橫梁可為鋁合金型材、C型鋼或槽鋼，截面積大，抗彎能力強，便於在上部安裝各個部件，安裝方便，結構簡單，強度高。

具體地，兩個浮箱連接杆的水平設置的翼板設於外側，便於將第一浮箱安裝於所在的第一網框的單元格內，安裝方便，結構牢固。

進一步地，第一浮箱的兩側分別設有若干個第一支耳，第一支耳螺栓固定於浮箱連接杆上；第一支耳可直接搭靠在浮箱連接杆上，使第一浮箱位於第一網框的單元格內，安裝方便，結構牢固。

進一步地，水面光伏浮筏式漂浮裝置還包括若干個矩陣布置的通道單元，每個通道單元均包括主通道、兩個南北走道和兩個側走道，主通道和兩個側走道相互平行，兩個南北走道垂直設於主通道的兩端，主通道、兩個南北走道與每個側走道均構成一個呈口字型的漂浮布置區，漂浮布置區的外緣走道下方設有形狀相匹配的第二網框，若干個子陣單元通過第二網框和第一網框固定拼接後矩陣布置於漂浮布置區中；第二網框的下部均勻安裝有第二浮箱；柵板通道的兩端分別連通主通道和側走道；側走道和主通道上均勻排布有多個第二格柵，第二格柵和第二浮箱間隔設置。主通道、兩個南北走道和兩個側走道構成兩個第二網框，並形成「日」字形，同時每個子陣單元內部的柵板通道連通主通道和側走道，使每個子陣單元融入整體中，便於安裝和檢維修。南北走道和浮箱連接杆同向南北設置，主通道、側走道和平臺橫梁同向東西設置。本實用新型還可將多個通道單元如瓷磚狀拼接而成，標準化設置，便於安裝；並且可根據水面面積調整尺寸，可大型化發展，進一步利用水面資源，提高發電量；並且各個通道和走道均連通，便於相關管線鋪設，便於相關人員走動，有機地合成為一體。

進一步地，由於第二浮箱不僅僅起到浮動支撐第二網框的作用，還需支撐人員走動；因此第二浮箱的四周側面上均固定有第二支耳，第二浮箱通過第二支耳螺栓連接於第二網框的單元格中，連接結構牢固，人員走動不會晃動。具體地，相對兩側的第一支耳可直接搭設在浮箱連接杆上並螺栓緊固，另外兩側的第一支耳通過螺栓緊固於平臺橫梁的下側面，使第二浮箱位於第二網框的單元格內，安裝方便，結構牢固。

優選地，傾斜面的傾斜角度為10°～25°，可使得迎風面積和日照強度達到一個最佳的平衡值。

進一步地，雙玻壓塊包括上壓塊和下壓塊，的上壓塊和下壓塊在彼此相對的側面上分別嵌設有橡膠墊，各雙玻壓塊通過螺栓成對安裝在每個支架頂面的上下兩側，太陽能電池板的上下兩端分別由雙玻壓塊中間的橡膠墊所夾持；連接牢固，安裝方便。上壓塊和下壓塊可通過型材製造，並穿設卡接，製造安裝方便。橡膠墊抗摩擦能力強，可防止太陽能電池板滑脫。進一步地，橡膠墊的表面可均布多個縱向條紋，並且橡膠墊，因此增加了接觸面積，進一步避免太陽能電池板滑脫，夾持能力強。

進一步地，第一浮箱為六面全封閉式的箱體，第一支耳與第一浮箱一體注塑成型；第二浮箱為底部開口並朝向水底的蓋形箱體，第二支耳與第二浮箱一體注塑成型，第二浮箱的內部填充有XPS材料，XPS材料與第二浮箱內壁採用膠水固定。

由於第一浮箱僅起到浮動支撐的作用，因此，第一浮箱為六面全封閉式的箱體，製造方便，性價比高。第一支耳與第一浮箱一體注塑成型，增強了連接強度，可靠性高。

由於第二浮箱不僅僅起到浮動支撐第二網框的作用，還需支撐人員走動，因此，第二浮箱的結構方便製造和安裝，內置的XPS材料增強了第二浮箱的浮力，便於支撐走動的人員重量。XPS材料具有極低的吸水率、較高的抗壓強度、抗老化性且穩定性強等特點，十分適用于于本實用新型的第二浮箱，可靠性高。

本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的有益效果是：

1.通過多個子陣單元構成為一個整體後，可以使整個漂浮系統的受力分散，使其能承受更大的外力，極大地提高了整個漂浮系統的穩定性和耐候性；

2.結構簡單，零部件數量少，安裝方便，且連接的牢固度高，使用壽命長；滑套式安裝並通過螺栓固定，安裝十分方便，安裝效率高；大大降低了安裝人員作業強度；

3.在使用過程中，本實用新型的安裝槽兩側槽壁緊貼於平臺橫梁上，側向迎風后受力面積大，抗風能力強，不會晃動，而上方的連接螺栓並不受剪力，使用壽命長，可靠性加強；

4.本實用新型的支架高度低，重心低，因此本實用新型的子陣單元構成的太陽能光伏發電系統的重心離水平面的距離較低，對抗風力和水浪影響的能力強；換而言之，本實用新型的支架的安裝結構可以使得太陽能組件的安裝高度得以降低，以顯著降低水面光伏發電系統的重心，抗風能力強。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的通道單元的三維結構圖；

圖2是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的子陣單元的三維結構圖；

圖3是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的子陣單元的右視圖；

圖4是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的支架的右視圖；

圖5是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的支架的主視圖；

圖6是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的支架的雙玻壓塊的三維結構圖；

圖7是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的側走道的三維結構圖；

圖8是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的側走道的右視圖；

圖9是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的南北走道的三維結構圖；

圖10是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的南北走道的俯視圖；

圖11是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的主通道的三維結構圖；

圖12是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的第一浮箱的三維結構圖；

圖13是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的第二浮箱的三維結構圖；

圖14是本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的第二浮箱的全剖視圖。

其中:1.子陣單元，111.雙玻壓塊，1111.上壓塊，1112.橡膠墊，1113.下壓塊，112.太陽能電池板，113.支架，1131.固定端，1134.安裝槽，12.第一浮箱，121.第一支耳，13.浮箱連接杆，14.平臺橫梁，15.第一格柵；2.側走道；3.南北走道；4.主通道；5.第二網框，51.第二浮箱，511.第二支耳，512.XPS材料；6.第二格柵。

具體實施方式

現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結構，因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。

如圖1-圖14所示的本實用新型的一種水面光伏浮筏式漂浮裝置的具體實施例，其包括若干個陣列布置的子陣單元1，每個子陣單元1均包括浮置於水面上的第一網框，第一網框由多根相互平行的浮箱連接杆13和多根相互平行的平臺橫梁14通過螺栓搭接構成，平臺橫梁14位於浮箱連接杆13上方；第一網框上設有多個成對安裝於兩根平臺橫梁14上的支架113，每個支架113的底部均設有與平臺橫梁14配合連接的安裝槽1134，安裝槽1134的槽口朝向水面，每對成對設置的支架113頂面均構成一個傾斜面，每個傾斜面上均安裝有太陽能電池板112。

首先安裝人員可將兩個支架113通過底部的安裝槽1134滑設或套設在兩根平臺橫梁14上，然後將通過不鏽鋼螺栓將其固定，接著將每塊太陽能電池板112分別安裝在不同成對的支架113構成的傾斜面上，並且傾斜朝向陽光照射角度最佳和時間最長的位置。結構簡單且牢固；滑套式安裝並通過螺栓固定，安裝十分方便，安裝效率高；大大降低了安裝人員作業強度。在使用過程中，本實施例的安裝槽1134兩側槽壁緊貼於平臺橫梁14上，側向迎風后受力面積大，抗風能力強，不會晃動，而上方的連接螺栓並不受剪力，使用壽命長，可靠性加強。當採用外部的防漂錨或纜繩固定後，能保證太陽能光伏水面電站長期穩定地漂浮在水面上。此外，本實施例的支架113高度低，重心低，因此本實施例的子陣單元1構成的太陽能光伏發電系統的重心離水平面的距離較低，對抗風力和水浪影響的能力強。

本實施例通過多個子陣單元1構成為一個整體後，可以使整個漂浮系統的受力分散，使其能承受更大的外力，極大地提高了整個漂浮系統的穩定性和耐候性。其次，結構簡單，零部件數量少，安裝方便，且連接的牢固度高，使用壽命長。第三，安裝槽1134兩側槽壁緊貼於平臺橫梁14上，側向迎風后受力面積大，不會晃動；並且本實施例的支架113的安裝結構可以使得太陽能組件的安裝高度得以降低，以顯著降低水面光伏發電系統的重心，抗風能力強。

具體地，每一對支架113均設於兩根相鄰的平臺橫梁14上，每個支架113的兩端均設有固定端1131，安裝槽1134設於固定端1131下部，固定端1131通過螺栓固定於平臺橫梁14上；太陽能電池板112均通過雙玻壓塊111安裝於傾斜面上；支架113的材料可以為鋼材或者鋁合金型材。結構簡單且連接牢固，安裝方便。具體地，支架113及其固定端1131可通過一根鋁型材、C型鋼或槽鋼鈑金彎曲而成，如圖4和5所示，支架113呈楔形的拱橋狀，形成一端高一端低的傾斜的頂面，因此兩個成對並列設置於兩根平臺橫梁14上的支架113的頂面位於同一平面上，構成一個用於安裝太陽能電池板112的傾斜面，結構簡單並且重量輕，製造安裝方便。

具體地，第一網框下方矩陣布置有多個第一浮箱12，第一浮箱12的上部通過螺栓固定於兩根相鄰的浮箱連接杆13上；第一網框上安裝有多條由第一格柵15構成的柵板通道，太陽能電池板112沿平臺橫梁14的方向排列，柵板通道垂直通至太陽能電池板112的排列中。第一浮箱12呈矩陣布置且分散均布於第一網框下方，受力分散，穩定性高。正是由於第一浮箱12的矩陣分散設置，使得各子陣單元1受力均勻，穩定性高；安裝和檢維修時，相關人員在柵板通道上才能平穩走動，不易晃動而摔倒，進一步提高了安裝和檢維修的工作效率，降低了相關人員的作業強度。

進一步地，浮箱連接杆13和平臺橫梁14的材料為鋼材或者鋁合金型材。優選地，浮箱連接杆13可為鋁合金型材、L型鋼或角鋼，並且一個翼板水平設置；平臺橫梁14可為鋁合金型材、C型鋼或槽鋼，並且安裝槽1134水平朝向一側；平臺橫梁14的下側翼板與浮箱連接杆13的水平設置的翼板螺栓連接。該結構方便螺栓定位和穿設連接，並且浮箱連接杆13便於安裝各個浮箱，平臺橫梁14上部便於安裝各個格柵板和光伏組件，平臺橫梁14可為鋁合金型材、C型鋼或槽鋼，截面積大，抗彎能力強，便於在上部安裝各個部件，安裝方便，結構簡單，強度高。

具體地，兩個浮箱連接杆13的水平設置的翼板設於外側，便於將第一浮箱12安裝於所在的第一網框的單元格內，安裝方便，結構牢固。

進一步地，第一浮箱12的兩側分別設有若干個第一支耳121，第一支耳121螺栓固定於浮箱連接杆13上；第一支耳121可直接搭靠在浮箱連接杆13上，使第一浮箱12位於第一網框的單元格內，安裝方便，結構牢固。

進一步地，如圖1所示，水面光伏浮筏式漂浮裝置還包括若干個矩陣布置的通道單元，每個通道單元均包括主通道4、兩個南北走道3和兩個側走道2，主通道4和兩個側走道2相互平行，兩個南北走道3垂直設於主通道4的兩端，主通道4、兩個南北走道3與每個側走道2均構成一個呈口字型的漂浮布置區，漂浮布置區的外緣走道下方設有形狀相匹配的第二網框5，若干個子陣單元1通過第二網框5和第一網框固定拼接後矩陣布置於漂浮布置區中；第二網框5的下部均勻安裝有第二浮箱51；柵板通道的兩端分別連通主通道4和側走道2；側走道2和主通道4上均勻排布有多個第二格柵6，第二格柵6和第二浮箱51間隔設置。主通道4、兩個南北走道3和兩個側走道2構成兩個第二網框5，並形成「日」字形，同時每個子陣單元1內部的柵板通道連通主通道4和側走道2，使每個子陣單元1融入整體中，便於安裝和檢維修。南北走道3和浮箱連接杆13同向南北設置，主通道4、側走道2和平臺橫梁14同向東西設置。本實施例還可將多個通道單元如瓷磚狀拼接而成，標準化設置，便於安裝；並且可根據水面面積調整尺寸，可大型化發展，進一步利用水面資源，提高發電量；並且各個通道和走道均連通，便於相關管線鋪設，便於相關人員走動，有機地合成為一體。

進一步地，由於第二浮箱51不僅僅起到浮動支撐第二網框5的作用，還需支撐人員走動；因此第二浮箱51的四周側面上均固定有第二支耳511，第二浮箱51通過第二支耳511螺栓連接於第二網框5的單元格中，連接結構牢固，人員走動不會晃動。具體地，相對兩側的第一支耳121可直接搭設在浮箱連接杆13上並螺栓緊固，另外兩側的第一支耳121通過螺栓緊固於平臺橫梁14的下側面，使第二浮箱51位於第二網框5的單元格內，安裝方便，結構牢固。

優選地，傾斜面的傾斜角度為10°～25°，可使得迎風面積和日照強度達到一個最佳的平衡值。

進一步地，雙玻壓塊111包括上壓塊1111和下壓塊1113，的上壓塊1111和下壓塊1113在彼此相對的側面上分別嵌設有橡膠墊1112，各雙玻壓塊111通過螺栓成對安裝在每個支架113頂面的上下兩側，太陽能電池板112的上下兩端分別由雙玻壓塊111中間的橡膠墊1112所夾持；連接牢固，安裝方便。上壓塊1111和下壓塊1113可通過型材製造，並穿設卡接，製造安裝方便。橡膠墊1112抗摩擦能力強，可防止太陽能電池板112滑脫。進一步地，橡膠墊1112的表面可均布多個縱向條紋，並且橡膠墊1112，因此增加了接觸面積，進一步避免太陽能電池板112滑脫，夾持能力強。

進一步地，第一浮箱12為六面全封閉式的箱體，第一支耳121與第一浮箱12一體注塑成型；第二浮箱51為底部開口並朝向水底的蓋形箱體，第二支耳511與第二浮箱51一體注塑成型，第二浮箱51的內部填充有XPS材料512，XPS材料512與第二浮箱51內壁採用膠水固定。

由於第一浮箱12僅起到浮動支撐的作用，因此，第一浮箱12為六面全封閉式的箱體，製造方便，性價比高。第一支耳121與第一浮箱12一體注塑成型，增強了連接強度，可靠性高。

由於第二浮箱51不僅僅起到浮動支撐第二網框5的作用，還需支撐人員走動，因此，第二浮箱51的結構方便製造和安裝，內置的XPS材料512增強了第二浮箱51的浮力，便於支撐走動的人員重量。XPS材料512具有極低的吸水率、較高的抗壓強度、抗老化性且穩定性強等特點，十分適用于于本實施例的第二浮箱51，可靠性高。

應當理解，以上所描述的具體實施例僅用於解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。由本實用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。