一种海上漂浮式光伏结构及海上光伏系统

技术领域

本申请涉及海上光伏技术领域，尤其涉及一种海上漂浮式光伏结构及海上光伏系统。

背景技术

漂浮式光伏又称浮体光伏，简而言之，可以理解为将光伏组件搬到水面浮体上。其系统设置与地面安装有点类似，不同之处在于所有光伏组件、逆变器等电站设施都固定在浮动平台上，这种新式电站无需与居民抢夺宝贵的土地，而是转向水域，与路面形成优势互补，实现多元共赢。

现有技术中的漂浮式光伏方阵，容易受到海上极端天气的影响，风浪对较小单元的浮台可造成显著破坏。由此如何设计出能够抵御风浪的破坏的漂浮式光伏是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种海上漂浮式光伏结构及海上光伏系统，能够抵御风浪的破坏，使得风浪对于浮台的破坏性更小。

第一方面，本申请实施例提供了一种海上漂浮式光伏结构，包括：

浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门；

所述支撑基台固定于所述浮体基台上；

在所述浮体基台的边缘配置基台插板，用于与其他基台进行插接；

所述光伏组件安装在所述支撑基台具有坡度的表面上；

所述反光导水板设置于所述支撑基台表面；

所述通风腔分布于所述支撑基台内，形成环形开放腔体；

所述中心排水孔位于所述支撑基台的上表面的最低点；

所述通风孔分布于所述支撑基台的中心；

所述集水舱布置于浮体基台内，利用所述阀门收集水。

可选的，所述漂浮式光伏结构还包括：

侧壁，所述侧壁安置于所述支撑基台的侧面；

维修步道，所述维修步道安置于所述支撑基台的表面；

围栏，所述围栏设置于所述维修步道两侧。

可选的，所述侧壁采用光滑材质。

可选的，所述浮体基台包括六个侧面，以便所述浮体基台利用基台插板进行无缝插接，连成整体。

可选的，在所述浮体基台六个侧面中相隔的三个侧面设置基台插板。

可选的，在所述通风腔内设置逆变器、汇流箱和集电线路。

可选的，在所述通风孔的四周设置阻水装置，以避免收集的水灌入所述通风口。

可选的，所述支撑基台与浮体基台采用活动连接或固定连接的方式进行连接。

可选的，所述反光导水板以预设倾斜角度设置于所述支撑基台表面。

第二方面，本申请实施例提供了一种海上光伏系统，所述海上光伏系统包括第一方面任意一项所述的海上漂浮式光伏结构。

本申请实施例提供了一种海上漂浮式光伏结构及海上光伏系统。该海上漂浮式光伏结构，包括：浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门；所述支撑基台固定于所述浮体基台上；在所述浮体基台的边缘配置基台插板，用于与其他基台进行插接；所述光伏组件安装在所述支撑基台具有坡度的表面上；所述反光导水板设置于所述支撑基台表面；所述通风腔分布于所述支撑基台内，形成环形开放腔体；所述中心排水孔位于所述支撑基台的上表面的最低点；所述通风孔分布于所述支撑基台的中心；所述集水舱布置于浮体基台内，利用所述阀门收集水。这样，该海上漂浮式光伏结构通过配置浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门以完成海上作业；并通过在浮体基台的边缘配置基台插板，与其他基台进行插接，以形成大规模成片海上漂浮式光伏阵列群，相互插接的基台可以缓冲海浪对基台的影响，进而能够抵御风浪的破坏，使得风浪对于浮台的破坏性更小。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种海上漂浮式光伏结构的剖面示意图；

图2为本申请实施例提供的一种海上漂浮式光伏结构俯视图；

图3为本申请实施例提供的另一种海上漂浮式光伏结构的剖面示意图；

图4为本申请实施例提供的一种海上漂浮式光伏单元插接结构示意图。

具体实施方式

漂浮式光伏又称浮体光伏，简而言之，可以理解为将光伏组件搬到水面浮体上。其系统设置与地面安装有点类似，不同之处在于所有光伏组件、逆变器等电站设施都固定在浮动平台上，这种新式电站无需与居民抢夺宝贵的土地，而是转向水域，与路面形成优势互补，实现多元共赢。

现有技术中的漂浮式光伏方阵，容易受到海上极端天气的影响，风浪对较小单元的浮台可造成显著破坏。由此如何设计出能够抵御风浪的破坏的漂浮式光伏是本领域技术人员亟需解决的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种海上漂浮式光伏结构及海上光伏系统。该海上漂浮式光伏结构，包括：浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门；所述支撑基台固定于所述浮体基台上；在所述浮体基台的边缘配置基台插板，用于与其他基台进行插接；所述光伏组件安装在所述支撑基台具有坡度的表面上；所述反光导水板设置于所述支撑基台表面；所述通风腔分布于所述支撑基台内，形成环形开放腔体；所述中心排水孔位于所述支撑基台的上表面的最低点；所述通风孔分布于所述支撑基台的中心；所述集水舱布置于浮体基台内，利用所述阀门收集水。这样，该海上漂浮式光伏结构通过配置浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门以完成海上作业；并通过在浮体基台的边缘配置基台插板，与其他基台进行插接，以形成大规模成片海上漂浮式光伏阵列群，相互插接的基台可以缓冲海浪对基台的影响，进而能够抵御风浪的破坏，使得风浪对于浮台的破坏性更小。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1为本申请实施例提供的一种海上漂浮式光伏结构的剖面示意图，该海上漂浮式光伏结构包括：

浮体基台(1)、支撑基台(2)、通风腔(4)、光伏组件(6)、反光导水板(8)、中心排水孔(9)、基台插板(10)、通风孔(11)、集水舱(12)、阀门(13)；并且所述支撑基台(2)固定于所述浮体基台(1)上；在所述浮体基台(1)的边缘配置基台插板(10)，用于与其他基台进行插接；所述光伏组件(6)安装在所述浮体基台(1)具有坡度的表面上；所述反光导水板(8)设置于所述支撑基台(2)表面；所述通风腔(4)分布于所述支撑基台(2)内，形成环形开放腔体；所述中心排水孔(9)位于所述支撑基台(2)的上表面的最低点；所述通风孔(11)分布于所述支撑基台(2)的中心；所述集水舱(12)布置于浮体基台内，利用所述阀门(13)收集水。

具体的，所述支撑基台(2)可以以硬连接的方式固定在所述浮体基台(1)上。在实际应用场景中，可以预先将各个组件安装在支撑基台(2)上，然后将支撑基台(2)安装至浮体基台(1)上；也可以先将支撑基台(2)安装至浮体基台(1)上，再将各个组件安装至支撑基台(2)上。以硬连接的方式将支撑基台(2)安装至浮体基台(1)上，方便支撑基台(2)的拆卸工作，进一步方便浮体基台(1)以及支撑基台(2)的维修工作。并且，所述支撑基台(2)四周呈一定坡度，并预留连接点，光伏组件(6)和导轨可直接顺坡面进行布置和安装。

可以理解的是，建设光伏电站需要采用漂浮式基台，利用海上风电有限的浮台或附属装置，无法实现光伏电站成片大规模安装。并且现有技术中现有的漂浮式光伏方阵，容易受到海上极端天气的影响，风浪对较小单元的浮台可造成显著破坏。一方面，现有技术中的漂浮式光伏方阵并不能大规模安装，也就使得漂浮式光伏方阵以较小的单元存在，当遇到海上极端天气时，受极端天气的影响，风浪会对以较小的单元存在的漂浮式光伏方阵造成显著的破坏；另一方面，漂浮式光伏方阵并不是采用的拼接结构，难以对风浪产生缓冲作用，即不能减少风浪对漂浮式光伏方阵的破坏。而本申请实施例提供的海上漂浮式光伏结构中，在所述浮体基台(1)的边缘配置基台插板(10)，所述基台插板(10)用于与其他基台进行插接；可以理解的是，多个基台可根据基台插板(10)进行插接，以连接成基台群体。这样，不仅具有较大的基台群，以抵御海浪的冲击；各个基台以拼接的形式进行连接，拼接的结构具有对风浪进行缓冲的作用，进一步减少了风浪的破坏。

参见图2，图2为本申请实施例提供的一种海上漂浮式光伏结构俯视图，图2示出了所述基台插板(10)设置于所述浮体基台(1)的边缘。

进一步地，所述光伏组件(6)安装在所述支撑基台(2)具有坡度的表面上；光伏组件(6)安装于每个支撑基台(2)的坡面，便于雨水清洁组件，并通过导流装置搜集淡水，以供工作人员的生活使用，并可为光伏阵列维护提供淡水。其中，所述光伏组件(6)所在支撑基台(2)的表面的坡度具体根据实际情况进行设置，此处不做具体的限定。

进一步地，所述反光导水板(8)设置于所述支撑基台(2)表面；具体的，支撑基台(2)内表面以较大倾角设置一圈反光导水板(8)，反光导水板(8)可将直射光反射回组件阵列表面，增加入射光的吸收利用。

进一步地，所述通风腔(4)分布于所述支撑基台(2)内，形成环形开放腔体，能够及时从内部带走光伏阵列产生的热量。

进一步地，所述中心排水孔(9)位于所述支撑基台(2)的上表面的最低点；所述中心排水孔(9)是整个支撑基台(2)上面的最低点，支撑基台(2)内接收到的雨水可汇集此处排下。并且所述集水舱(12)布置于浮体基台内，利用进水、排水阀门(13)控制雨水的收集和排出。

进一步地，所述通风孔(11)分布于所述支撑基台的中心；参见图2，图2中示出了通风孔(11)的分布示意图，可使海洋上较低温度的风上下对流，避免长期日晒导致的光伏阵列区域高温集聚，以保持光伏阵列区域较低的环境温度。

需要说明的一点是，上述组件可以采用预装方式在支撑基台(2)上安装完毕，再通过海运到达安装现场，直接将支撑基台(2)吊装到浮体基台(1)上固定。

本申请实施例提供了一种海上漂浮式光伏结构及海上光伏系统。该海上漂浮式光伏结构，包括：浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门；所述支撑基台固定于所述浮体基台上；在所述浮体基台的边缘配置基台插板，用于与其他基台进行插接；所述光伏组件安装在所述支撑基台具有坡度的表面上；所述反光导水板设置于所述支撑基台表面；所述通风腔分布于所述支撑基台内，形成环形开放腔体；所述中心排水孔位于所述支撑基台的上表面的最低点；所述通风孔分布于所述支撑基台的中心；所述集水舱布置于浮体基台内，利用所述阀门收集水。这样，该海上漂浮式光伏结构通过配置浮体基台、支撑基台、通风腔、光伏组件、反光导水板、中心排水孔、基台插板、通风孔、集水舱、阀门以完成海上作业；并通过在浮体基台的边缘配置基台插板，与其他基台进行插接，以形成大规模成片海上漂浮式光伏阵列群，相互插接的基台可以缓冲海浪对基台的影响，进而能够抵御风浪的破坏，使得风浪对于浮台的破坏性更小。

进一步地，本申请可选的实施例，该漂浮式光伏结构还可以包括以下组件：

参见图3，图3为本申请实施例提供的另一种海上漂浮式光伏结构的剖面示意图。该图示出了该海上漂浮式光伏结构还可以包括侧壁(3)、维修步道(5)以及围栏(7)等组件。

关于侧壁(3)，所述侧壁(3)安置于所述支撑基台(2)的侧面；并且浮体基台(1)和支撑基台(2)的结构可以设置为，支撑基台(2)的体积大于浮体基台(1)的体积，并且形成倒三角的形状，这样可以减少基台受海上浮游动植物的影响。例如藤壶等动植物会顺着浮台蔓延，并可附着在光伏组件表面，清洁运维难度很大。本申请实施例中采用浮体基台(1)与支撑基台(2)采用上大下小的结构，可以减少浮游植物的攀爬；以及减少浮游动物的附着，进一步减少基台的清洁运维难度。

关于维修步道(5)，所述维修步道(5)安置于所述支撑基台(2)的表面；该维修步道(5)用于方面维修人员进行后续的维修工作。

关于围栏(7)，所述围栏(7)设置于所述维修步道(5)两侧，该围栏(7)用于将维修步道(5)与其他组件隔离开，以免维修人员在进行维修工作时，对其他器件产生损坏；并且避免维修人员在进行维修工作时，其他组件的意外脱落对维修人员造成伤害。进一步地，该围栏(7)可用于固定安全带等设施设备，以进一步保障运维人员的安全。

进一步地，本申请可选的实施例，上述实施例提及的安置于所述支撑基台(2)的侧面的侧壁(3)，可采用特殊的光滑材质，以此结合基台的上大下小的结构，来进一步地减少浮游植物的攀爬；以及进一步地减少浮游动物的附着，进一步减少基台的清洁运维难度。

进一步地，本申请可选的实施例，浮体基台(1)可采用横截面为六边形的基台，可以理解为所述浮体基台(1)具有六个侧面。

在一种可能的实现方式中，浮体基台(1)可采用横截面为正六边形的基台，这样所述浮体基台(1)就具有六个相同的侧面。这样就可以在所述浮体基台(1)的六个侧面中相隔的三个侧面分别设置基台插板(10)，可以理解为，在均匀相隔120°的三条边上配置凸出的基台插板(10)。这样在不同的基台之间进行插接时，就可以实现无缝隙的插接，以连成一个无缝隙的整体。

参见图4，图4为本申请实施例提供的一种海上漂浮式光伏单元插接结构示意图。图4中的海上漂浮式光伏单元通过插接后形成一个整体，以此来抵御海浪的冲击；利用插接结构对海浪形成缓冲，进一步减少海浪对基台产生的破坏。

进一步地，不同的基台利用基台插板(10)进行插接之后，可利用基台边缘形状自身限位紧固，也可采用螺栓等硬连接方式进行锁紧。如此可以使得基台的拼接结构更加的牢固。

进一步地，本申请可选的实施例，还可以在通风腔(4)内设置逆变器、汇流箱和集电线路。具体的，逆变器用于将直流电(DC)转换为交流电(AC)。逆变器的主要用于将太阳能电池板等直流电源转换为可用于家庭、商业或工业用途的交流电。并且逆变器可以选择散热性能好、噪音小、电磁干扰小的逆变器，以减少对周围环境的影响。更进一步地，在通风腔(4)内设置逆变器就可以起到很好的散热作用，有利于提高逆变器的工作效率。

汇流箱在光伏发电系统中是保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。该装置能够保障光伏系统在维护、检查时易于切断电路，当光伏系统发生故障时减小停电的范围。

进一步地，本申请可选的实施例，还可以在所述通风孔(11)的四周设置阻水装置，以避免收集的雨水灌入所述通风口。例如，可以在所述通风孔(11)的四周设置涂有防水材料的防水挡板，可以有效的阻挡收集的雨水灌入所述通风口(11)。

进一步地，本申请可选的实施例，所述支撑基台(2)与浮体基台(1)可以采用活动连接的方式进行连接，或者采用固定连接的方式进行连接。其中，所述支撑基台(2)与浮体基台(1)采用活动连接的方式进行连接，可以理解为所述支撑基台(2)为可拆卸设计，便于整体维修或更换。如果所述支撑基台(2)与浮体基台(1)采用固定连接的方式进行连接，可以使得所述支撑基台(2)与浮体基台(1)连接的更加牢固。

进一步地，本申请可选的实施例，该海上漂浮式光伏结构中，所述反光导水板(8)可以以预设倾斜角度设置于所述支撑基台(2)的表面。具体的，所述反光导水板(8)可以以预设倾斜角度设置在所述支撑基台(2)的表面，并且在所述围栏(7)内；由于预设倾斜角度使得具有一定的坡度，一方面有利于将入射光反射到对侧光伏阵列表面；另一方面也可起到驱鸟的作用。可以理解的是，预设倾斜角度可以根据实际情况进行设定，在此不做具体的限定。

上述实施例示出了一种海上漂浮式光伏结构，该海上漂浮式光伏结构具有以下优点：

(1)采用六边形的浮台，便于互相铆合，形成大规模成片海上漂浮式光伏阵列群；并且六边形的结构更加稳定。

(2)通过大规模互相连接，浮体基台可承受海上极端天气的冲击。

(3)充分利用海上较低温度，增强光伏电站散热能力，降低环境温度。

(4)搜集更多的入射光，提升电站单位装机容量的发电量。

(5)通过紧密铆接，避免水生动植物对浮体的侵扰，浮体V字形边缘，并采用防滑材料，进一步阻滞水生动植物蔓延。

综上，本申请实施例提供的海上漂浮式光伏结构为漂浮式基台、光伏电站、驱鸟、水生动植物防止、集水等一系列功能的集成。并且基台间可自由连接，并形成紧凑的大型方阵。连接方式多样，基台形状多样。而且光伏阵列安装区采用通风孔、通风腔等多种有效通风措施保障组件散热。并且该海上漂浮式光伏结构采用了重复利用入射光的设施，增加了发电区域辐射量。进一步的，所述漂浮式基台安装方式包括预装和现场安装。预装式可实现电站的充分集成，包括电缆敷设。支撑基台可整体运输并完成与浮体基台的安装连接。基台单元之间可有便捷的电缆连接端口进行电缆的连接或电缆的接续敷设。并且该海上漂浮式光伏各部件均采用有效的防腐措施，可以增加海上漂浮式光伏各部件的使用寿命。

本申请实施例还提供了一种海上光伏系统，该海上光伏系统包括上述实施例所述的海上漂浮式光伏结构。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于结构实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见结构实施例的部分说明即可。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。