高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统技术方案

本实用新型专利技术涉及高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统。该支撑系统，包括浮体支撑、支架支撑和组件支撑，支架支撑采用多根横梁和多根纵梁垂直交叉固定连接而成，浮体支撑包括浮体单元。本实用新型专利技术的浮体支撑同时集成了四种功能：即提供浮力、提供走道、充当横向底梁和保护纵梁。浮体支撑除能提供浮力外，还能提供走道功能；浮体支撑的浮体单元与纵梁连接，同时充当了横向底梁的作用，增强已有横梁的连接作用，加强阵列单元的整体性；由于浮体惯性矩远大于纵梁惯性矩，浮体支撑与纵梁连接，纵梁上的载荷可通过浮体单元传导给其他纵梁共同分担，实现梁载荷平均化，从而保护底梁，增加结构安全性、降低成本。

Multifunctional integrated surface photovoltaic support system for floating body in Alpine Area

【技术实现步骤摘要】
高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统
本专利技术涉及光伏
，具体涉及高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统。
技术介绍
太阳能具有资源丰富、分布广泛、可再生、无污染等优点，是人类理想的清洁能源，对构建低碳社会做出了重要贡献，在长期的能源战略中具有重要地位。近年来光伏发电市场发展十分迅猛，但土地资源的限制因素却愈发显著，已经成为陆地光伏电站大力建设的瓶颈。而水面漂浮式电站作为一种新型光伏电站形式，利用某种浮体支撑结构将光伏组件漂浮在水面上进行发电，大量节省土地资源的同时，还具备减少水量蒸发、抑制藻类繁殖、提高发电效率、有效地对组件和电缆进行冷却等优点。我国水资源丰富，湖泊、水库众多，漂浮式水面光伏的建设是对资源的优化利用、可以拓宽光伏应用，近年来得到了很大的关注和大力的发展。目前国内外常见的浮体支撑平台主要包括两种型式：全浮体型式和浮体加支架型式。全浮体型式每块组件下部由一个主浮体提供浮力，主浮体再与提供运维通道的走道浮体相连接。组件支撑部件可以做成与主浮体一体化的型式，如CN201520668888.6、CN201520668888.6、CN201520606080.5和CN201620388933.7等专利公开的一体式组件支撑型式；或如CN201630171653.6、CN201720377962.8和CN201720527013.3等专利公开的利用固定在主浮体上的单独支架来支撑组件。虽然这些设计在已有工程中已经有了较为广泛的应用，但也有优化的空间。比如该设计需要布置大量的走道浮体，存在着浮力冗余，用料和成本上有进一步优化的空间；此外，虽然大多数全浮体设计中其主浮体均留出孔洞以节省用料和增加水面暴露面积以降温组件温度、提高发电效率，但毕竟还存在剩余遮挡，不能最大程度地散热。浮体加支架型式所使用的浮体数量明显少于全浮体型式，散热效果更好，也具有大规模工程应用的案例，但现有设计中也有待进一步优化之处。例如CN206878752U和CN206490638U专利中，浮体仅能提供浮力、功能单一，运维走道需额外布置，增加成本；或如CN206734572U和CN206226353U专利中浮体采用玻璃纤维布包裹泡沫材料的型式，由于非焊接仅包裹，浮体不防水不密封，泡沫长时间浸泡易进入水中污染水体，环保性差。此外，目前设计中底梁多使用标准型截面(例如槽钢或方钢截面)，对于可挤压成型的型材，比如铝合金或玻璃钢，使用标准型截面不能实现轻质量、大刚度的目的。再者，目前组件立柱的设计中还未有力传导设计。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，具有浮体多功能集成、密封性好、不污染水体、底梁大刚度轻质量、组件立柱力传导合理、抱箍紧固和组件多维限位的优点。本专利技术采用的技术方案是：一种高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，包括多个横向平行设置的浮体支撑、固定设置在浮体支撑上的支架支撑和固定设置在支架支撑上的用于安装光伏组件的组件支撑，其特征在于：所述支架支撑采用多根横梁和多根纵梁垂直交叉固定连接而成，每个所述浮体支撑均包括浮体单元，所述浮体单元为中空结构，内部填充轻质低吸水率材料；所述浮体单元上设有供运维人员通过的走道，所述浮体单元与纵梁固定连接，充当横向底梁和保护纵梁。作为优选，所述浮体支撑通过抱箍结构与支架支撑固定连接在一起。进一步的，所述浮体单元横截面形状为半圆、圆、梯形、正方形或矩形，所述浮体单元两端均设有封头，所述封头上部延伸形成浮体挡板，所述浮体单元周向压制浮体内嵌或外凸纹。更进一步的，所述抱箍结构包括抱箍条、抱箍限位钢和橡胶垫片，所述浮体单元与纵梁通过抱箍条、抱箍限位钢和橡胶垫片固定连接在一起，所述抱箍条设置在浮体内嵌或外凸纹处，所述橡胶垫片设置在浮体单元和纵梁之间，防止不同金属间的电化学腐蚀。作为优选，所述横梁和纵梁的截面形状均为矩形或方形，内部沿长度方向设有两条纵向加强肋。作为优选，所述组件支撑包括前立柱和后立柱，光伏组件通过组件固定结构安装在前立柱和后立柱上，所述组件固定结构包括边缘组件固定结构和中间组件固定结构，所述边缘组件固定结构仅固定一块光伏组件，所述中间组件固定结构固定相邻的两块光伏组件。进一步的，所述边缘组件固定结构包括安装垫片和边压块，所述中间组件固定结构包括安装垫片和中压块。更进一步的，所述前立柱设置有前立柱安装垫片限位挡板，前立柱安装垫片限位挡板紧贴安装垫片前后两侧并限制其活动，实现限位的功能；所述前立柱设置有前立柱螺栓裕量保障斜板，所述前立柱螺栓裕量保障斜板的倾斜角度和螺栓安装的倾斜角度一致，且长度大于螺栓长度，保证螺栓能顺利放入前立柱内部并顺利完成安装；所述前立柱设置有前立柱折叠加强肋板，保证前立柱在极限风雪下的结构安全。更进一步的，所述后立柱设置有后立柱安装垫片限位挡板，后立柱安装垫片限位挡板紧贴安装垫片前后两侧并限制其活动，实现限位的功能；所述后立柱设置有后立柱螺栓裕量保障斜板，所述后立柱螺栓裕量保障斜板的倾斜角度和螺栓安装的倾斜角度一致，且长度大于螺栓长度，保证螺栓能顺利放入后立柱内部并顺利完成安装；所述后立柱设置有后立柱折叠加强肋板，保证后立柱在极限风雪下的结构安全。作为优选，所述纵梁上固定设有组件限位件，所述光伏组件底部抵靠在组件限位件上。本专利技术取得的有益效果是：本专利技术的浮体支撑同时集成了四种功能：即提供浮力、提供走道、充当横向底梁和保护纵梁。浮体支撑除能提供浮力外，还能提供走道功能；浮体支撑的浮体单元与纵梁连接，同时充当了横向底梁的作用，增强已有横梁的连接作用，加强阵列单元的整体性；由于浮体惯性矩远大于纵梁惯性矩，浮体支撑与纵梁连接，纵梁上的载荷可通过浮体单元传导给其他纵梁共同分担，实现梁载荷平均化，从而保护底梁，增加结构安全性、降低成本。浮体单元周向压制内嵌或外凸纹，对抱箍条起到限位的作用，同时起到加强筋的作用。纵梁和横梁采用特殊设计截面，在方钢的基础上增加两条纵向的加强肋，具备少增加梁重量的情况下增加梁惯性矩、从而提高梁刚度的功能，该梁截面设计还方便从上下方向和左右方向打螺栓孔，为安装提供便利性。附图说明图1-2为本专利技术的结构示意图；图3为浮体支撑结构示意图；图4为抱箍结构示意图；图5为抱箍条结构示意图；图6为抱箍限位钢结构示意图；图7为橡胶垫片结构示意图；图8为支架支撑结构示意图；图9为横梁和纵梁截面示意图；图10为纵梁、浮体支撑和抱箍结构的连接示意图；图11为纵梁和横梁的连接示意图；图12为一排四个组件支撑结构示意图；图13为组件支撑与光伏组件的连接示意图；图14为组件支撑与边缘组件固定结构的结构示意图；图15为组件支撑与中间组件固定结构的结构示意图；图16为中压块结构示意图；图17为安装垫片结构示意图；图18为前立柱结构示意图；图19为后立柱结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，包括多个横向平行设置的浮体支撑(1)、固定设置在浮体支撑(1)上的支架支撑(3)和固定设置在支架支撑(3)上的用于安装光伏组件(7)的组件支撑(4)，其特征在于：所述支架支撑(3)采用多根横梁(3.2)和多根纵梁(3.1)垂直交叉固定连接而成，每个所述浮体支撑(1)均包括浮体单元(1.1)，所述浮体单元(1.1)为中空结构，内部填充轻质低吸水率材料；所述浮体单元(1.1)上设有供运维人员通过的走道，所述浮体单元(1.1)与纵梁(3.1)固定连接,充当横向底梁和保护纵梁。/n

【技术特征摘要】
1.一种高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，包括多个横向平行设置的浮体支撑(1)、固定设置在浮体支撑(1)上的支架支撑(3)和固定设置在支架支撑(3)上的用于安装光伏组件(7)的组件支撑(4)，其特征在于：所述支架支撑(3)采用多根横梁(3.2)和多根纵梁(3.1)垂直交叉固定连接而成，每个所述浮体支撑(1)均包括浮体单元(1.1)，所述浮体单元(1.1)为中空结构，内部填充轻质低吸水率材料；所述浮体单元(1.1)上设有供运维人员通过的走道，所述浮体单元(1.1)与纵梁(3.1)固定连接,充当横向底梁和保护纵梁。


2.根据权利要求1所述的高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，其特征在于：所述浮体支撑(1)通过抱箍结构(2)与支架支撑(3)固定连接在一起。


3.根据权利要求2所述的高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，其特征在于：所述浮体单元(1.1)横截面形状为半圆、圆、梯形、正方形或矩形，所述浮体单元两端均设有封头，所述封头上部延伸形成浮体挡板(1.3)，所述浮体单元(1.1)周向压制浮体内嵌或外凸纹(1.2)。


4.根据权利要求3所述的高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，其特征在于：所述抱箍结构(2)包括抱箍条(2.1)、抱箍限位钢(2.2)和橡胶垫片(2.3)，所述浮体单元(1.1)与纵梁(3.1)通过抱箍条(2.1)、抱箍限位钢(2.2)和橡胶垫片(2.3)固定连接在一起，所述抱箍条(2.1)设置在浮体内嵌或外凸纹(1.2)处，所述橡胶垫片(2.3)设置在浮体单元(1.1)和纵梁(3.1)之间，防止不同金属间的电化学腐蚀。


5.根据权利要求1所述的高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，其特征在于：所述横梁(3.2)和纵梁(3.1)的截面形状均为矩形或方形，内部沿长度方向设有两条纵向加强肋(3.11)。


6.根据权利要求1所述的高寒地区适用的浮体多功能集成式水面光伏支撑系统，其特征在于：所述组件支撑(4)包括前立柱(4.1)和后立柱(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：程卫民，段斐，赵鑫，吴岩，袁博，张顺，邓超，张海福，徐进，赵作飞，王范华，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，中电投蒙东能源集团有限责任公司扎哈淖尔工业供水分公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42