一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列

技术领域

本发明涉及海洋可再生能源技术、海工装备技术以及海洋水上发电领域，特别涉及一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列。

背景技术

随着科学技术的进步，最近几年出现了多种新能源发电技术。同陆地能源技术相比，海洋能源技术使用的能源是清洁能源，包括风能、潮汐能、太阳能、波浪能；充分开发海洋清洁能源，可有效缓解当前全球能源紧张的局面。

深水区太阳能资源丰富，然而传统陆地光伏桩基础形式并不适用于海洋环境，不仅因为桩基础成本昂贵，而且海上桩基础施工作业成本高，因此不能采用桩基固定式技术将光伏设备固定在海洋上。海上轮船因其漂浮和运载的特性，在适应海上变化的同时，能够很好的胜任海上的运输任务。因此，为了有效开发海上太阳能的同时，研发新型设备，助力海洋能源的高效开发利用。受海上轮船的漂浮性以及良好抗倾覆特性的启发，并创造性地将阻尼器与船型平台结合，从而增加发电装置在极端风浪荷载下的稳定性和安全性。

发明内容：

本发明提供一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列，以船型平台作为安装的基础，在船型平台上设置光伏发电系统以及摆锤阻尼器。通过利用船型平台自身良好的抗倾覆特性以及船型平台内部摆锤阻尼器减缓海水对船型平台冲击产生的振动的作用，稳定船型平台的浮心，提高光伏发电设备的稳定性和安全性，并在极大风浪荷载的作用下，实现船型平台稳定漂浮的效果。

本发明采用以下的技术方案：

一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列，包括光伏发电系统、摆锤阻尼器、船型平台、系泊系统；光伏发电系统置于船型平台上方，摆锤阻尼器内嵌固定在船型平台中间，系泊系统由锚链和吸力基础组成，整个平台通过系泊系统固定。

船型平台由塑料制成的船型平台，船型平台的前后两端有系泊点，船型平台的中间提前设置凹槽，用于阻尼器的安装固定。

光伏发电系统由光伏板和逆变器组成，光伏发电系统设置在船型平台的上方，并对光伏板进行水平放置处理。

摆锤阻尼器，由摆锤阻尼器外壳、阻尼球、阻尼转轴、阻尼摆锤组成。阻尼器内嵌在船型平台中间，阻尼器采用橡胶材料，阻尼球中间含有转子，阻尼转轴穿过转子固定在阻尼器外壳上，阻尼球的外端连接阻尼摆锤。

系泊系统，其中包括系泊位置，锚链，吸力基础。系泊位置设置在船型平台的前后两侧。系泊系统采用直上直下的形式。吸力基础优选pvc或者玻璃钢材质，每个吸力基础设置一条锚链，吸力基础通过自重贯入和压力贯入，使基础沉贯至海床设计深度。

本发明一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列的优点在于：

本发明在实现太阳能高效发电的同时，创造性地将摆锤阻尼器与船型平台相结合，通过利用船型平台良好的抗倾覆特性以及摆锤阻尼器的减振动特性，从整体上提高发电装置的稳定性和安全性。船型平台采用塑料材质，能够实现低成本且批量安置于海洋上。船型平台具有很好的抗倾覆性，可以有效适应海上波浪的起伏，遇到极端风浪的作用下，通过依靠自身结构，保持平台漂浮在海面上。摆锤阻尼器采用橡胶材料并内嵌固定在船型平台中间，可有效减缓海水对船型平台冲击产生的振动，系泊系统通过优选pvc或玻璃钢材质的吸力基础，在实现平台稳定的基础上，可以减少装置的制造费用。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本发明整体外观结构布置示意图。

图2是本发明单体结构示意图。

图3是本发明阻尼器结构示意图。

图4是本发明系泊系统示意图。

图中：1为光伏发电系统，2为摆锤阻尼器，3为船型平台，4为系泊系统，2-1为摆锤阻尼器外壳，2-2为阻尼球，2-3为阻尼转轴，2-4为阻尼摆锤；4-1为锚链，4-2为吸力基础。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1和2所示，一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列。其中包括：光伏发电系统、船型平台、摆锤阻尼器、系泊系统；光伏发电系统置于船型平台上方，阻尼器内嵌固定在船型平台中间，系泊系统由锚链和吸力基础组成，整个平台通过系泊系统固定。

在本实施例中，所述的光伏发电系统由光伏板以及逆变器构成，光伏板水平设置在船型平台上方，并根据船型平台的大小，对称分布在船型平台的两端。

在本实施例中，所述船型平台由塑料制成的船型结构平台，船型平台的前后两端设置有系泊点。相邻船型平台之间保留一定的距离，保证在外部风浪荷载作用下相邻平台平台微动时不发生碰撞。

在本实施例中，所述摆锤阻尼器由摆锤阻尼器外壳、阻尼球、阻尼转轴、阻尼摆锤组成。阻尼器内嵌固定在船型平台的上方，根据船的形心位置，确定摆锤阻尼器具体的位置。当船型平台在海上遇到风浪荷载，从而造成船体发生晃动或者转动时，通过摆锤阻尼器中的阻尼球带动摆锤前后摆动，从而将风浪荷载对船型平台的振动能量转化为阻尼摆锤的动能，该动能用来减缓船平台的倾斜与晃动，从而减小船体发生的倾斜度，并进而达到稳定船型平台的效果。

在本实施例中，所述的系泊系统包括：系泊位置，锚链，吸力基础。系泊位置设置在船型平台的前后两侧，根据船型平台的大小以及指定海域的水文情况，决定系泊点的个数。系泊系统采用直上直下的形式。吸力基础优选pvc或玻璃钢材质，每个吸力基础设置一条锚链，吸力基础通过自重贯入和压力贯入，使基础沉贯至海床设计深度。

在本实施案例中，所述一种船型高阻尼抗风浪漂浮式海上光伏阵列的安装过程具体为：将光伏板、逆变器、船型平台、摆锤阻尼器、吸力基础等运送到装配工厂或装配码头。将光伏系统、阻尼器安装固定在船型平台的指定位置处，在船型平台的下方设置锚链以及吸力基础，发电装置在陆上装配完毕。通过工作船将组装完成的装置运送到指定的海域，通过工作船将发电装置的吸力基础进行沉贯，并通过锚链将后续的装置缓慢下水，直至吸力基础沉贯至海床的设计深度，对吸力基础进行密封处理后，吸力沉贯步骤完成。并重复以上步骤，直至所有其他相同发电装置安装完成，对光伏阵列进行试运行，满足运行要求后，工作船只离场，光伏阵列安装过程完成。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。