通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，该系统由多个光伏发电单元拼接而成，光伏发电单元包括两个主浮体和组件支撑浮体，主浮体长度方向的两端表面分别设置有高位限位板和低位限位板，组件支撑浮体为顶面敞开的方体，组件支撑浮体的两端面为弓形面，主浮体宽度方向的两个侧壁均开设有与弓形面配合凹面，组件支撑浮体一端的弓形面顶部两端分别设置有高位立柱，另一端的弓形面顶部两端分别设置有倒L形压块，高位立柱和倒L形压块上设置有光伏组件。本实用新型专利技术降低了组件支撑浮体的强度要求，可简化组件支撑浮体的形式，降低造价，其增强了水面光伏发电系统的整体稳定性，可减弱光伏组件的摆动幅度，提高发电量。

Coupled surface photovoltaic power generation system with main floating body and supporting floating body

The utility model discloses a channel of the main floating body and the support surface of floating body coupled photovoltaic power generation system, the system consists of a plurality of photovoltaic power generation unit splicing, photovoltaic power generation unit includes two main components supporting floating body and a floating body, both ends of the length direction of the main surface of the floating body are respectively provided with a high limit board and low limit plate, support assembly for a floating body top surface of the open square, both ends of the surface of the floating body is arch support assembly, the two side wall of the main floating body in the width direction are respectively provided with a concave surface with the bow and bow, both ends of top end components supporting floating body are respectively provided with a high column at both ends, the other end of the arch top are respectively provided with inverted L shape block, high column and inverted L shape block is arranged on the PV module. The utility model reduces the requirement of component support floating body strength, can simplify the assembly support floating body, reduce the cost, enhance the overall stability of the surface photovoltaic system, the amplitude of swing can weaken the photovoltaic module, improve power generation.

【技术实现步骤摘要】
通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统
本技术涉及光伏发电领域，具体地指一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统。
技术介绍
太阳能作为人类理想的清洁能源，对构建低碳社会做出了重要贡献。随着光伏技术的不断成熟，光伏发电日渐成为新能源发电的主力军。但由于光伏电站占地面积大，不能合理配置土地资源，因此利用水面空间建设水上光伏是对资源的优化利用，既可合理利用土地资源、提高发电量，又可保护水体环境、减少浮尘。水面漂浮式光伏电站利用浮管、浮箱等作为浮体，将其本身作为支架或在浮体上搭建支架，将光伏组件支撑起一定角度从而实现发电功能。由于水面漂浮光伏电站建成后常年漂浮于水面上，因此对浮体和支架材料的防水防腐蚀要求较高，加之水面漂浮式光伏电站建设、运维难度相对较大，造成水面漂浮式光伏电站项目综合开发成本高。这成为了遏制水面漂浮式光伏电站推广和发展的瓶颈。此外，目前已建成的水面漂浮式光伏电站大都地处内陆湖泊、水库、鱼塘等静止水面地区，而对于河流、海上等地区的漂浮式光伏电站，如何在流动水面情况下保证光伏电站的稳定性和安全性也是非常关键的问题。目前，水面漂浮式光伏电站浮体专利已经有很多，但大都未解决以上所提出的问题。如CN103516298A公开了一种用于平静水面的浮体光伏系统，利用浮箱及支架将光伏组件支撑在水面上。但该专利仅提供了浮体的概念设计，并未详细描述浮体的连接方式、稳定性、可维护性等重要特征；CN105119558A公开了一种模块化水上光伏阵列，利用在浮体上安装连接机构支撑光伏组件，但该专利未考虑光伏组件维护通道，不利于电站的后期维护；CN105790682A、CN204886790、CN204947966U、CN204947983U、CN105162399A、CN205105144U、CN204836054U等专利公开的水面光伏发电系统类似，均将浮体与支架合并构成一体化的光伏组件支撑结构，并设计了人行通道便于维护，但这些专利中每个光伏组件平均占用了3块甚至更多的浮体结构，使得光伏电站成本增加，不利于水面漂浮式光伏电站的商业化推广应用；申请号为2016103175562的中国专利技术专利公开了一种L型水面光伏发电系统的浮体，这种浮桶采用左右支撑光伏组件的形式，并利用钢材与钢管紧固形成阵列，增强了浮体系统的整体稳定性。但此专利中钢材位置处于水面附近，容易对钢结构产生腐蚀损坏，并且浮体结构过道单薄且间隔较大，不易于施工和维护；US2014224165A1、CN105186968A公开了一种光伏浮体，利用连接耳将第一组件支撑浮体与第二组件支撑浮体相互连接，形成了水面光伏电站的浮体与通道，并都利用轨道式卡件将光伏组件固定于第一组件支撑浮体上。但这种光伏浮体的第一组件支撑浮体体积较大，制造成本较高；连接耳连接方式中，连接耳作为应力集中点，承载了浮体之间全部应力，容易损坏；浮体设计倾角较低，难以适用于高维度地区；平均每块光伏组件需要安装16个零部件，安装过程复杂，人工成本高；浮体未考虑放置电缆功能，使用过程中需额外铺设大量浮体作为电缆通道，平均每块光伏组件占用浮体总质量约20.8kg，成本较高。目前水面光伏电站建设成本较高，且水上安装难度较地面更大，因此如何简化浮体结构，降低浮体、部件及安装成本，提高光伏电站的可维护性，合理设置电缆通道是目前水面漂浮式光伏电站持续发展中需要考虑和解决的问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、安装便宜、成本低、稳定性好、更换方便的通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统。为实现上述目的，本技术提供的一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，所述水面光伏发电系统由多个光伏发电单元拼接而成，所述光伏发电单元包括两个主浮体和组件支撑浮体且主浮体和组件支撑浮体采用插槽-连接耳方式进行深度耦合连接，所述组件支撑浮体安装于两个主浮体之间，所述主浮体为封闭的方体，所述主浮体长度方向的两端表面分别设置有高位限位板和低位限位板，所述主浮体的高位限位板与另一个主浮体的低位限位板配合固定，所述组件支撑浮体为顶面敞开的方体，所述组件支撑浮体的两端面为弓形面，所述弓形面的两端设置有咬合柱，所述主浮体宽度方向的两个侧壁均开设有与弓形面配合凹面，所述凹面两侧开设有用于安装咬合柱的圆弧槽，所述组件支撑浮体一端的弓形面顶部两端分别设置有高位立柱，另一端的弓形面顶部两端分别设置有倒L形压块，所述高位立柱和倒L形压块上设置有光伏组件。所述光伏组件通过插槽-反扣式连接固定于组件支撑浮体上，所述主浮体作为人行通道，主浮体之间耦合相连，保证通道的连续性。倒L形压块厚度不宜超过20mm，防止遮挡光伏组件。光伏组件也可通过轨道式卡件、压片式等多种连接方式与支撑件固定支撑。进一步地，所述咬合柱外壁与组件支撑浮体侧壁形成整体平面，所述咬合柱内壁为半弧面，所述咬合柱内壁与弓形面连接形成凹弧面，所述咬合柱顶部设置有连接耳，且所述连接耳外壁与咬合柱外壁重合，所述咬合柱下端设置有凸起。连接耳和凸起可增加主浮体与组件支撑浮体之间的咬合体积，增强了整体稳定性；再进一步地，所述圆弧槽的形状与咬合柱相同，所述圆弧槽顶部设置有与连接耳配合固定的固定耳，所述圆弧槽和凹面底部设置有压台，所述圆弧槽底部的压台上开设有插孔，所述插孔固定凸起。起部分高度略大于插孔深度，防止意外脱扣；咬合柱与圆弧槽配合可增加主浮体与组件支撑浮体之间的咬合体积，增强了整体性和稳定性；咬合部分体积占比以5％至20％为宜，过小会造成应力集中，过大会影响组件支撑浮体浸水体积，影响浮力；再进一步地，所述主浮体一侧的长度方向的两端设置有一对限位块，所述高位限位板和低位限位板上对称开设有两个固定孔。限位挡块对光伏组件限位，限位挡块厚度设置不宜超过50mm，防止遮挡光伏组件；再进一步地，所述主浮体底部的中轴线上开设有一条凹条，所述圆弧槽两侧的主浮体底部设置有垂直于凹条的凹槽。凹条和凹槽可加固下表面结构、增加浮体亲水面积，并可作为流水孔，减小风浪对浮体的动载荷。再进一步地，所述组件支撑浮体两侧壁的顶部表面均开设有条形槽，所述组件支撑浮体两侧壁的顶部表面开设有多个垂直于条形槽的沉降凹槽。沉降凹槽可放置电缆，并设置沉降凹槽便于铺设板状过道；再进一步地，所述条形槽上铺设有通道栅格板。通道栅格板保证人行通道的连续性；再进一步地，所述组件支撑浮体两侧壁的底面垂直于侧壁的开设有多个弧形凹槽。弧形凹槽可加固下表面结构、增加浮体亲水面积，并可作为流水孔，减小风浪对浮体的动载荷。再进一步地，所述高位立柱的顶部为斜面，所述高位立柱顶部外壁上设置有倾斜的反扣板，所述反扣板与高位立柱顶面形成一条隙缝，所述光伏组件的侧壁上对称设置有与反扣板配合固定的限位螺栓，所述反扣板上开设有螺栓孔。本技术还提供了一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统的安装方法，包括以下步骤：a主浮体的高位限位板与另一个主浮体的低位限位板配合，并高位限位板的固定孔与低位限位板的固定孔通过螺栓连接固定；形成多排主浮体组件；b将组件支撑浮体一端的弓形面与主浮体一侧面的凹面配合安装并固定在压台上，弓形面两端的咬合柱插入圆弧槽内，咬合柱下端设置有凸起插入插孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，其特征在于：所述水面光伏发电系统由多个光伏发电单元拼接而成，所述光伏发电单元包括两个主浮体(1)和组件支撑浮体(2)，所述组件支撑浮体(2)安装于两个主浮体(1)之间，所述主浮体(1)为封闭的方体，所述主浮体(1)长度方向的两端表面分别设置有高位限位板(1.1)和低位限位板(1.2)，所述主浮体(1)的高位限位板(1.1)与另一个主浮体(1)的低位限位板(1.2)配合固定，所述组件支撑浮体(2)为顶面敞开的方体，所述组件支撑浮体(2)的两端面为弓形面(2.1)，所述弓形面(2.1)的两端设置有咬合柱(2.2)，所述主浮体(1)宽度方向的两个侧壁均开设有与弓形面(2.1)配合凹面(1.3)，所述凹面(1.3)两侧开设有用于安装咬合柱(2.2)的圆弧槽(1.4)，所述组件支撑浮体(2)一端的弓形面(2.1)顶部两端分别设置有高位立柱(2.3)，另一端的弓形面(2.1)顶部两端分别设置有倒L形压块(2.4)，所述高位立柱(2.3)和倒L形压块(2.4)上设置有光伏组件(3)。

【技术特征摘要】
1.一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，其特征在于：所述水面光伏发电系统由多个光伏发电单元拼接而成，所述光伏发电单元包括两个主浮体(1)和组件支撑浮体(2)，所述组件支撑浮体(2)安装于两个主浮体(1)之间，所述主浮体(1)为封闭的方体，所述主浮体(1)长度方向的两端表面分别设置有高位限位板(1.1)和低位限位板(1.2)，所述主浮体(1)的高位限位板(1.1)与另一个主浮体(1)的低位限位板(1.2)配合固定，所述组件支撑浮体(2)为顶面敞开的方体，所述组件支撑浮体(2)的两端面为弓形面(2.1)，所述弓形面(2.1)的两端设置有咬合柱(2.2)，所述主浮体(1)宽度方向的两个侧壁均开设有与弓形面(2.1)配合凹面(1.3)，所述凹面(1.3)两侧开设有用于安装咬合柱(2.2)的圆弧槽(1.4)，所述组件支撑浮体(2)一端的弓形面(2.1)顶部两端分别设置有高位立柱(2.3)，另一端的弓形面(2.1)顶部两端分别设置有倒L形压块(2.4)，所述高位立柱(2.3)和倒L形压块(2.4)上设置有光伏组件(3)。2.根据权利要求1所述通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，其特征在于：所述咬合柱(2.2)外壁与组件支撑浮体(2)侧壁形成整体平面，所述咬合柱(2.2)内壁为半弧面，所述咬合柱(2.2)内壁与弓形面连接形成凹弧面，所述咬合柱(2.2)顶部设置有连接耳(2.21)，且所述连接耳(2.21)外壁与咬合柱(2.2)外壁重合，所述咬合柱(2.2)下端设置有凸起(2.22)。3.根据权利要求2所述通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，其特征在于：所述圆弧槽(1.4)的形状与咬合柱(2.2)相同，所述圆弧槽(1.4)顶部设置有与连接耳(2.21)配合固定的固定耳(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海波，赵鑫，程卫民，袁博，喻飞，张涛，金乾，刘爽，苏毅，张顺，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42