一种漂浮式海上光伏发电平台制造技术

本发明专利技术公开了一种漂浮式海上光伏发电平台，包括平台框架，潜水浮筒，水面浮筒，悬挂架，支撑浮子，光伏板框架，光伏板，桩基础和张力腿；所述平台框架包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，上层框架和下层框架之间通过立柱连接；所述潜水浮筒固定连接在所述下层框架上；所述水面浮筒固定连接在所述立柱的顶部；所述支撑浮子沿所述平台框架的纵向布置；所述悬挂架布置在支撑浮子的顶面上和上层框架的纵向边框上；所述光伏板框架沿平台框架的横向布置，其两端分别通过弹簧连接在悬挂架上。本发明专利技术在具备经济可行性与施工便利性的前提下，提高平台抵抗风、浪、流荷载的能力，以实现水上漂浮式光伏发电平台在海洋开放水域的应用。

A floating offshore photovoltaic power generation platform

The invention discloses a floating offshore photovoltaic power generation platform, which comprises a platform frame, a diving buoy, a water surface buoy, a suspension frame, a support float, a photovoltaic panel frame, a photovoltaic panel, a pile foundation and a tension leg; the platform frame comprises an upper frame above the water surface and a lower frame below the water surface, and the upper frame and the lower frame are connected by columns; and The submersible buoy is fixedly connected to the lower frame; the water buoy is fixedly connected to the top of the column; the supporting float is arranged longitudinally along the platform frame; the suspension frame is arranged on the top surface of the supporting float and the longitudinal frame of the upper frame; the photovoltaic panel frame is arranged transversely along the platform frame, and the two ends are respectively connected to the suspension frame by springs Up. Under the premise of economic feasibility and construction convenience, the invention improves the ability of the platform to resist wind, wave and current loads, so as to realize the application of the floating photovoltaic power generation platform in the open sea area.

【技术实现步骤摘要】
一种漂浮式海上光伏发电平台
本专利技术涉及海上光伏发电技术，特别涉及一种预应力拉索框架悬挂式海上浮式光伏发电平台。
技术介绍
近年来，太阳能光伏发电作为一种绿色清洁可再生能源发展迅速。但由于陆上太阳能光伏发电需要占用较大的土地面积和土地资源的稀缺性，使得陆上太阳能光伏发电站的发展受到较大限制，目前大多数陆上太阳能光伏发电站多建立在远离用电中心的荒漠地区，而这使得太阳能光伏发电的用电成本大大增加，从而也制约了太阳能光伏发电的发展。针对于太阳能光伏发电占用土地资源较多与距离用电中心较远的问题，水上太阳能光伏发电可以很好地解决，此外，水上太阳能光伏发电还具有发电效率高，生态友好，可与养殖业协同发展等优势。但水上太阳能光伏发电面临着适宜开发的封闭水域面积不足的问题，要使水上太阳能光伏发电得到规模化发展，开发海洋水域的水上太阳能光伏发电是必由之路。海上太阳能光伏发电平台由于处于海洋开放水域，相较于目前在封闭水域的水上太阳能光伏发电平台，海上太阳能光伏发电平台面临着更为恶劣的环境荷载，其设计要求自然与封闭水域的水上太阳能光伏发电平台存在较大差异，因此，开发新型的海上太阳能光伏发电平台对于太阳能光伏发电事业的发展具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种预应力拉索框架悬挂式海上浮式光伏发电平台，使其相对于目前的水上漂浮式光伏发电平台，在具备经济可行性与施工便利性的前提下，提高平台抵抗风、浪、流荷载的能力，以实现水上漂浮式光伏发电平台在海洋开放水域的应用。>本专利技术所采用的技术方案是：一种漂浮式海上光伏发电平台，包括：平台框架，包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，所述上层框架和所述下层框架之间通过立柱连接；潜水浮筒，所述潜水浮筒固定连接在所述下层框架上；水面浮筒，所述水面浮筒固定连接在所述立柱的顶部；支撑浮子，所述支撑浮子沿所述平台框架的纵向布置，所述支撑浮子通过预应力浮子定位缆固定连接在所述平台框架内；悬挂架，在所述支撑浮子的顶面上和所述上层框架的纵向边框上布置所述悬挂架，所述悬挂架沿所述平台框架的纵向布置；光伏板框架，所述光伏板框架沿所述平台框架的横向布置，所述光伏板框架的两端分别通过弹簧连接在所述悬挂架上；光伏板，所述光伏板固定连接在所述光伏板框架上；桩基础，所述桩基础固定在海床内；以及，张力腿，所述张力腿的一端与所述桩基础固定连接、另一端与所述下层框架固定连接。进一步地，光伏发电平台还包括运维通道，所述运维通道由位于同一个所述支撑浮子上前后相邻的两个所述光伏板框架之间的钢板组成，所述钢板的前后两端分别铰接于前后相邻的两个所述光伏板框架上；所述钢板沿所述光伏板框架的横向均匀分布。进一步地，所述平台框架为防腐钢管焊接而成的矩形钢框架结构。进一步地，所述潜水浮筒为圆柱形薄壁钢筋混凝土浮筒，所述潜水浮筒的母线与所述下层框架的钢管平行，所述潜水浮筒与所述下层框架的钢管浇筑为一体。进一步地，所述水面浮筒为聚乙烯浮筒，所述水面浮筒的母线与所述立柱平行。进一步地，所述支撑浮子为薄壁钢筋混凝土浮体结构，包括上钢筋混凝土平板、下钢筋混凝土平板和位于所述上钢筋混凝土平板与所述下钢筋混凝土平板之间的纺锤型浮箱。进一步地，所述预应力浮子定位缆为施加预应力的聚乙烯缆绳，包括与所述上层框架处于同一平面的上层预应力浮子定位缆和与所述下层框架处于同一平面的下层预应力浮子定位缆；所述上层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向上层定位缆本体和横向上层定位缆本体组成，所述纵向上层定位缆本体的两端固定连接在所述上层框架的横向布置钢管上，所述横向上层定位缆本体的两端固定连接在所述上层框架的纵向布置钢管上；所述支撑浮子的上钢筋混凝土平板穿设在所述纵向上层定位缆本体上，并且，所述纵向上层定位缆本体贯穿所述支撑浮子的上钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子的上钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向上层定位缆本体上；所述下层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向下层定位缆本体和横向下层定位缆本体组成，所述纵向下层定位缆本体与所述纵向上层定位缆本体上、下一一对应，所述横向下层定位缆本体与所述横向上层定位缆本体上、下一一对应；所述纵向下层定位缆本体的两端固定连接在所述下层框架的横向布置钢管上，所述横向下层定位缆本体的两端固定连接在所述下层框架的纵向布置钢管上；所述支撑浮子的下钢筋混凝土平板穿设在所述纵向下层定位缆本体上，并且，所述纵向下层定位缆本体贯穿所述支撑浮子的下钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子的下钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向下层定位缆本体上。进一步地，所述悬挂架为门式钢管框架支撑结构，所述悬挂架的框架内侧分布所述弹簧，所述弹簧的一端与所述悬挂架固定连接、另一端与所述光伏板框架的端部固定连接。进一步地，所述光伏板框架为由钢管和型钢焊接而成的直角三棱柱钢框架，所述光伏板放置在所述直角三棱柱钢框架的斜边上。进一步地，所述张力腿为预应力钢缆，所述张力腿与所述下层框架的连接处为所述下层框架的直角点。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种漂浮式海上光伏发电平台，因采取大跨度光伏板框架与支撑浮子相结合的设计思路，使得浮子的数量大大减少，在提高施工效率的同时，也避免了大量浮子之间的连接可靠度难以保证的问题，而且减小了浮子在水面波浪区的遮蔽面积，从而减小了平台所受的波浪荷载，进而降低了对平台锚固系统的荷载负担，增强了结构整体的安全性与可靠性。采用预应力浮子定位缆作为支撑浮子之间的连接方式，应力浮子定位缆是施加预应力的聚乙烯缆绳，缆绳两端系于外部框架上，且预应力浮子定位缆贯穿支撑浮子，使得浮子与浮子之间以及浮子与外周钢框架之间的连接更为可靠，并结合悬挂架与光伏板框架之间采用弹簧悬挂连接的设计，实现了浮子与浮子之间和浮子与框架之间的全自由度柔性连接，从而大大减小了弯矩荷载的影响，这既有利于材料的高效利用，又有利于提高平台的抗风浪能力。平台框架上所附的浮筒分为潜水浮筒和水面浮筒，两种浮筒共同为框架提供远大于框架自重的浮力，从而实现张力腿对张力的需求，而将浮筒分开设置，减少位于水面波浪区的浮筒，可减小平台所受的波浪荷载。由于该平台所需浮子数量较少，单个浮子体积较大，可采用薄壁钢筋混凝土制作浮子，相较于有机材料浮子具有经济性和耐久性的优势。受益于外周钢框架与高密度聚乙烯缆绳相结合的结构形式，可使结构具备足够的强度使其满足拖航的需求，从而可将大部分的平台施工工作在港口完成，减少海上作业时间。受益于光伏板在框架上的搭建方式，使水上光伏的光伏板实现最佳倾斜角度安置，提高光伏发电效率。附图说明图1：本专利技术一种漂浮式海上光伏发电平台结构示意图；图2：图1中A局部放大结构示意图；图3：图1中B局部放大结构示意图；图4：本专利技术的浮体部分结构示意图；...

【技术保护点】
1.一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，包括：/n平台框架(1)，包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，所述上层框架和所述下层框架之间通过立柱连接；/n潜水浮筒(2)，所述潜水浮筒(2)固定连接在所述下层框架上；/n水面浮筒(3)，所述水面浮筒(3)固定连接在所述立柱的顶部；/n支撑浮子(5)，所述支撑浮子沿所述平台框架(1)的纵向布置，所述支撑浮子通过预应力浮子定位缆(4)固定连接在所述平台框架(1)内；/n悬挂架(6)，在所述支撑浮子(5)的顶面上和所述上层框架的纵向边框上布置所述悬挂架(6)，所述悬挂架(6)沿所述平台框架(1)的纵向布置；/n光伏板框架(7)，所述光伏板框架(7)沿所述平台框架(1)的横向布置，所述光伏板框架(7)的两端分别通过弹簧(12)连接在所述悬挂架(6)上；/n光伏板(11)，所述光伏板(11)固定连接在所述光伏板框架(7)上；/n桩基础(10)，所述桩基础(10)固定在海床内；以及，/n张力腿(9)，所述张力腿(9)的一端与所述桩基础(10)固定连接、另一端与所述下层框架固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，包括：
平台框架(1)，包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，所述上层框架和所述下层框架之间通过立柱连接；
潜水浮筒(2)，所述潜水浮筒(2)固定连接在所述下层框架上；
水面浮筒(3)，所述水面浮筒(3)固定连接在所述立柱的顶部；
支撑浮子(5)，所述支撑浮子沿所述平台框架(1)的纵向布置，所述支撑浮子通过预应力浮子定位缆(4)固定连接在所述平台框架(1)内；
悬挂架(6)，在所述支撑浮子(5)的顶面上和所述上层框架的纵向边框上布置所述悬挂架(6)，所述悬挂架(6)沿所述平台框架(1)的纵向布置；
光伏板框架(7)，所述光伏板框架(7)沿所述平台框架(1)的横向布置，所述光伏板框架(7)的两端分别通过弹簧(12)连接在所述悬挂架(6)上；
光伏板(11)，所述光伏板(11)固定连接在所述光伏板框架(7)上；
桩基础(10)，所述桩基础(10)固定在海床内；以及，
张力腿(9)，所述张力腿(9)的一端与所述桩基础(10)固定连接、另一端与所述下层框架固定连接。


2.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，光伏发电平台还包括运维通道(8)，所述运维通道(8)由位于同一个所述支撑浮子(5)上前后相邻的两个所述光伏板框架(7)之间的钢板组成，所述钢板的前后两端分别铰接于前后相邻的两个所述光伏板框架(7)上；所述钢板沿所述光伏板框架(7)的横向均匀分布。


3.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述平台框架(1)为防腐钢管焊接而成的矩形钢框架结构。


4.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述潜水浮筒(2)为圆柱形薄壁钢筋混凝土浮筒，所述潜水浮筒(2)的母线与所述下层框架的钢管平行，所述潜水浮筒(2)与所述下层框架的钢管浇筑为一体。


5.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述水面浮筒(3)为聚乙烯浮筒，所述水面浮筒(3)的母线与所述立柱平行。


6.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述支撑浮子(5)为薄壁钢筋混凝土浮体结构，包括上钢筋混凝土平板、下钢筋混凝土平板和位于所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，鲁文鹤，燕翔，杨阳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12