CN219927936U - 一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台 - Google Patents
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Abstract
一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台包括浮体平台、载体平台以及多个连接柱，所述载体平台通过多个所述连接柱支撑在所述浮体平台上方，用于承载光伏组件，所述光伏组件安装在所述载体平台的顶部，其中，所述浮体平台为中空的壳体，所述壳体由混凝土制成。
Description
技术领域
本实用新型涉及海上光伏技术领域，具体涉及一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台。
背景技术
我国幅员辽阔，海岸线漫长，光资源丰富，2021年中国以306.9GW累计光伏装机继续独占鳌头，在全球光伏市场遥遥领先，占据全球光伏总装机容量的近1/3。随着光伏产业的快速发展，其应用领域也越来越广泛，水上光伏便是其中一种。由于既不占用土地资源，又具有高发电量和高附加值的优势，水上光伏被喻为新能源利用方式中“加速向太阳能驱动未来过渡的最有效杠杆”。在内陆水上光伏发展受到极大限制后，海上光伏将迎来规模化发展机遇，但是对比陆上光伏，由于海上光伏所在海洋环境更加恶劣。
目前国内外均没有成熟的针对海上光伏的经济性、生存性及耐久性的解决方案，现有技术多是以内陆水面光伏预制HDPE浮体改造而来，光伏组件及设备受波浪及海洋气候影响大，不能满足恶劣海洋环境下的耐久性及生存性要求，而采用全钢制浮体，则成本较高，无法满足经济性要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，能够有效降低海洋环境对光伏设备的耐久性影响，并且降低海上漂浮式光伏平台的建造成本。
上述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台包括浮体平台、载体平台以及多个连接柱，所述载体平台通过多个所述连接柱支撑在所述浮体平台上方，用于承载光伏组件，所述光伏组件安装在所述载体平台的顶部；其中，所述浮体平台为中空的壳体，所述壳体由混凝土制成，所述壳体的内部具有多个相互独立的腔室，所述壳体上开设有多个注水口，以分别向所述多个腔室内注水。
在一个或多个实施方式中，所述壳体为环形壳体，以在其内侧形成阻尼池。
在一个或多个实施方式中，所述连接柱的高度为4m～6m。
在一个或多个实施方式中，所述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台还包括锚固系统，所述锚固系统包括锚链以及锚碇，所述锚链的一端通过锚链连接件与所述浮体平台连接，另一端与所述锚碇连接。
在一个或多个实施方式中，所述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台还包括系船柱，所述系船柱设置于所述浮体平台上。
在一个或多个实施方式中，所述载体平台的外侧设置有防护栏以及爬梯。
在一个或多个实施方式中，所述载体平台的顶部还安装有光伏电气设备，所述光伏电气设备与所述光伏组件电连接。
在一个或多个实施方式中，多个所述连接柱的一端焊接连接于所述载体平台上。
在一个或多个实施方式中，所述浮体平台上开设有多个连接孔，多个所述连接柱的另一端灌浆连接于多个所述连接孔中。
上述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台基于海洋复合多层结构开发，由多个连接柱将载体平台支撑在远离海面的高度，使得位于上层的载体平台能够抬升至大气区，有效降低海洋环境对其上安装的光伏组件及安装在载体平台上的其它设备的耐久性影响，载体平台可以采用钢框架结构，位于下层的浮体平台处于浪溅区及水位变动区，采用空心的混凝土结构，由于混凝土材料的经济性及低防腐蚀成本，可以有效降低浮体平台的建造成本。此外，由于载体平台远离海面，运维人员登陆进行运维作业安全性大幅度提升。
附图说明
本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1是根据一实施例的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台的立体图。
图2是根据一实施例的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台的侧视图。
图3是根据一实施例的浮体平台的立体图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
在水上光伏领域，目前国内的漂浮式光伏平台主要适用于湖泊、蓄水池等封闭水域，这种封闭水域环境的风浪条件较小，水面大多比较平静，使其并不适用于风浪条件更大的海上环境。目前的海上光伏组件及设备存在抗风浪能力差，容易受到海浪影响使平台结构甚至是光伏设备发生侵蚀，影响发电效率和光伏设备的使用寿命，而如果采用具有高抗侵蚀能力的全钢制浮体则会大大增加光伏平台的成本。
为解决前述一个或多个问题，本申请提供了一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，能够有效降低海洋环境对光伏设备的耐久性影响，并且降低海上漂浮式光伏平台的建造成本。
如图1及图2所示的一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，包括浮体平台2、载体平台1以及多个连接柱3，载体平台1通过多个连接柱3支撑在浮体平台2上方，用于承载光伏组件10，光伏组件10安装在载体平台1的顶部，其中，浮体平台2为中空的壳体，壳体由混凝土制成。
上述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台基于海洋复合多层结构开发，由多个连接柱3将载体平台1支撑在远离海面的高度，使得位于上层的载体平台1能够抬升至大气区，有效降低海洋环境对其上安装的光伏组件10及安装在载体平台1上的其它设备的耐久性影响，载体平台1可以采用钢框架结构，位于下层的浮体平台2处于浪溅区及水位变动区，采用空心的混凝土结构，由于混凝土材料的经济性及低防腐蚀成本，可以有效降低浮体平台2的建造成本。此外，由于载体平台1远离海面，运维人员登陆进行运维作业安全性大幅度提升。
本申请提供的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台与采用全钢结构的光伏平台相比，中空的混凝土结构的建造成本是钢结构的50％，防腐蚀费用是钢结构的40％，防腐蚀费用指的是对浮体平台进行防腐蚀处理所需的费用，具体而言，混凝土结构仅使用硅烷浸渍等涂层防腐方式即可满足海洋环境的防腐蚀要求，而钢结构则需要采用重度防腐涂层配合阴极保护或者外加电流的形式才能满足海洋环境的防腐蚀要求。
在一个或多个实施方式中，壳体为环形壳体，以在其内侧形成阻尼池。具体可参考图3，浮体平台2的壳体内部相互连通以形成中空结构，壳体的内周截面(垂直于浮体平台2中心轴的截面)为具有倒角的四边形，将海洋表面的部分海水环绕其中，形成阻尼池，通过在浮体平台2内侧形成有阻尼池，在风浪条件下阻尼池内侧与外侧均会受到海浪的冲击，浮体平台的内外受力更加平衡，能够减少在风浪条件下浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台的晃动幅度，提高浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台的稳定性。
在一个具体的实施方式中，阻尼池可以由中空混凝土结构的浮体平台2环绕形成，浮体平台2的壳体内侧还可以设有横纵格栅，以进一步增大对阻尼池中海水的阻力，在浮体平台2受到海洋波浪冲击时，阻尼池内侧的水体与外侧的水体会发生阻断效应，改善浮体平台2在不同水势下的运动状态，减少波浪对浮体浮游状态的影响，有效减少海上交通扬起的波浪和涡旋,使浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台更加平静安全。
在一个或多个实施方式中，壳体的内部具有多个相互独立的腔室，壳体上开设有多个注水口，以分别向多个腔室内注水。通过在浮体平台2的壳体内部设置多个独立的腔室，腔室之间不相互连通，每个腔室对应设置有一个注水口，可以根据浮游重心计算的结果向不同的腔室内注水，从而控制浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台整体重量和重心，保证结构的稳定性。
浮游重心是指海上漂浮式建构筑物(即浮体平台2)在随波浪起伏的时候所具有的一个绕其运动的中心，这个中心取决于浮体的质量分布。在不同的实施方式中可以通过向浮体平台2的壳体内部的腔室注水的方式来实现浮体平台2的质量分布与浮游重心的位置的调节，保证结构的稳定性。
在一个或多个实施方式中，连接柱3的高度为4m～6m，通过将上层的载体平台1与海平面的气隙由目前行业内常见的0.5m～1m提升至4m～6m，保证光伏组件10及其它安装在载体平台1上的电气设备处于防腐蚀的大气区，能够大幅度提升光伏组件10及其它设备在海洋环境下的耐久度，同时提升运维人员登陆作业的安全性。
在图1所示的一个具体实施方式中，浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台还包括锚固系统，锚固系统包括锚链7以及锚碇(图中未示出)，锚链7的一端通过锚链连接件6与浮体平台2连接，另一端与锚碇连接。锚链连接件6可以是锚环。浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台还包括系船柱4，系船柱4设置于浮体平台2上。
光伏电气设备9安装在载体平台1的顶部，光伏电气设备9可以包括逆变器、汇流箱等设备，与光伏组件10电连接。载体平台1的外侧还设置有防护栏8以及爬梯5，进一步提高运维人员作业的安全性。
在本实施方式中，多个连接柱3的一端焊接连接于载体平台1上，浮体平台2上开设有多个连接孔11，多个连接柱3的另一端灌浆连接于多个连接孔中11，这种连接方式可以将上层钢结构的载体平台1和下层钢筋混凝土结构的浮体平台2两种制造及生产过程有较大区别的结构通过后接方式紧密连接，极大程度上减小了生产的复杂度。在其它实施方式中，连接柱3与载体平台2、浮体平台1之间也可以采用其它连接方式，例如可以在下层混凝土结构的浮体平台2内设置钢管骨架，将连接柱3直接焊接于钢管骨架上。
以下结合图1，对本申请提供的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台的布设方式进行说明。
首先在陆上船厂或者港口将载体平台1、浮体平台2先预制完成，然后采用焊接及灌浆连接方式在上下层平台连接孔11位置与上下层连接柱3连接，完成浮体平台2与连接柱3之间的安装。将系船柱4、锚链连接件6及锚链7的一端安装至浮体平台2，将防护栏8、爬梯5、光伏电气设备9、光伏组件10安装至载体平台1。将浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台整体由拖船拖带运输至指定海域，锚链7另一端连接的锚碇结构抛放至海底，上部电气系统连接至海底电缆，完成设备布设。
本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，包括浮体平台、载体平台以及多个连接柱，所述载体平台通过多个所述连接柱支撑在所述浮体平台上方，用于承载光伏组件，所述光伏组件安装在所述载体平台的顶部；
其中，所述浮体平台为中空的壳体，所述壳体由混凝土制成，所述壳体的内部具有多个相互独立的腔室，所述壳体上开设有多个注水口，以分别向所述多个腔室内注水。
2.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述壳体为环形壳体，以在其内侧形成阻尼池。
3.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述连接柱的高度为4m～6m。
4.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台还包括锚固系统，所述锚固系统包括锚链以及锚碇，所述锚链的一端通过锚链连接件与所述浮体平台连接，另一端与所述锚碇连接。
5.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台还包括系船柱，所述系船柱设置于所述浮体平台上。
6.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述载体平台的外侧设置有防护栏以及爬梯。
7.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述载体平台的顶部还安装有光伏电气设备，所述光伏电气设备与所述光伏组件电连接。
8.如权利要求1所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，多个所述连接柱的一端焊接连接于所述载体平台上。
9.如权利要求8所述的浮游重心可调节的海上漂浮式光伏平台，其特征在于，所述浮体平台上开设有多个连接孔，多个所述连接柱的另一端灌浆连接于多个所述连接孔中。
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