一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统。本发明专利技术包括新型系泊系统的结构、固定锚索的材料、水下网箱的材料、锚索固定点及滑环五部分。本发明专利技术能有效的应对上水库水位变化大,变化频繁的特点，具有方案简洁，成本低，施工方便，能够满足系泊要求的优点，推广应用价值较大。

A mooring system suitable for the development of photovoltaic on water in Pumped Storage Power Station

【技术实现步骤摘要】
一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统
本专利技术属于新能源发电系统
，尤其涉及一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统。
技术介绍
能源一直以来都在国民经济发展和人民日常生活中占有重要地位，过去，化石能源支撑起世界各国的能源体系，但是人们也逐渐意识到化石燃料并不是取之不尽、用之不竭的，所以世界各国开始将新能源的开发与利用纳入国家发展的重要内容。目前我国部分地区能源消费的环境承载能力已经接近上限，大气污染形势严峻。在抽水蓄能电站上库开发水上光伏，积极开发利用当地的可再生能源，适当减轻能源对外依靠的压力，对改善当地的电源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。利用抽水蓄能电站上水库开发光伏，不仅利用上水库的闲置水面开发能源，并且水上光伏的利用有效避免了阳光对上水库水体的直射，保护水库土工膜，延长土工膜的使用寿命，水上光伏的利用还有利于减少上水库的蒸发量，增加发电量，带来附加的经济效益。光伏组件漂浮于抽蓄电站上水库，为避免光伏组件在风浪载荷下撞击上水库岩壁，损坏光伏组件，必须对光伏组件安装相应的系泊系统，但是由于上水库的水面在抽水与发电过程中水位变化很大，传统的系泊系统已经无法发挥作用。故如何应对上水库水位变化巨大，变化频繁的问题是一项重要且必要的工作。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统。具体设计如下：本系统包括包括网箱、滑环、水上光伏组件、水上固定锚索、水下固定锚索、下锚索固定点、上锚索固定点7部分，其特征在于水上光伏组件由滑环与网箱连接，滑环搭载浮体随水面上下起伏而上下移动，网箱八个角由固定锚索固定在特定区域，固定锚索固定于锚索固定点，下锚索固定点在水下固定于岩壁，上锚索固定点在水上固定于岩壁。所述固定锚索的材料可以分为锚链、钢丝绳和合成纤维索。合成纤维索目前在平台的系泊系统中还尚未得到广泛应用，国际目前对合成纤维制成的锚索目前仍处于研究阶段，所以不建议采用合成纤维材料。而锚链的强度很高，并且成本相对较高，对于水面环境相对稳定的抽水蓄能上库不必用锚链。所以最终可以选用钢丝绳作为锚索，通常采用精炼梨钢(IPS)和高级精炼梨钢(EIPS)、单股钢丝绳芯((IWRC)的6股、8股圆股钢丝绳，这些钢丝绳受力时会产生扭矩。为达到防扭的目的，防扭转(螺旋股型和多股型)的钢丝绳得以应用，通过几层钢丝(或几束钢丝)反向缠绕，钢丝绳受力时不会产生很大的扭矩，因此优选防扭转钢丝绳。另外由于钢丝绳应用水下，为防止钢丝绳发生电化学腐蚀，选用镀锌防扭转钢丝绳。所述网箱的选材可以考虑高强度合成纤维绳索和钢丝绳，高强度合成纤维绳索的应用领域很广，强力很高、耐磨性能好，但是由于抽水蓄能电站上水库没有遮挡，合成纤维绳索若处在紫外线照射下，其强度会大大降低，所以网箱的选材选用钢丝绳，不仅可以起到固定的作用，并且可以应对滑环和光伏组件的磨损。水下网箱的尺寸可以根据实际情况进行具体设计，网箱的宽度及长度根据水上光伏组件浮体的尺寸进行确定，在浮体的四周应该留有长与宽的10％的空间，然后利用锚索和滑环将浮体固定于网箱。水下网箱的高度根据抽蓄电站上库的水位变化范围进行确定，并在上下延长15％的空间，防止水位的变化超过预期，光伏组件出现故障。所述锚索的固定方式可以采用打桩的方式，抽蓄电站上水库为达到防渗的目的，常建有防渗层，防渗层表面为钢筋混凝土结构，有利于桩体的固定，所述水上的固定点可以采用现浇桩的形式，将固定点的钢筋混凝土去除，而后埋入固定桩重新浇筑；所述水下的固定点可以利用水下打桩机进行钻孔，而后埋入桩体。固定点用于固定锚索，确保网箱的位置。所述滑环的作用在于防止水上光伏组件的水平转动，避免光伏组件朝向出现变化，使太阳能电池的发电效率降低，同时也能够使得水上光伏组件随着水位沿着网箱的绳索上下起伏。滑环上安装一块小型浮体，保证滑环浮于水面，稳定滑环位置。网箱安装滑环的钢丝绳应该套有保护套，防止滑环的不断移动将钢丝绳表面的镀锌磨掉，水体腐蚀钢丝绳。本专利技术提供的设计带来的有益效果：本系统能够对水上光伏组件起到一定的保护作用，防止其撞击上水库岩壁，并且能够随着上水库的水位自由起伏，有效解决了上水库水位变化大的问题。系统装置简单，只需将网箱用过固定锚索固定于固定点处，将水上光伏组件通过滑环固定于网箱内部。附图说明图1新型系泊系统；图1中各部分功能如下：1-网箱，作用在于限制水上光伏组件的活动，避免其撞击岩壁；2-滑环，作用在于防止水上光伏组件在水面自由转动，影响太阳能电池板的朝向，降低发电效率，并且也能够使水上光伏组件随水位移动；3-水上光伏组件，浮体、太阳能电池板等发电组件所在地；4-水上固定锚索，作用在于将网箱固定在特定区域；5-水下固定锚索，作用在于将网箱固定在特定区域；6-下锚索固定点，在水下将锚链固定于岩壁；7-上锚索固定点，在水上将锚链固定于岩壁。图2浮体排列方式；具体实施方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。现有一抽水蓄能电站，水库水面呈长方形，长200米，宽60米，平均水深15米，水位变幅4-5米。当地日照强度较高，紫外线较强，水库建有防渗层，表面为钢筋混凝土结构。现设计一网箱，网箱形状为一长方体，高度为7米，长10米，宽5米，考虑墙体斜度，共需网箱171个，纵向排列9个，横向排列19个。水上浮体为一边长0.8米的正六边柱体，网箱内共13个浮体组成，按附图2所示排列。由于当地紫外线照射强度高，网箱的选材选用钢丝绳，锚索材料选取镀锌防扭转钢丝绳，滑环连接浮体与网箱，并在滑环处安装浮体，将滑环浮于水面上，且在网箱安装滑环的钢丝绳上套保护套。锚索固定点采取打桩的方式，水上的固定点可以采用现浇桩的形式，将固定点的钢筋混凝土去除，而后埋入固定桩重新浇筑；水下的固定点可以利用水下打桩机进行钻孔，而后埋入桩体。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统，包括网箱、滑环、水上光伏组件、水上固定锚索、水下固定锚索、下锚索固定点、上锚索固定点，其特征在于水上光伏组件由滑环与网箱连接，滑环搭载浮体随水面上下起伏而上下移动，网箱八个角由固定锚索固定在特定区域，固定锚索固定于锚索固定点，下锚索固定点在水下固定于岩壁，上锚索固定点在水上固定于岩壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于抽水蓄能电站开发水上光伏的系泊系统，包括网箱、滑环、水上光伏组件、水上固定锚索、水下固定锚索、下锚索固定点、上锚索固定点，其特征在于水上光伏组件由滑环与网箱连接，滑环搭载浮体随水面上下起伏而上下移动，网箱八个角由固定锚索固定在特定区域，固定锚索固定于锚索固定点，下锚索固定点在水下固定于岩壁，上锚索固定点在水上固定于岩壁。


2.如权利要求1所述的网箱式的新型水上光伏系泊系统，其特征在于滑环可以防止水上光伏组件在水面自由转动。


3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆伟，贺忠斌，刘宽，王庆华，董浩，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37