一种抗浪型渔光互补一体化系统

1.本发明涉及网箱养鱼及光电一体化技术，特别是涉及一种抗浪型渔光互补一体化系统。


背景技术：

2.人类社会的高速发展离不开各种能源，但随着各种能源的大量开采，陆地资源消耗殆尽，就连土地资源因为人口数量的激增和城市化的发展而变得稀缺。同时在资源开采和使用的过程中也造成了严重的环境污染，为了减少对环境的污染和破环，各种清洁可再生能源被大量使用尤其是电能的使用。随着电能的大量使用电力资源也日益吃紧，多地发布限电通知。太阳能发电因其自身的优越性被大量运用，而海上光伏发电应其不占用土地资源、发电效率高、光照充足、安装简便以及不会对环境造成污染等诸多优势近些年来被大量运用。
3.随着人类对海洋的不断探索，海上养殖产业也蓬勃发展，为了不使两者之间产生用地矛盾，将两者联合起来形成渔光互补一体化系统。光伏平台可以为养殖网箱提供廉价的电力并将剩余的电量输送到近海沿岸城市使用。在海上布置渔光一体化设备的过程中海浪成为阻碍其发展第一道屏障，大多数普通浮式光伏发电装置只能在1米以下的规则波中正常工作。在现有的技术中，也有能够抵抗一定风浪的渔光一体化装置，如中国发明专利cn202110464264.2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，其中也提到了抗风浪的效果但其只是通过系泊的牵扯和结构形状及强度来提高其抗风浪性能，仍无法有效避免风浪对其带来的摇晃及对结构的冲击。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是提供一种抗浪型渔光互补一体化系统，该系统具有较好的抗浪效果，能够实现网箱养殖跟海上浮式光伏发电综合开发利用，且可以在现有的养殖网箱上做改进安装，施工方便。
5.技术方案：一种抗浪型渔光互补一体化系统，其特征在于，包括：导波破碎型抗浪装置、系泊单元、浮式光伏阵列和养殖网箱阵列，导波破碎型抗浪装置为环形结构，其包括若干个串联连接的防波堤；养殖网箱阵列设置在导波破碎型抗浪装置的环形中心，包括至少一个养殖网箱，每个养殖网箱的上方均设置有浮式光伏阵列，相邻两个养殖网箱之间柔性连接；为避免导波破碎型抗浪装置在消浪过程中产生的辐射波影响到养殖网箱(辐射波在传播一段距离后衰减消失)以及给导波破碎型抗浪装置的内侧留足够的系泊空间，导波破碎型抗浪装置和养殖网箱阵列之间有预设的间距，且分别通过系泊单元固定在海底。
6.优选的，防波堤为弧形结构，每个防波堤两端的对接面上均设有卡口，卡口上设有销孔，固定销穿过销孔将相邻两个防波堤连接。
7.优选的，还包括第一橡胶圈，第一橡胶圈设置在相邻两个防波堤对接面上的卡口里，固定销穿过第一橡胶圈和销孔固定。相邻防波堤之间依靠橡胶圈及固定销铰接在一起，
可以释放一定的自由度。
8.优选的，为了防止相邻两个防波堤对接面之间撞击损坏，在每个防波堤对接面上卡口的周围还设有环形防撞垫，环形防撞垫的厚度大于卡口高度。
9.优选的，养殖网箱阵列包括多个养殖网箱时，多个养殖网箱排布成紧凑的环形阵列，环形阵列中心设置有一个养殖网箱，相邻的两个养殖网箱之间通过第二橡胶圈柔性连接。
10.优选的，浮式光伏阵列由若干个浮式光伏阵列单元阵列组成，每个浮式光伏阵列单元包括一个光伏板、两个走道浮体和一个承托光伏浮体，两个走道浮体的端面活动连接，其中一个走道浮体的侧面与承托光伏浮体的侧面活动连接，光伏板以一定的角度安装到承托光伏浮体上表面，同一列的两个相邻浮式光伏阵列单元的承托光伏浮体之间有一个走道浮体的间隔，使得拼接成型后留有足够的空隙不影响养殖网箱的光照及透气。
11.优选的，系泊单元包括悬链式系泊结构和垂向系泊结构，为了应对各个方向的风浪，导波破碎型抗浪装置的环形外围和内侧，以及养殖网箱阵列最外环的养殖网箱均通过若干个悬链式系泊结构与海底固定连接，养殖网箱阵列内部每三个或四个养殖网箱交叉连接在一起后通过垂向系泊结构与海底固定连接。
12.优选的，两个相邻的防波堤之间公用一根y型悬链式系泊结构，以减少缆绳的数量。
13.优选的，浮式光伏阵列的底部安装有供氧装置和水质监测探头，可以时刻检测网箱里的水质状况和含氧量；为进一步实现渔光互补，在每个养殖网箱的浮式光伏阵列的中央安装有配电储电箱。
14.优选的，还包括自动投食设备，自动投食设备活动连接到浮式光伏阵列上，可根据设定的时间自动投喂。
15.有益效果：与现有技术相比，本发明的优点有：(1)本发明通过在传统养殖网箱的上面安装浮式光伏发电装置充分利用海洋资源，并利用光伏板产生的电进行养殖网箱的水质检测和自动投喂等工作，真正意义上实现了渔光互补；(2)光伏的安装采用轻量拼接单元，施工方便，大面积铺设效率高，整体结构简单，成本低，不会破会原有的水质环境；(3)传统的海上浮式光伏无法在海况较为恶劣的环境下正常工作，通过在养殖网箱阵列的外围布置一圈导波破碎型抗浪装置可以有效地保护浮式光伏阵列，并将多个养殖网箱排布成一个紧凑的环形阵列便于用导波破碎型抗浪装置将其围起来，提高整体的抗浪性能。
附图说明
16.图1是本发明整体结构的轴侧图；
17.图2是本发明整体结构的俯视图；
18.图3是本发明养殖网箱垂向系泊结构布置图；
19.图4是本发明相邻弧形防波堤连接轴侧图；
20.图5是本发明相邻弧形防波堤连接局部剖视图；
21.图6是养殖网箱内的浮式光伏阵列示意图；
22.图7是浮式光伏阵列单元的轴侧图；
23.图中：导波破碎型抗浪装置-1，系泊单元-2，浮式光伏阵列-3，养殖网箱-4，固定
销-5，第一橡胶圈-6，光伏板-7，走道浮体-8，承托光伏浮体-9，配电储电箱-10，自动投食设备-11，渔网-12，防撞垫-13，第二橡胶圈-14，光伏支架-15，供氧装置-16，水质监测探头-17，塑料螺钉-18。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例及附图，对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，不作为本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.如图1至图3所示，本发明的一种抗浪型渔光互补一体化系统，包括导波破碎型抗浪装置1、系泊单元2、浮式光伏阵列3和养殖网箱阵列，导波破碎型抗浪装置1为环形结构，其包括若干个串联连接的防波堤，相邻两个防波堤之间通过橡胶圈及固定销铰接在一起，可以释放一定的自由度，养殖网箱阵列设置在导波破碎型抗浪装置1的环形中心，导波破碎型抗浪装置1和养殖网箱阵列之间有预设的间距；养殖网箱阵列包括至少一个养殖网箱4，每个养殖网箱4的上方均设置有浮式光伏阵列3，养殖网箱阵列包括多个养殖网箱4时，多个养殖网箱4以环形阵列排布成如图1和图2所示紧凑的环形形状，环形阵列中心设置有一个养殖网箱4，相邻两个养殖网箱4之间用第二橡胶圈14柔性连接，养殖网箱4底部设有渔网12，如图3所示。为了防止导波破碎型抗浪装置1在消浪过程中自身产生的辐射波对养殖网箱4形成的环形阵列产生影响(辐射波在传播一段距离后会衰减消失)，需要给导波破碎型抗浪装置1的内侧及最外环养殖网箱4之间留足够的系泊空间，即最外环养殖网箱4和外围的导波破碎型抗浪装置1之间留有一定距离；为了应对各个方向的风浪，在导波破碎型抗浪装置1的外侧及内侧，以及养殖网箱阵列上布置有系泊单元2；系泊单元2包括悬链式系泊结构和垂向系泊结构，导波破碎型抗浪装置1的环形外围和内侧，以及养殖网箱阵列最外环的养殖网箱4均通过若干个悬链式系泊结构与海底固定连接，养殖网箱阵列内部每三个或四个养殖网箱4交叉连接在一起后通过垂向系泊结构与海底固定连接；悬链式系泊结构如图1所示，布置在导波破碎型抗浪装置1的外围和内侧以及养殖网箱阵列最外环一圈，其作用是防止导波破碎型抗浪装置1和养殖网箱阵列在各个方向波浪作用发生大幅的位移，减小连接部位的受力；垂向系泊结构的系泊方式参阅图3，养殖网箱阵列中相邻养殖网箱4相切形成的封闭区域中，每个三个或四个养殖网箱交叉连接在一起后垂直向下系泊，其作用是固定养殖网箱4的相对位置并且垂直系泊不会占用网箱的养鱼空间。导波破碎型抗浪装置1的相邻两个防波堤之间公用一根y型悬链式系泊结构以减少缆绳的数量
26.本发明实施例中，养殖网箱阵列包括19个养殖网箱4，环形阵列排成3圈，具体为：养殖网箱阵列中心设置有一个养殖网箱4，第二圈紧密排列有6个养殖网箱4，第三圈紧密排列有12个养殖网箱4，相邻两个养殖网箱4相切处用第二橡胶圈14柔性连接。
27.如图4和图5所示，导波破碎型抗浪装置1由12个弧形防波堤串联组成圆环形，防波堤采用弧形结构更方便相邻两个防波堤之间相连，每个弧形防波堤两端的对接面上都设有卡口，卡口上设有销孔，相邻两个弧形防波堤通过橡胶圈和固定销连接，具体为：将第一橡胶圈6放在相邻两个防波堤对接面上的卡口里，固定销5穿过第一橡胶圈6和卡口上的销孔
固定，依次用此方法将所有的弧形防波堤连接起来，形成圆环形的导波破碎型抗浪装置1。第一橡胶圈6可以释放一定的自由度，为了防撞在每个弧形防波堤对接面上卡口的周围还垫有防撞垫13，防撞垫13的厚度大于卡口高度，可以很好地保护防波堤不被撞坏。该导波破碎型抗浪装置1结构简单可靠，便于安装。
28.如图6和图7所示，浮式光伏阵列3由若干个浮式光伏阵列单元阵列组成，每个浮式光伏阵列单元包括一个光伏板7、两个走道浮体8和一个承托光伏浮体9，走道浮体8和承托光伏浮体9都是轻量的拼接单元，每个走道浮体8和承托光伏浮体9的四个侧棱上均设有连接吊耳，两个走道浮体8的端面对接，其中一个走道浮体8的侧面连接有承托光伏浮体9，两个走道浮体8以及承托光伏浮体9之间均通过连接吊耳和塑料螺钉18连接，光伏板7通过光伏支架15以一定的角度安装到承托光伏浮体9上，同一列的两个相邻浮式光伏阵列单元的承托光伏浮体9之间有一个走道浮体8的间隔，使得拼接成型后的浮式光伏阵列3留有足够的空隙不影响养殖网箱的光照及透气；另外，设置走道浮体8便于光伏板7的安装和维修。拼接成型后的浮式光伏阵列3设置在养殖网箱4的上部，并依靠绳索连接到养殖网箱4上。浮式光伏阵列3的某些承托光伏浮体9底部安装有供氧装置16和水质监测探头17，可以监测水质并为养殖网箱4内提供氧气，进一步实现渔光互补。自动投食设备11上有安装吊耳，通过塑料螺钉18连接到走道浮体8的吊耳上从而拼接到浮式光伏阵列3上。为了进一步实现渔光互补，在每个养殖网箱的光伏阵列的中央安装有配电储电箱10，用于储存浮式光伏阵列产生的电能，并将电能供给供氧装置16、水质监测探头17和自动投食设备等。