本发明专利技术公开了一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，涉及海上光伏发电结构设计与近海网箱养殖领域，包括光伏单元、系泊单元、网箱单元，系泊单元排布在整个结构阵列的最外侧，环绕整个结构，光伏单元排布在系泊单元所围成的环内，网箱单元分布在光伏单元中，或者设置于系泊单元所围成的环上。本发明专利技术光伏单元采用小单元拼接的阵列结构，单元间通过双铰连接器连接，平台结构具备较强的抗风浪能力，能够实现海上光伏发电和海上网箱养殖的综合开发利用，并具备一定的消浪能力，且有施工简便，维护便捷等特点。维护便捷等特点。维护便捷等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台
[0001]本专利技术针对海上光伏发电结构设计与近海网箱养殖领域，特别是涉及一种抗风浪能力强、可实现海上光伏与近海养殖共同利用的综合开发平台结构。
技术介绍
[0002]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。但陆上光伏发电占用土地面积较大，难以在土地资源稀缺的地区推行，使得光伏发电站的发展受到较大限制。目前大多数陆上光伏发电站建立在远离荒漠地区，距离用电中心远，这使得太阳能光伏发电的用电成本大大增加，这也制约了光伏发电的发展。
[0003]为解决用电中心土地资源稀缺性与光伏电站发展之间的用地矛盾，水上光伏近年来发展迅速。水上光伏具有不占用土地资源，发电效率更高，立体发展潜力大等优点，而且大多数水上光伏项目距离用电中心近，便于电量的消纳。但是由于适合发展水上光伏电站的内陆水域较少，而且生态问题比较突出，因此水上光伏逐渐从内陆水域开发走向开放海域开发。
[0004]开放海域的海上光伏结构所面临的环境完全不同，所受的荷载条件更为恶劣，主要在于更大的风浪荷载和潮差，因此相比于水上光伏，海上光伏结构需要完全的重新设计研究，以满足海上的应用条件。
[0005]近海网箱养殖与海上光伏开发将存在用海矛盾，而共同开发时最好的解决方式。在共同开发平台中，光伏平台可为网箱养殖提供廉价的电力，增强网箱养殖的抗风浪能力，优化网箱养殖所需的流场条件，从而有助于网箱养殖的高质量发展；网箱养殖可为光伏发电场增加综合效益，两者可相得益彰。
专利技术内容
[0006]本专利技术旨在针对上述问题，提出一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，该平台结构具备较强的抗风浪能力，能够实现海上光伏发电和海上网箱养殖的综合开发利用，并具备一定的消浪能力，且有施工简便，维护便捷等特点。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，包括光伏单元、系泊单元、网箱单元(c)，系泊单元排布在整个结构阵列的最外侧，环绕整个结构，光伏单元排布在系泊单元所围成的环内，网箱单元(c)分布在光伏单元中，或者设置于系泊单元所围成的环上。
[0009]其中，光伏单元由光伏单元浮筒、光伏单元框架、光伏板、汇流箱组成，光伏单元浮筒为直立放置的圆柱浮筒，浮筒上部设有三角肋板，上底面设有法兰面用于与光伏单元框架螺栓连接；光伏板和汇流箱设置在系泊单元框架上，汇流箱用于汇集所在单元所有光伏板的发电电流。
[0010]系泊单元由系泊单元浮筒、系泊单元浮筒连接杆、消浪浮筒、系泊单元框架，系泊
单元浮筒为竖向圆柱浮筒，浮筒上部设有三角肋板，上底面设有法兰面用于与系泊单元框架螺栓连接，系泊单元浮筒连接杆通过焊接连接顺波浪传播方向的两根系泊单元浮筒，系泊单元浮筒连接杆圆心与消浪浮筒的圆心处于同一水平面，消浪浮筒为横置圆柱浮筒，连接于与波浪传播方向垂直的两根系泊单元浮筒。
[0011]网箱单元(c)由网箱单元浮筒、网箱单元框架、网箱、网箱投料机、储能电池组成，网箱单元浮筒为长方体框架外形浮筒，侧表面设置固定网箱的系耳，与系泊单元框架通过法兰连接，网箱单元框架为横向竖向各三根工字钢梁通过螺栓连接而，网箱投料机和储能电池设置在网箱单元框架上，网箱投料机用于为网箱养殖自动投喂饲料和药品，储能电池用于储存光伏板所发的电量，为网箱投料机提供稳定电能。
[0012]双铰连接器具有两对在同一平面内互相垂直的转轴组，该两对转轴组各由一个双铰连接器平板轴和一个双铰连接器框架连接轴承组成，以实现所连接的两个单元在横摇和纵摇两个转动方向上自由转动，双铰连接器的双铰连接器平板轴之间通过双铰连接器板连接两对转轴组。
[0013]进一步的，光伏单元采用小单元拼接的阵列结构，单元间通过双铰连接器连接。
[0014]光伏单元框架四角处共设置4根光伏单元浮筒，光伏单元浮筒为细长轻型浮筒，其高度为直径2倍以上，工字钢梁高度与光伏板布置的高度相同。
[0015]系泊单元浮筒连接杆焊接位置位于系泊单元浮筒下端。
[0016]储能电池与汇流箱电性连接，并通过汇流箱输出电流充电。
[0017]本专利技术包括锚绳和锚块，其中锚绳一端系于系泊单元的消浪浮筒，另一端和锚块连接，锚块为混凝土重力锚块。
[0018]一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台的施工方式：1、连接锚块和锚绳，锚绳另一端系有浮球，在指定海域地点抛投锚块；2、系泊单元在岸上预制完成，并将某一行相连的系泊单元依次连接入水，采用拖轮将其拖运至安装地点，将锚绳系于系泊单元；3、将设计阵列的其他单元于港口内拼接完成后，由拖轮运送至安装地点，与已到位的系泊单元连接，并将其他系泊单元与锚绳连接。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，一方面采用小单元结构拼接，单元间采用双铰连接，使整体结构具备较大的柔性，允许产生大变形，从而减小结构应力，提高结构承载力，另一方面，采用光伏板下沉于工字钢框架的设计，减小结构所受风荷载，采用细长圆柱浮筒，组成浮筒阵列，使整体结构具有良好的运动学响应，同时减小了结构所受的波浪荷载，从而为海上光伏开发提供了一种抗风浪能力强的光伏板架设方案。
[0021]因采用轻量单元拼接的结构方式，整体结构施工简便，大面积铺设效率高，无需采用专门的施工设备，施工成本低。
[0022]采用双圆柱浮筒组成哑铃型浮体作为阵列外围的系泊点，该浮体具备消浪能力，可根据实际环境的风浪特点调整圆柱浮筒之间的距离，从而达到最佳的消浪效果，在减小阵列内部的光伏单元所受波浪荷载的同时，具备防波堤功能。
[0023]与养殖网箱综合开发，既缓解了海上光伏开发与海上养殖之间的用海矛盾，又为海上养殖提供了清洁能源，同时提高了光伏电站的维护效率和整体经济效益，实现渔光互补开发。
附图说明
[0024]图1一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台整体示意图；
[0025]图2光伏单元示意图；
[0026]图3系泊单元示意图；
[0027]图4网箱单元示意图；
[0028]图5双铰连接器示意图；
[0029]图中光伏单元a、系泊单元b、网箱单元c、光伏单元浮筒1、光伏单元框架2、系泊单元浮筒3、系泊单元浮筒连接杆4、消浪浮筒5、系泊单元框架6、网箱单元浮筒7、网箱单元框架8、网箱9、双铰连接器10、光伏板11、汇流箱12、网箱投料机13、储能电池14、锚绳15、锚块16、双铰连接器平板轴17、双铰连接器框架连接轴承18、双铰连接器板19。
具体实施方式
[0030]参见附图1
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5，本专利技术一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，由光伏单元浮筒1、光伏单元框架2、系泊单元浮筒3、系泊单元浮筒连接杆4、消浪浮筒5、系泊单元框架6、网箱单元浮筒7、网箱单元框架8、网箱9、双铰连接器10、光伏板1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，其特征是：包括光伏单元(a)、系泊单元(b)、网箱单元(c)，系泊单元(b)排布在整个结构阵列的最外侧，环绕整个结构，光伏单元(a)排布在系泊单元(b)所围成的环内，网箱单元(c)分布在光伏单元(a)中，或者设置于系泊单元(b)所围成的环上。2.根据权利要求1所述的柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，其特征是：光伏单元(a)由光伏单元浮筒(1)、光伏单元框架(2)、光伏板(11)、汇流箱(12)组成，光伏单元浮筒(1)为直立放置的圆柱浮筒，浮筒上部设有三角肋板，上底面设有法兰面用于与光伏单元框架(2)螺栓连接；光伏板(11)和汇流箱(12)设置在系泊单元框架(6)上，汇流箱(12)用于汇集所在单元所有光伏板(11)的发电电流。3.根据权利要求1所述的柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，其特征是：系泊单元(b)由系泊单元浮筒(3)、系泊单元浮筒连接杆(4)、消浪浮筒(5)、系泊单元框架(6)，系泊单元浮筒(3)为竖向圆柱浮筒，浮筒上部设有三角肋板，上底面设有法兰面用于与系泊单元框架(6)螺栓连接，系泊单元浮筒连接杆(4)通过焊接连接顺波浪传播方向的两根系泊单元浮筒(3)，系泊单元浮筒连接杆(4)圆心与消浪浮筒(5)的圆心处于同一水平面，消浪浮筒(5)为横置圆柱浮筒，连接于与波浪传播方向垂直的两根系泊单元浮筒(3)。4.根据权利要求1所述的柔性拼装式海上光伏发电与养殖网箱综合开发平台，其特征是：网箱单元(c)由网箱单元浮筒(7)、网箱单元框架(8)、网箱(9)、网箱投料机(13)、储能电池(14)组成，网箱单元浮筒(7)为长方体框架外形浮筒，侧表面设置固定网箱(9)的系耳，与系泊单元框架(6)通过法兰连接，网箱单元框架(8)为横向竖向各三根工...
【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，鲁文鹤，董霄峰，王海军，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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