一种海上光伏浮体系统

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种海上光伏浮体系统。

背景技术

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切任务；开发利用新型清洁能源是可持续发展和环境保护的必由之路，以及合理开发海洋资源是实现经济可持续发展的内在要求。因此海上风力发电、光伏发电等可再生清洁能源发展迅速。

不同于陆地光伏电站的是，海洋设施面临的环境极其复杂，其中之一，就需要面临的问题是：由于海上环境恶劣，目前海上漂浮式光伏仍面临浮体造价高、耐波性能差等问题，同时当浮体设计为不透浪时，波浪作用下浮体会承受较大弯矩，易产生损坏。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种海上光伏浮体系统，成本低、耐波性能好、抗弯性能好的优点，满足海上光伏漂浮系统的要求。

一种海上光伏浮体系统，包括多个光伏浮体模块和用于固定多个光伏浮体模块的连接件；

多个光伏浮体模块中的每个光伏浮体模块均包括相焊接连接的上面板和下面板，每个光伏浮体的外周均设置有铰接式连接器，多个光伏浮体之间通过所述铰接式连接器相铰接连接，连接件的一端连接于最外侧光伏浮体模块的铰接式连接器上，另一端连接于海上外部固定桩基上。

进一步地，光伏面板与光伏浮体的上面板之间通过层压的方式连接。

进一步地，浮体的上面板和下面板上均固定设置有多个型槽。

进一步地，型槽在上面板和下面板上的方向为任意方向，型槽的数量为多个，多个型槽在上面板和下面板上均匀分布。

进一步地，型槽的形状为三角形、矩形、梯形、半圆形或弧形中的任意一种。

进一步地，上面板的型槽和下面板的型槽方向相互交错分布。

进一步地，光伏面板的大小与上面板的大小相同。

进一步地，连接件为经过防锈和防腐处理的铰链或钢链。

进一步地，同一个光伏浮体模块的上面板和下面板之间的型槽形状相同。

进一步地，光伏浮体模块为矩形结构。

相较于现有技术，本发明的优点在于：

本发明的一种海上光伏浮体系统中的每个光伏浮体模块均包括相互焊接连接的上面板和下面板，在上面板上固定设置光伏面板，并在上面板和下面板之间设置型槽的结构，使得上面板和下面板组成的光伏浮体模块的强度增强，在海面上进行漂浮时，光伏浮体模块能够承受更大的弯矩，不易损坏；同时通过在单个光伏浮体模块之间设置铰接式连接器，通过铰接式连接器将多个光伏浮体模块相铰接连接，使得光伏浮体系统在海上进行漂浮时，能够通过铰接式连接器的结构缓冲海面波浪起伏造成的光伏浮体系统的损坏，增强了耐波性，避免了单个光伏浮体模块的损坏和光伏浮体系统的损坏；通过连接件的结构，使得光伏浮体系统能够固定于海上的固定区域内，避免光伏浮体系统受海浪的作用任意漂流、丢失和损坏。

进一步地，通过将光伏面板与上面板通过层压的方式连接，使得光伏浮体模块的上面板与光伏面板成为一个整体，避免了光伏面板在海上漂浮时脱落和松动的问题，保障了光伏发电的效率。

进一步地，通过型槽的结构，并将型槽设置于上面板和下面板之间，且在上下面板之间设置多个型槽，将型槽的形状设置为三角形、矩形、梯形、半圆形或弧形中的任意一种的方式，并将上下面板之间的型槽交错分布，增加了光伏浮体模块的强度，从而使得光伏浮体模块在海上漂浮过程中能够承受较大的弯矩，不易损坏。

进一步地，通过将光伏面板的大小设置为与上面板的大小相同，使得光伏面板的面积在光伏浮体上的占有面积更大，从而保障了光伏发电的能力，提高了光伏发电的效率。

进一步地，通过将连接件设置为经过防锈和防腐处理的铰链或钢链，一方面使得连接件具有一定的强度，另一方面能够耐腐蚀，增强了连接件的使用寿命。

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为本发明一种海上光伏浮体系统中单个光伏浮体模块的爆炸示意图；

图2为本发明一种海上光伏浮体系统单个光伏浮体模块的结构示意图；

图3为本发明一种海上光伏浮体系统单个光伏浮体模块去除上面板和光伏面板的结构示意图；

图4为本发明一种海上光伏浮体系统优选实施例中型槽在下面板上的分布示意图；

图5为本发明一种海上光伏浮体系统中单个光伏浮体单元横向和纵向剖切后四分之一的结构示意图；

图6为本发明一种海上光伏浮体系统的整体结构示意图。

其中，光伏浮体模块1、上面板2、下面板3、连接件4、铰接式连接器5、光伏面板6、型槽7、紧固垫片8、紧固螺栓9、紧固螺帽10。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的一种海上光伏浮体系统，如图6和图1所示，包括多个光伏浮体模块1和用于固定多个光伏浮体模块1的连接件4；多个光伏浮体模块1中的每个光伏浮体模块1均包括焊接连接的上面板2和下面板3，并在在上面板2和下面板3上均固定设置有型槽7，使得上面板2和下面板3组成的光伏浮体模块1的强度增强，在海面上进行漂浮时，光伏浮体模块能1够承受更大的弯矩，不易损坏；每个光伏浮体模块1的外周均设置有铰接式连接器5，多个光伏浮体之间通过铰接式连接器5相铰接连接，使得光伏浮体系统在海上进行漂浮时，能够通过铰接式连接器5的结构缓冲海面波浪起伏造成的光伏浮体系统的损坏，增强了耐波性，避免了单个光伏浮体模块1的损坏和光伏浮体系统的损坏；连接件4的一端连接于最外侧光伏浮体模块1的铰接式连接器5上，另一端连接于海上外部固定桩基上；使得光伏浮体系统能够固定于海上的固定区域内，避免光伏浮体系统受海浪的作用任意漂流、丢失和损坏。

优选地，单个光伏浮体结构的上面板2的下面板3之间通过焊接的方式连接，焊接后的上面板2和下面板3之间形成一个封闭的单元，位于上面板2下方和下面板3上方的型槽7位于上面板2和下面板3之间封闭单元内部。

优选地，上面板2和下面板3为金属材料制作而成，如不锈钢板，且不锈钢板经过海水防腐蚀和防锈处理。

具体地，如图2和图5所示，光伏面板6与光伏浮体的上面板2之间通过层压的方式连接，使得上面板2和光伏面板6成为一个整体结构，在进行层压时，光伏面板6的四周及底面与上面板2相接触。层压后上面板2和光伏面板6之间相互固定连接，避免了光伏面板6在海上漂浮时脱落和松动的问题，保障了光伏发电的效率。优选地，层压后光伏面板6的高度与上面板2的高度一致，也即光伏面板6的上表面与上面板2的上表面齐平；优选在光伏面板6与上面板2相接触的部位设置有防水密封胶，避免了海水倒灌导致上面板2和下面板3之间发生锈蚀。

可选地，上面板2和下面板3之间焊接连接后可为开放式结构，也即上面板2和下面板3之间仅焊接部分相互接触的表现与多个相互接触的位于上表面和下表面的型槽7，或通过金属件上上面板2和下面板3连接后进行焊接固定。

具体地，如图3、图4和图5所示，浮体的上面板2和下面板3上均固定设置有多个型槽7。具体地，型槽7的数量包括但不限于一个或多个，可设置为一个，也可设置为多个，当有多个型槽7在上面板2和下面板3上时，多个型槽7在上面板2和下面板3上间隔均匀分布。优选地，型槽7设置于上面板2的下方和下面板3的上方，如此设置，使得型槽7位于上面板2和下面板3之间，进一步保障了上面板2和下面板3的强度，从而增强了光伏浮体的强度。

具体地，如图6所示，铰接式连接器5在单个光伏浮体上的数量为多个，优选多个铰接式连接器5在光伏浮体模块1的外周，也即，光伏浮体模块1的四周设置多个铰接式连接器5，优选在位于光伏浮体系统中处于中间位置的单个光伏浮体模块1的四周，在每个侧面上设置至少两个铰接式连接器5，且铰接式连接器5在侧边上均匀间隔设置，

优选地，铰接式连接器5连接于两个光伏浮体模块1之间时，铰链式连接器的一端连接于一个光伏浮体模块1上，铰链式连接器的另一端连接于另一个光伏浮体模块1上；当铰链式连接器位于最外侧时，铰链式连接器的一端连接于单个光伏浮体模块1上，另一端与连接件4的一端固定连接。优选铰链式连接器连接于光伏浮体模块1的中部，与光伏浮体模块1之间采用螺纹连接，或焊接连接或挂钩的方式连接。具体地，铰链式连接器优选为合页状结构的连接器，但合页的长度和较大，且合页的两部分可沿着合页的轴旋转360度；可选地，铰接式连接器5为弹簧式结构，也即在弹簧的两端分别固定防锈个防腐蚀处理的管道，通过管道之间的弹簧来平衡和消除波浪引起的波动，使得光伏浮体模块1具有更好的波动性；可选地，铰链式连接器还可为在刚性管道或连杆之间设置万向节的结构，使得万向节的转向来平衡和缓解波浪引起的波动。如图1所示，以合页式的铰链式连接器5为例，在合页的两个开合边上分别设置有通孔，铰链式连接器5通过穿过合页上通孔的紧固螺栓9和紧固螺帽10将铰链式连接器5与光伏浮体模块固定连接，优选在合页的通孔的两侧分别设置有紧固垫片8，使得在连接合页式的铰链式连接器5连接的更加牢固可靠。

具体地，铰链式连接器连接于光伏浮体模块1上后，铰链式连接器的开合方向或移动方向为上下方向，也即与海面上海水波浪的起伏方向相一致，如此设置，使得光伏浮体在海面上漂浮时，能够通过铰链式连接器缓冲和吸收波浪造成的上下起伏，使得光伏浮体系统具备更好的耐波性。

具体地，如图4所示，型槽7在上面板2和下面板3上的方向为任意方向，型槽7的数量为多个，多个型槽7在上面板2和下面板3上均匀分布。优选地，型槽7在上面板2和下面板3上的分布方向为45度或90度。

具体地，型槽7的形状为三角形、矩形、梯形、半圆形或弧形中的任意一种。优选型槽7的形状为矩形结构，如图5所示，矩形结构的型槽7可以为单个的矩形波状的结构，或矩形的管状结构，型槽7在上面板2和下面板3上可通过焊接的方式连接，或在上下面板3上设置一体成型的型槽7，使得上面板2或下面板3上具有三角形、矩形、梯形、半圆形或弧形中的任意一种形状的凸起或凹陷。

优选地，上面板2的型槽7和下面板3的型槽7方向相互交错。如此设置，一方面增大了上面板2和下面板3之间的空隙，使得单个的光伏浮体模块1具有更好的漂浮性；另一方面，增加了光伏浮体模块1的强度，从而使得光伏浮体模块1在海上漂浮过程中能够承受较大的弯矩，不易损坏。

具体地，上面板2上设置光伏面板6的数量为1个或多个，一个或多个光伏面板6与上面板2之间通过层压的方式连接；优选地，每个上面板2上设置有一个光伏面板6，光伏面板6的大小与上面板2的大小相同。

具体地，连接件4为经过防锈和防腐处理的铰链或钢链。

优选地，同一个光伏浮体模块1的上面板2和下面板3之间的型槽7形状相同。

具体地，单个光伏组浮体模块的形状包括但不限于圆形、半圆形、扇形或多边形，所组成的光伏浮体系统也不限于，圆形或多边形；优选单个光伏浮体模块1为矩形结构，所组成的光伏浮体系统为矩形结构。

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。