一种用于水上漂浮式光伏系统的支架式浮筒的制作方法

本发明涉及水上光伏发电技术领域，特别涉及一种支架式浮筒。

背景技术：

随着工业和能源的累积开采，地球的环境已经遭到严重的破坏，并且近几年各地雾霾状况加剧，导致各地政府重视清洁能源的使用，而太阳能是目前人类用之不尽的清洁能源，零污染零排放，是非常值得推广使用的能源，陆地上使用太阳能的地方基本都在开发和推广，近几年人民开始研究海上太阳能的开发，海上太阳能由于没有地形和植被的影响，非常适合大规模开采，排除海上恶略天气的影响，水面太阳能是非常有开发潜力的，利用水域进行光伏电站建设是比较新的概念。

近几年，水上光伏的各种开发技术如雨后春笋地出现，越来越多样的水面光伏的方案被应用于实际工程。现有水面光伏单元设计大多数为一体式浮筒，一体式浮筒倾角不可调节，市场范围较小，而普通支架式浮筒又存在安装复杂以及不利于光伏板安全等问题。同时，大部分浮筒和光伏组件之间尺寸单一，无法调节，无法适应各个电池组件制造厂商推出的新规格的电池组件；因此单一安装尺寸的浮筒不能够满足市场需求，在使用过程中存在诸多制约因素。因此，设计一种安装方便、结构安全、适用范围广的光伏浮筒成为一项难题。

另外，当前国内外适合制造浮筒的材料包括两大类：1)以高密度聚乙烯为代表的热塑性材料，2)以不饱和聚酯为代表的热固性材料。适合制造浮筒材料必须满足如下基本因素：a)性能考量：材料整体上在户外稳定，在水环境上性能可控，并有空间进行技术改良和提升；b)适合于大规模生产和制造浮筒类组件；c)材料的成本适合相关应用场合。改性高性能的高密度聚乙烯(hdpe)已成为漂浮平台主流材料。本发明针对25年耐候需要改进的耐紫外线和应力开裂问题，进一步改进了适合于光伏使用的改性高密度聚氯乙烯材料。

技术实现要素：

针对现有技术的不足和缺陷，提供一种支架式浮筒，该浮筒具有安装方便、结构安全性高、适用范围广的特点。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案。

一种用于水上漂浮式光伏系统的支架式浮筒，包括光伏板、主浮体、支架和卡箍，其特征在于：支架包括框体和两个升降系统，框体通过卡箍固定于主浮体上，升降系统垂直连接于框体，光伏板通过升降系统连接于框体，使得光伏板呈倾斜设置；升降系统包括支座、升降气缸和支撑杆；光伏板通过其底部的固定杆与支座转动连接，支座设于升降气缸的顶部，升降气缸设于支撑杆的顶部。所述框体为可伸缩框体，其中两根平行基础杆分别包括外杆和内杆。

进一步的，主浮体上设有多个卡槽，框体嵌设于卡槽内。

进一步的，所述主浮体四周设有耳板，耳板上设有用以连接走道浮体的通孔。

进一步的，主浮体和耳板连接处采用带弧度的过渡结构。

进一步的，框体包括至少四根基础杆件组成。

进一步的，升降气缸为电动升降气缸，所述浮筒还含有控制模块，控制模块与电动升降气缸相连，实现对光伏板角度的自动调节。

进一步的，卡箍由金属材料和/或塑料材料制成。

进一步的，外杆内侧设置有多个弹性凸起，内杆外侧设置有与凸起相配合的多个凹槽，弹性凸起与凹槽配合使伸缩杆长度固定于某一合适的位置。

进一步的，主浮体和/或走道浮体采用改性高密度聚乙烯材料制成；所述改性高密度聚乙烯材料由高密度聚氯乙烯、硅烷偶联剂改性高岭土、纳米硫酸钡、二氧化硅、二氧化钛、马来酸酐混合制备而成。

本发明的有益效果为：

1.本发明实施例提供的支架式浮筒，通过一体式支架结构，防止了由于浮筒塑料的变形而导致的光伏组件可能受到的损伤。

2.本发明实施例提供的支架式浮筒，通过在主浮体耳板区域采用带弧度的设计，防止了受环境荷载时而导致的应力集中，并且有利于吹塑成形。

3.本发明实施例提供的支架式浮筒，通过卡箍安装支架的方式，使施工安装过程更加方便快捷。

4.本发明实施例提供的支架式浮筒，通过设计升降系统，可以实时控制光伏板的倾斜角度，提高光伏利用率；同时还配备了可伸缩的框体，可以实现对于不同尺寸光伏板的适应安装。

5.浮筒材料的改进，其拉伸强度和拉伸延伸率以及冲击强度维持率大于70％以上。漂浮材料能满足长达25年使用要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中升降系统的示意图。

图3是伸缩杆的示意图。

图中，1.光伏板；2.主浮体；3.框体；4.竖杆；5.卡箍；6.固定杆；7.支座；8.升降气缸；9.支撑杆；10.伸缩杆；11.内杆；12.外杆；13.凹槽；14.弹性凸起；15-耳板；16-通孔。

具体实施方式

结合附图对本发明进一步阐释。

参见图1至图3所示的一种支架式浮筒，包括光伏板1、主浮体2、支架和卡箍5，主浮体2采用吹塑工艺制成，主浮体2四周设有耳板15，耳板15上设有用以连接走道浮体的通孔16，主浮体2通过通孔16连接走道浮体11以组成光伏阵列。主浮体2和耳板15连接处采用带弧度的过渡结构，用来防止应力集中，提高了同壁厚浮筒总体强度一倍以上。

支架包括框体3和升降系统4，框体3包括至少四根基础杆件组成，升降系统4的数量为两个，主浮体2上设有多个卡槽，基础杆件嵌设于卡槽内，并通过卡箍5固定于主浮体2上，卡箍5由金属材料制成，并且可由单人在不借助工具的情况下安装固定，使施工安装过程更加方便快捷。所述框体3两个平行的基础杆为可伸缩杆，这两根平行基础杆分别包括外杆12和内杆11，外杆12内侧设置有多个弹性凸起14，内杆11外侧设置有与凸起14相配合的多个凹槽13，弹性凸起14与凹槽13配合使伸缩杆长度固定于某一合适的位置。使用时根据光伏板尺寸的不同，可以选择内杆不同的伸缩程度，从而适应不同大小光伏板的安装需求。

升降系统4垂直连接于框体3，光伏板1通过升降系统4连接于框体3，使得光伏板1呈倾斜设置；升降系统4包括支座7、升降气缸8和支撑杆9；光伏板1通过其底部的固定杆6与支座7转动连接，支座7设于升降气缸的顶部，升降气缸8设于支撑杆9的顶部。

作为优选方案，本实施例选择电动升降气缸，设置相应的控制模块与其相连，实现根据太阳光的照射角度自动调节光伏板的朝阳面的目的，从而有效提高光伏利用率。

本发明实施例提供的支架式浮筒，通过一体式支架结构，防止了由于浮筒塑料的变形而导致的光伏组件可能受到的损伤。通过在主浮体2耳板12区域采用带弧度的设计，防止了受环境荷载时而导致的应力集中，并且有利于吹塑成形。通过卡箍5安装支架的方式，使施工安装过程更加方便快捷。通过设置升降系统和可伸缩框体，实现了对光伏组件角度和大小同时调节的需求。通过对光伏浮筒的材料改性，提高了浮筒的抗紫外线性能和力学性能，延长了使用寿命。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种支架式浮筒，包括光伏板、主浮体、支架和卡箍，支架包括框体和升降系统，升降系统高度可调节，框体通过卡箍固定于主浮体上，升降系统垂直连接于框体，光伏板通过升降系统连接于框体，使得光伏板呈倾斜设置，框体为可伸缩框体，两个平行的框体基础杆为可伸缩杆结构设置，便于伸缩调整框体的大小，可以适应不同尺寸光伏组件的安装需求,本发明具有安装方便、结构安全性高、适用范围广的特点。

技术研发人员：余操;黄志明;齐晓亮;顾建忠;张大刚;徐刚
受保护的技术使用者：宁波安浮新能源科技有限公司
技术研发日：2017.12.13
技术公布日：2018.04.06