一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构技术方案

本发明专利技术提供一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，包括：多个高强度浮块和多个低强度浮块，所有高强度浮块间隔设置，并且所有高强度浮块呈矩形阵列；每两相邻的高强度浮块之间相连有多个第一柔性缆索，多个第一柔性缆索均贯穿一个低强度漂浮组件，该低强度漂浮组件于多个第一柔性缆索滑移；纵向或横向的两相邻的低强度漂浮组件之间相连有多个第二柔性缆索，多个第二柔性缆索贯穿一个低强度漂浮组件，低强度漂浮组件于多个第二柔性缆索滑移。本发明专利技术在高强度浮块间和低强度漂浮组件间均使用了柔性连接，避免了现有的漂浮式光伏刚性连接处应力集中的问题。连接处应力集中的问题。连接处应力集中的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构


[0001]本专利技术涉及海洋工程
，特别是涉及一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构的


技术介绍

[0002]光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业。大力发展光伏产业，对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。随着我国陆地光伏资源日趋饱和，将光伏发电系统置于水面之上成为了新的方向。目前我国漂浮式光伏主要应用于湖面等区域，而对于环境条件更加复杂的海面漂浮式光伏还没有成熟的解决方案。为了开发并利用丰富的海上太阳能资源，首先要解决的就是漂浮式光伏发电系统浮体的布置问题，故探索海面漂浮式光伏发电系统浮体间连接型式具有非常重要的意义。湖面漂浮式光伏发展较早，但是其浮体间采用刚性连接，若将湖面光伏布置型式应用于开阔海域会存在连接处应力集中、浮体承受载荷过大等问题。
[0003]另外，现有的浮体间间距并未考虑到保障后期运维作业的便捷，因此其间距一般较大。
[0004]除上述原因外，漂浮式光伏阵列通常包含了很多光伏浮体，每个浮体漂浮在海面上都会承受环境载荷，特别是波浪载荷与流载荷。为了使光伏阵列不漂走，需要采用系泊系统将限制光伏阵列的水平漂移量，而在极限环境情况下，系泊系统产生的系泊载荷是巨大的。在海洋工程中，所有浮体结构的设计均要满足极限环境条件下的强度要求，一般的光伏阵列连接形式是将每个浮体组件都刚性连接起来，会导致所有的浮体结构需承受极限环境条件下的巨大系泊载荷；同时，浮体结构所受到的系泊载荷，会随着阵列规模扩大而变大，普通材料的浮体无法承受如此大量级的载荷；因此浮体需要应用金属结构，如钢结构，来进行加强；而金属连接形式又会进一步导致载荷增大以及成本的骤增。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，通过采用低强度浮体降低材料使用成本，并且避免浮体结构的连接处应力集中、以及浮体结构承受载荷过大等技术问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，包括：
[0007]多个高强度浮块，所有所述高强度浮块间隔设置，并且所有所述高强度浮块呈矩形阵列；
[0008]每两相邻的所述高强度浮块之间相连有多个第一柔性缆索，多个所述第一柔性缆索均贯穿一个低强度漂浮组件，该低强度漂浮组件于多个所述第一柔性缆索滑移；纵向或横向的两相邻的所述低强度漂浮组件之间相连有多个第二柔性缆索，多个所述第二柔性缆索贯穿一个所述低强度漂浮组件，所述低强度漂浮组件于多个所述第二柔性缆索滑移。
[0009]优选地，外围的所述高强度浮块设置有系泊系统接头。
[0010]优选地，所述第一柔性缆索和所述第二柔性缆索的两端均设有连接接头。
[0011]优选地，包括：所述低强度漂浮组件包括多个低强度浮块，同一个所述低强度漂浮组件的多个所述低强度浮块贯穿连接有所述第一柔性缆索或所述第二柔性缆索，多个所述低强度浮块沿所述第一柔性缆索或所述第二柔性缆索线性排列。
[0012]优选地：所述高强度浮块采用钢材。
[0013]优选地：所述低强度浮块采用高密度聚乙烯
[0014]优选地：所述第一柔性缆索和所述第二柔性缆索采用聚酯缆、钢丝绳、钢质锚链或弹性索。
[0015]优选地：所述低强度浮块或所述高强度浮块可为正方体、长方体、圆柱体或棱柱体。
[0016]如上所述，本专利技术的一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，具有以下有益效果：
[0017]本专利技术在高强度浮块间和低强度漂浮组件间均使用了柔性连接(即第一柔性缆索或第二柔性缆索)，避免了现有的漂浮式光伏刚性连接处应力集中的问题。相比于传统漂浮式光伏所有浮块强度相同的设计，本专利技术的应用使阵列中低强度浮块其受到的载荷仅为自身收到的环境载荷，而阵列受到的系泊载荷将由高强度浮块主要承担。低强度浮块的生产成本相较于高强度浮块会有明显降低，因此，本专利技术的应用将显著降低漂浮式光伏阵列的成本。
[0018]另外，本专利技术以高强度浮块作为抵抗的主要构件，而低强度漂浮组件设计为小水线面、波浪载荷较小、可在贯穿的柔性缆绳上滑动并且仅作为光伏板的支撑浮体；而该种低强度漂浮组件可在柔性连接滑动设计能使得低强度漂浮组件仅会受到自身在水中的环境载荷，降低了对高强度浮块碰撞载荷，从而降低了整体阵列设计的载荷要求。
附图说明
[0019]图1显示为现有技术一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构的一波浪方向的受力图；
[0020]图2显示为现有技术的一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构的考虑全波浪方向的最大受力图；
[0021]图3显示为本专利技术的一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构的一波浪方向的受力图；
[0022]图4显示为本专利技术的一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构的考虑全波浪方向的最大受力图；
[0023]图5显示为本专利技术的一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构的3X3的矩形阵列的示意图。
[0024]标号说明
[0025]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
高强度浮块
[0026]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一柔性缆索
[0027]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
低强度漂浮组件
[0028]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二柔性缆索
具体实施方式
[0029]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0030]请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0031]如图5所示，本专利技术提供一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，包括：
[0032]多个高强度浮块1，所有高强度浮块1间隔设置，并且所有高强度浮块1呈矩形阵列；
[0033]每两相邻的高强度浮块1之间相连有多个第一柔性缆索2，多个第一柔性缆索2均贯穿一个低强度漂浮组件3，该低强度漂浮组件3于多个第一柔性缆索2滑移；纵向或横向的两相邻的低强度漂浮组件3之间相连有多个第二柔性缆索4，多个第二柔性缆索4贯穿一个低强度漂浮组件3，低强度漂浮组件3于多个第二柔性缆索4滑移。
[0034]本专利技术通过高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，其特征在于，包括：多个高强度浮块，所有所述高强度浮块间隔设置，并且所有所述高强度浮块呈矩形阵列；每两相邻的所述高强度浮块之间相连有多个第一柔性缆索，多个所述第一柔性缆索均贯穿一个低强度漂浮组件，该低强度漂浮组件于多个所述第一柔性缆索滑移；纵向或横向的两相邻的所述低强度漂浮组件之间相连有多个第二柔性缆索，多个所述第二柔性缆索贯穿一个所述低强度漂浮组件，所述低强度漂浮组件于多个所述第二柔性缆索滑移。2.根据权利要求1所述一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，包括：外围的所述高强度浮块连接有系泊系统接头。3.根据权利要求1所述一种海面漂浮式光伏发电系统的浮体结构，包括：所述第一柔性缆索和所述第二柔性缆索的两端均设有连接接头。4.根据权利要求1所述一种海面...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宇，吴忻一，聂焱，范可，林毅峰，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：