一种浮筒结构和排布方法

技术领域

本发明属于光伏技术领域，具体涉及一种浮筒结构和排布方法。

背景技术

绿色发展与高效发展将成为能源体系建设的未来方向。在当前绿电技术中，光伏发电是其中最重要的技术之一。可以预见，光伏电站建设将大大提速。根据《2019年全国渔业经济统计公报》数据显示，全国水产养殖面积7108.50千公顷，其中淡水养殖面积为5116.32千公顷，占比约为71.97％。假设可利用水面为其中的1％，则我国水上光伏可开发量将超过38GW。与陆上光伏电站相比，漂浮式水上光伏电站遇到的新问题之一是波浪问题。水面光伏电站一般是一个个方阵连接到一起，且往往采用刚性连接方式。当波浪来临时，特别是较大的波浪，会推动光伏方阵随着波浪“此起彼伏”，这就给漂浮式水上光伏方阵造成较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浮筒结构和排布方法，以解决浮筒间刚性连接易损坏或失效的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种浮筒结构，其特征在于，所述浮筒结构为弹性连接点浮筒，包括浮筒箱本体和固定柱，其中：

所述固定柱设置于所述浮筒箱本体内部中心；

所述浮筒箱本体上安装有若干连接片；所述连接片一端通过对应弹簧连接于所述固定柱上，另一端伸出所述浮筒箱本体。

进一步地，所述连片包括A型连接片和B型连接片，其中：

所述A型连接片和所述B型连接片均包括主体部和连接板；所述A型连接片和所述B型连接片的主体部结构相同，均包括T形板和挡板；T形板一端连接对应弹簧，另一端垂直连接挡板一面；

所述连接板垂直设置在挡板另一面上；所述连接板上设置有通孔。

进一步地，所述浮筒结构还包括固定箍，所述固定箍为条形物，所述条形物缠绕于所述浮筒箱本体外周上。

进一步地，所述A型连接片上连接板的数量为1个，所述B型连接片上连接板数量为2个；在相邻两个浮筒箱本体连接时，A型连接片的1个连接板能够插入B型连接片的2个连接板中。

进一步地，所述固定箍上设置有矩形槽，所述A型连接片和所述B型连接片穿过于所述矩形槽；所述挡板位于矩形槽外部。

进一步地，连接状态时，相邻两个浮筒箱本体中，一个浮筒箱本体的A型连接片与另一个浮筒箱本体的B型连接片通过螺栓和螺帽连接。

进一步地，所述浮筒箱本体上设置有十字形通槽，所述固定柱设置于所述十字通槽中心，所述弹簧设置于所述十字通槽内。

一种浮筒结构的排布方法，其特征在于，包括光伏发电单元，普通浮筒和弹性连接点浮筒，进行浮筒结构的排布时，包括以下步骤：

步骤1：在若干光伏发电组件间连接一串或数串普通浮筒，将光伏发电组件分隔为若干光伏发电单元；

步骤2：在分隔后的光伏发电单元外侧安装弹性连接点浮筒，并对弹性连接点浮筒依次连接，完成对光伏发电单元和普通浮筒的包覆；

步骤3：将依次连接的弹性连接点浮筒与相邻普通浮筒相连接，完成浮筒结构的排布。

进一步地，所述弹性连接点浮筒与相邻普通浮筒通过螺纹连接。

进一步地，所述普通浮筒与光伏组件通过螺纹连接。

相较于现有技术，本发明的优点在于：

1、通过浮筒箱本体、连接片、弹簧和固定柱组成的浮筒结构，结构简单，通过弹簧受到外力的弹性变形的结构，避免了水面漂浮式浮筒箱本体之间连接片和相邻组件的破坏，保障了浮筒结构的安全稳定运行；

2、通过将A型连接片和B型连接片连接于固定块相邻两侧的结构，便于相邻两浮筒箱本体的连接，避免了连接片相对连接不便的缺陷；

3、通过在浮筒箱本体上设置固定箍，并将连接片穿过固定箍的结构，加强了相邻两浮筒箱本体连接的稳定性，同时保证了连接片连接弹簧的稳定性；

4、通过连接片与弹簧相连，并在连接片上设置挡板的结构，一方面保障了浮筒箱本体的弹性连接，避免了浮筒箱本体之间刚性连接易破坏的缺陷，同时避免了弹簧因外力过大发生失效和浮筒箱本体间过大距离的扭曲和变形，有效保障了浮筒箱本体之间连接的安全性和有效性；

5、通过浮筒排布方法，有效减少了浮筒在在水面上受波浪冲击，导致连接片受力增加发生破坏和失效的情况发生，保证了光伏发电组件的正常运行。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种浮筒结构排布方法连接示意图；

图2为本发明一种浮筒结构弹性连接点浮筒示意图；

图3为图2中P-P切面剖视示意图；

图4为图2中Q-Q切面剖视示意图；

图5为本发明一种浮筒结构弹性连接点浮筒正常工作状态示意图

图6为本发明一种浮筒结构弹性连接点浮筒受外力时的工作状态示意图

图7为本发明一种浮筒结构连接片主视结构示意图；

图8为本发明一种浮筒结构连接片俯视结构示意图。

其中：1-光伏发电单元、2-普通浮筒、3-弹性连接点浮筒、4-浮筒箱本体、5-固定箍、6-A型连接片、7-B型连接片、8-弹簧、9-固定柱、10-通孔、11-螺栓；

61-第一连接板、62-第二连接板、63-挡板、64-T形板、71-第三连接板。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

本发明的一种浮筒结构，如图2-4所示，包括浮筒箱本体4、固定箍5、连接片、弹簧8和固定柱9，固定柱9设置于浮筒箱本体4内部中心；浮筒箱本体4上安装有若干连接片；连接片一端通过对应弹簧8连接于固定柱9上，另一端伸出浮筒箱本体4。连片包括A型连接片6和B型连接片7，其中A型连接片6和B型连接片7均包括主体部和连接板；A型连接片6和B型连接片7的主体部结构相同，均包括T形板64和挡板63；T形板64一端连接对应弹簧8，另一端垂直连接挡板63一面；连接板垂直设置在挡板63另一面上；连接板上设置有通孔10。固定箍5为条形物，条形物缠绕于浮筒箱本体4外周上。A型连接片6上连接板的数量为1个，B型连接片7上连接板数量为2个；在相邻两个浮筒箱本体4连接时，A型连接片6的1个连接板能够插入B型连接片7的2个连接板中。固定箍5上设置有矩形槽，A型连接片6和B型连接片7穿过于矩形槽；挡板63位于矩形槽外部。连接状态时，相邻两个浮筒箱本体4中，一个浮筒箱本体4的A型连接片6与另一个浮筒箱本体4的B型连接片7通过螺栓11和螺帽连接。浮筒箱本体4上设置有十字形通槽，固定柱9设置于十字通槽中心，弹簧8设置于十字通槽内。

进一步具体地，A型连接片6和B型连接片7区别在于:A型连接片6上连接板的数量为1个，即第三连接板71,B型连接片7上连接板的数量为2个，即第一连接板61和第二连接板62，2连接板之间设有大于等于连接板厚度的间隙，在相邻两个浮筒箱本体4连接时，A型连接片6上的一个连接板插入于B型连接片7上的2个连接板中，通过将螺栓11穿过连接片上的通孔10和与螺栓11相合的螺帽将两连接片相连接，其中，连接片具体结构如图7-8所示。

进一步具体地,连接片上主体结构的T形板64竖直端位于十字形通槽内部，竖直端一部分位于十字形通槽内部，另一部分穿过固定箍5上的矩形槽外露于十字形通槽外部，外露部分T形板64与连接板垂直连接。如此设置，一方面可以保持主体部在十字形通槽内运动，避免连接片运动方向的不确定性；另一方面可以限制主体部不会脱离十字形通槽，并通过矩形槽的限制，可以保证主体结构T形板64不会将弹簧8牵拉出十字形通槽，更好地保证了浮筒之间的稳定性，同时解决了浮筒间刚性连接易损坏或失效的问题。

本发明的一种浮筒结构和排布方法包括光伏发电单元1、普通浮筒2、弹性连接点浮筒3、浮筒箱本体4、固定箍5、A型连接片6、B型连接片7、弹簧8、固定柱9、通孔10、螺栓11、第一连接板61、第二连接板62、挡板63、T形板64和第三连接板71；在进行浮筒排布时，如图1所示，进行：

步骤1：在若干光伏发电组件间连接一串或数串普通浮筒2，将光伏发电组件分隔为若干光伏发电单元1；

步骤2：在分隔后的光伏发电单元1外侧安装弹性连接点浮筒3，并对弹性连接点浮筒3依次连接，完成对光伏发电单元1和普通浮筒2的包覆；

步骤3：将依次连接的弹性连接点浮筒3与相邻普通浮筒2相连接，完成浮筒结构的排布。

进一步具体地，普通浮筒2为刚性连接的浮筒，此刚性连接为固定柱9与连接片之间的刚性连接；弹性连接点浮筒3的弹性为弹簧8的弹性，也即固定柱9与连接片之间设置有弹簧8。弹性连接点浮筒3与相邻普通浮筒2通过螺纹连接；普通浮筒2与光伏组件通过螺纹连接。该排布方法为在若干光伏发电组件间连接一串或数串普通浮筒2，将光伏发电组件分隔为若干光伏发电单元1；光伏发电单元1周边安装弹性连接点浮筒3。实现弹性连接点浮筒3对普通浮筒2的包覆式的排布方法。在平时状态，如图5所示，弹性连接点浮筒3与普通浮筒2无异，起到支撑光伏组件的漂浮作用。

当浪涌到来时，如图6所示，“此起彼伏”的波浪使光伏发电单元1内部及光伏发电单元1之间的浮筒连接点拉力增大。弹性连接点浮筒3上的A型连接片6或B型连接片7受力增大，拉动弹簧8变形，使A型连接片6或B型连接片7伸出，实现受力缓冲。由于浮筒相对于浪涌小很多，固定柱9各方向受力几乎是相等的。

当浪涌过去后，A型连接片6或B型连接片7在弹簧8的作用下收缩回到原位置回到图5所示的状态。同时，本结构还能缓冲瞬时大风对光伏方阵的影响。当瞬时大风来临时，风载荷施加到光伏方阵上。分成数个光伏发电单元1的方阵的不同区域，其风速也有一定差异，造成光伏发电单元1之间的拉扯。此时，位于光伏发电单元1周边的弹性连接点浮筒3上的A型连接片6或B型连接片7受力增大，拉动弹簧8变形，使A型连接片6或B型连接片7伸出，实现受力缓冲。当瞬时风速过去后，弹簧8拉动A型连接片6或B型连接片7收缩，使光伏方阵恢复初始状态。

本发明的一种浮筒结构，结构简单，通过弹簧8受到外力的弹性变形的结构，避免了水面漂浮式浮筒箱本体4之间连接片和相邻组件的破坏，保障了浮筒结构的安全稳定运行；并通过浮筒排布方法，有效减少了浮筒在在水面上受波浪冲击，导致连接片受力增加发生破坏和失效的情况发生，保证了光伏发电组件的正常运行。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。