本发明涉及光伏技术领域，特别地涉及一种漂浮式水上浮体。
背景技术：
太阳能是一种清洁能源。利用光伏电站将太阳能直接转化成电能是一种高效的利用太阳能的方式。目前光伏电站主要建设在地面上，例如利用闲置的土地来建设。但是，因为照射能量分布密度小，受气候条件影响较大，所以陆地上光伏电站通常需要占用很大的面积。在经济发达地区土地资源宝贵，建设光伏电站受到了很大的限制。水上光伏是指利用闲置的水面来建设光伏电站。水上光伏电站具有不占用土地资源，减少水体蒸发，避免藻类生长等诸多优点，有这广阔的发展前景。
水上光伏电站的一种实施方式是采用漂浮式光伏阵列。现有的漂浮式光伏阵列的浮体都采用固定角度的一体式浮体。由于不同地域太阳照射角不同，固定角度的浮体很难适应多个地域，因此，多次开模容易造成成本的增加。而且由于浮体必须按照特定的方向安装，安装的难度也有所增加，造成施工效率的降低。为了提高施工效率，有时必须采用预安装的方式施工。但是这种方式需要使用大型的工程机械，对施工场地也有要求。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种漂浮式水上浮体，包括：主体，其基本上是平坦的；一个或多个凹陷，其设置在主体上，以及一个或多个拉耳，其设置在主体相对的侧边上。
如上所述的水上浮体，其中，所述拉耳与主体的顶角相间隔，其中拉耳的中心与顶角之间的距离大于或等于80mm、100mm、120mm、150mm、180mm或200mm。
如上所述的水上浮体，其中，所述拉耳包括螺栓限位装置。
如上所述的水上浮体，其中主体的至少一个侧面包括一个或多个凹部，所述拉耳或其一部分容纳于所述凹部中。
如上所述的水上浮体，进一步包括一个或多个设置在主体侧边上的贯通或者非贯通的凹槽，其与所述拉耳设置在不同的侧边上。
如上所述的水上浮体，其中一个或多个凹陷设置在主体的侧边上，并与所述拉耳设置在不同的侧边上。
如上所述的水上浮体，其中凹陷的横向距离为小于50cm，或70cm，或90cm。
如上所述的水上浮体，其中凹陷为贯通的凹槽，在贯通的凹槽内包括横板。
如上所述的水上浮体，进一步包括一个或多个支架；其中一个或多个支架的一端容纳于凹陷中。
如上所述的水上浮体，其中所述浮体是中空的。
如上所述的水上浮体，进一步包括通气阻水的通气阀。
如上所述的水上浮体，进一步包括多个加强孔，其中加强孔的位于主体的中线或对角线上，至少一个加强孔的面积小于主体上表面的1/50、1/80、或1/100。
根据本发明的另一个方面，提出一种漂浮式水上浮体阵列，包括：多个如上所述的水上浮体；多个横间浮体，其设置在多个如上所述的水上浮体之间；其中，横间浮体包括多个拉耳，横间浮体与多个如上所述的水上浮体通过各自的拉耳相互固定。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1A-图1E为根据本发明一个实施例的主浮体示意图；
图2A-图2E为根据本发明一个实施例的连接浮体示意图；
图3A-图3E为根据本发明另一个实施例的连接浮体示意图；
图4A-图4E为根据本发明一个实施例的横间浮体示意图；
图5为根据本发明一个实施例的浮体阵列示意图；
图6为根据本发明另一个实施例的浮体阵列示意图；
图7A-图7D为根据本发明一个实施例的支架示意图；以及
图8A和图8B为根据本发明一个实施例的光伏模组示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
本发明提出一种适用于水上光伏电站的新型漂浮式阵列的浮体，适应能力强，结构强度高，施工方便，适于大规模的建设安装。
图1A-图1E为根据本发明一个实施例的主浮体示意图。图1A-图1C分别为主浮体的主视图、仰视图和右视图，示出了主浮体各个面的形状。图1D和图1E为主浮体的正面和背面立体图，示出其整体形状。
如图所示，主浮体100包括主体101。主体101的上表面基本上是平坦的。其中，主体101上包括一个或多个凹陷102。凹陷102用来承载支撑太阳能电池组件的支架。主体101上还设置有一个或多个拉耳103。
根据本发明一个实施例，主体101的上表面大致呈矩形。在主浮体上下两个侧面各设置2个拉耳。每个拉耳用于与一个连接浮体连接。根据本发明的一个实施例，拉耳设置在主浮体的侧面并与主浮体的顶角相间隔。这种设置有利于增强与连接浮体连接后的稳定性。例如，拉耳的中心与顶角之间的距离大于或等于80mm、100mm、120mm、150mm、180mm或200mm。在一些实施例中，主浮体的上下两个侧面上包括多个凹部104，拉耳容纳于凹部104中，以增强主浮体和拉耳的强度，并且保护主浮体与连接浮体之间的连接。
根据本发明一个实施例，主浮体的左右两个侧面轮廓上略有内凹。在一些实施例中，主浮体的左右两个侧面还包括的多个贯通或非贯通的凹槽120，以提高主体本身的刚度，提高浮体上表面的承载载荷，增加浮体抵抗受力变形的能力。
根据本发明一个实施例，在主浮体上设置多个凹陷102，凹陷102用于承载用于支撑太阳能电池组件的支架。在一些实施例中，凹陷102设置在主浮体的左右两个侧面并靠近顶角。凹陷102的横向距离为小于50cm，或70cm，或90cm
根据本发明一个实施例，凹陷102包括贯穿整个主浮体100的凹槽124以及凹槽124内的片材126。支架设置在片材126上，从而支撑并固定太阳能电池板。举例而言，片材126上还可以包括通孔128，通过螺栓穿过通孔128并与支架固定而将支架连接到主浮体100上。如本领域技术人员所了解，支架与主浮体的连接还可以是其他方式。例如：铆接、焊接或者支架上带有类似于片材126的底座，直接卡接到凹陷102中。根据本发明一个实施例，片材126可以与凹槽124一体成型，也可以接合到凹陷中。凹陷102位于主浮体的侧边，更有利于减少主浮体的面积，可以节省浮体材料，减少浮体的生产成本。
主浮体的强度与主浮体与连接浮体牢固连接对于光伏阵列的稳定性有着显著的影响。本发明的主浮体在材料和结构上进行了诸多改进，以提高主浮体的强度和与连接浮体连接的牢固度。
根据本发明一个实施例，主浮体采用高密度的聚乙烯材料，强度高，韧性和耐久性好。根据本发明一个实施例，主浮体的拉耳设置主体的侧边凹部内，增加了拉耳的强度，保护与连接浮体之间的连接的稳定，有利于提高拉耳的使用寿命。
进一步地，如图所示，在主浮体的上表面和下表面分别设置图案不同的网状凹线。网状凹线能够增加主浮体的强度以及抵抗外力的能力。根据本发明一个实施例，上下表面的图案不同，使得主浮体可以抵抗不同方向的外力，更加有利于提高主浮体的强度。根据本发明一个实施例，上表面设置45度和135度相互垂直的网状凹线105，下表面设置0度和90度相互垂直的网状凹线106。
进一步地，主浮体包括一个或多个加强孔，其设置在主浮体的中线上或者对角线上。根据本发明一个实施例，主浮体设置有两个加强孔107和108。加强孔的面积小于主体上表面的1/50、1/80、或1/100，设置在主浮体垂直于连接浮体的中线或对角线上。如图所示，加强孔107和108将主浮体等分成三部分。加强孔的存在使得主浮体下水后可以让水流穿过，增加主浮体在水中的稳定性，同时也可以增加主浮体的强度。
根据本发明一个实施例，主浮体可以是内部中空。中空的浮体既可以减少材料的消耗也可以增加浮体的浮力。同时，在抵抗应力和受力变形方面也有一定的益处。
进一步地，拉耳103与主浮体一体成型，从主浮体上向外延伸。拉耳还包括一个通孔109，可以通过螺栓将主浮体与连接浮体连接。为了增加拉耳的强度，在拉耳的径向和圆周方向设置加强筋110。根据本发明的一个实施例，拉耳包括限位装置。例如通孔109包括向外凸出部分，而螺栓也包括一个相同外凸部分。当螺栓插入通孔109中时，螺栓的外凸部分落入通孔109的往外凸出部分之中，从而起到螺栓限位的作用。
进一步地，主浮体100还包括通气阀112，其设置在两拉耳之间，用于浮体内部与外界气体流通，防止热胀冷缩对浮体造成破坏。如本领域技术人员所理解，通气阀可以设置在主浮体的任意位置。通气阀112的开口处还包括阀门113，其用于防止液体进入到浮体内部，影响浮体的浮力。根据本发明一个实施例，阀门113可以利用聚四氟乙烯制造，防护等级可以为IP65以上，可以使得气体通过阻止液体通过。
图2A-图2E为根据本发明一个实施例的连接浮体示意图。图2A-图2D分别为连接浮体的主视图、仰视图、右视图和后视图，示出其各个面的形状。图2E为连接浮体的立体图，示出其整体形状。
如图所示，连接浮体200包括主体210，主体210的上表面大致上为长边较长的矩形，主体210的上表面基本平坦。其中，主体210上设置有一个或多个拉耳201。根据本发明一个实施例，连接浮体200包括多个拉耳，其设置在连接浮体的角上并向外延伸。如图所示，主体210的顶角从轮廓上向内收缩，从而使得主体210的轮廓在两端略尖。进一步地，拉耳201包括从主体顶角向主体的侧边延伸的部分211。这样的设置能够极大加强拉耳的强度，但是却并不会占据过大的面积以及也不会增加成本。
根据本发明一个实施例，在连接浮体的长边侧面上包括多个凹槽208，以提高主体本身的刚度，提高浮体上表面的承载载荷，增加浮体抵抗受力变形的能力。
连接浮体的强度与连接浮体与主浮体之间的牢固连接对于光伏阵列的稳定性有着显著影响。本发明的连接浮体在材料和结构上进行了诸多改进，以提高其强度和与主浮体连接的牢固度。
根据本发明一个实施例，连接浮体采用高密度聚乙烯材料，强度高，韧性和耐久性好。根据本发明一个实施例，连接浮体的拉耳设置在浮体的角上向外延伸，与主浮体凹部内的拉耳连接，也被容纳与主浮体的凹部内容，从而连接浮体与主浮体之间可以形成嵌合结构，加强二者之间的连接强度，同时保护二者之间的连接。这种设计使得维护间隔可以更长，降低了整体的维护成本。
进一步地，如图所示，在连接浮体的上表面和下表面分别设置图案不同的网状凹线，网状凹线能够增加连接浮体抵抗外力的能力，增加连接浮体的强度。上表面和下表面的图案不同，使得连接浮体抵抗外力的方向也不同。根据本发明一个实施例，上表面设置45度和135度相互垂直的网状凹线202。下表面设置0度和90度相互垂直的网状凹线203。
进一步地，参考图2D，连接浮体的下表面设置非贯穿的开口204。开口的存在也是为了增加连接浮体的强度。根据本发明一个实施例，开口为沿着连接浮体的方向的条形开口。并且从下表面到上表面逐渐收缩呈阶梯状。
连接浮体下部的条形开口既可以减少材料的消耗也可以增加连接浮体的浮力。同时，条形开口的结构对于抵抗应力也有一定的益处。
进一步地，拉耳201与连接浮体一体成型，从连接浮体上自然向外延伸。拉耳上设置有通孔，以允许螺钉通过。为了增加拉耳的强度，拉耳上设置径向和环形的加强筋。根据本发明的一个实施例，拉耳包括限位装置。例如通孔包括向外凸出部分，而螺栓也包括一个相同外凸部分。当螺栓插入通孔中时，螺栓的外凸部分落入通孔的往外凸出部分之中，从而起到螺栓限位的作用。
进一步地，连接浮体200还包括通气阀205。其设置在两拉耳之间，用于浮体内部与外界气体流通。防止热胀冷缩对浮体造成破坏。如本领域技术人员所理解，通气阀可以设置在连接浮体的任意位置。通气阀205的开口处还包括阀门206。其用于防止液体进入到浮体中。根据本发明一个实施例，阀门206可以利用聚四氟乙烯制造，防护等级可以为IP65以上，可以使得气体通过阻止液体通过。
图3A-图3E为根据本发明另一个实施例的连接浮体示意图。图3A-图3D为连接浮体主视图、仰视图、右视图和后视图，示出其各个面的形状。图3E为连接浮体立体图，示出其整体形状。在本实施例中，提供了一种连接浮体的设计，其减少了连接浮体的受力面积，节省了连接浮体的材料。
如图所示，连接浮体300包括主体310。其上表面基本平坦。根据本发明一个实施例，主体310可以分为连接部分301和302以及中间部分303。其中，连接部分301和302与图2实施例中的连接浮体宽度类似，中间部分303的宽度小于两端连接部分的宽度。这种连接浮体可以节省浮体材料，并且统一连接浮体与主浮体之间的连接。根据本发明一个实施例，其中中间部分宽度小于两端宽度的4/5、3/4、2/3或1/2。根据本发明一个实施例，连接部分上设置有一个或多个拉耳304。根据本发明一个实施例，连接浮体300与主浮体包括多个拉耳，其设置在连接浮体300的角上并向外延伸。
根据本发明一个实施例，在连接浮体300的长边侧面上包括多个凹槽320，以提高主体本身的刚度，提高浮体上表面的承载载荷，增加浮体抵抗受力变形的能力。
连接浮体的强度与连接浮体与主浮体之间的牢固连接对于光伏阵列的稳定性有着显著影响。本发明的连接浮体在材料和结构上进行了诸多改进，以提高其强度和与主浮体连接的牢固度。
根据本发明一个实施例，连接浮体300采用高密度聚乙烯材料，强度高，韧性和耐久性好。根据本发明一个实施例，连接浮体300的拉耳设置在浮体的角上向外延伸，与主浮体凹部内的拉耳连接，连接浮体300与主浮体之间可以形成嵌合结构，加强二者之间的连接强度，同时保护二者之间的连接。这种设计使得维护间隔可以更长，降低了整体的维护成本。
进一步地，如图所示，在连接浮体300的上表面和下表面分别设置图案不同的网状凹线，网状凹线能够增加连接浮体抵抗外力的能力，增加连接浮体300的强度。上表面和下表面的图案不同，使得连接浮体300抵抗外力的方向也不同。根据本发明一个实施例，上表面设置45度和135度相互垂直的网状凹线305。下表面设置0度和90度相互垂直的网状凹线306。
进一步地，拉耳304与连接浮体300一体成型，从连接浮体300上自然向外延伸。拉耳上设置有通孔，以允许螺钉通过。为了增加拉耳的强度，拉耳上设置径向和环形的加强筋。根据本发明的一个实施例，拉耳包括限位装置。例如通孔包括向外凸出部分，而螺栓也包括一个相同外凸部分。当螺栓插入通孔中时，螺栓的外凸部分落入通孔的往外凸出部分之中，从而起到螺栓限位的作用。
进一步地，连接浮体300还包括通气阀307。其设置在两拉耳之间，用于浮体内部与外界气体流通。防止热胀冷缩对浮体造成破坏。如本领域技术人员所理解，通气阀可以设置在连接浮体的任意位置。通气阀307的开口处还包括阀门308。其用于防止液体进入到浮体中。根据本发明一个实施例，阀门308可以利用聚四氟乙烯制造，防护等级可以为IP65以上，可以使得气体通过阻止液体通过。
图4A-图4E为根据本发明一个实施例的横间浮体示意图。图4A-图4C为横间浮体的主视图、仰视图和右视图。示出其各个面的形状。图4D和图4E为横间浮体的背面和正面立体图，示出其整体形状。
如图所示，横间浮体400包括主体410。横间浮体400大致呈正方形。包括多个设置在角上并自然向外延伸的拉耳401-404。根据本发明一个实施例，拉耳设置在横间浮体的角上。根据本发明的一个实施例，横间浮体的4个拉耳都同时连接到主浮体和连接浮体上；或者横间浮体的2个拉耳连接到主浮体上，另外两个拉耳连接到连接浮体上。根据本发明一个实施例，横间浮体采用高密度聚乙烯材料，强度高，韧性和耐久性好，寿命长。进一步地，本发明的横间浮体在结构上也采用了诸多改进，以提高横间浮体自身的强度和连接的牢固度。例如，和连接浮体同时与主浮体凹槽内的拉耳连接，三者之间可以形成嵌合结构，加强了连接的强度。
进一步地，如图所示，在横间浮体的上表面和下表面分别设置图案不同的网状凹线。网状凹线能够增加横间浮体抵抗外力的能力，增加横间浮体的强度，上表面和下表面的图案不同，使得横间浮体抵抗外力的方向也有所不同。根据本发明一个实施例，上表面设置45度和135度相互垂直的网状凹线405。下表面设置0度和90度相互垂直的网状凹线406。根据本发明一个实施例，横间浮体为中空结构。
进一步地，横间浮体400还包括通气阀407。其设置在两拉耳之间，用于浮体内部与外界气体流通。防止热胀冷缩对浮体造成破坏。如本领域技术人员所理解，通气阀可以设置在横间浮体的任意位置。通气阀407的开口处还包括阀门408。其用于防止液体进入到浮体中。根据本发明一个实施例，阀门408可以利用聚四氟乙烯制造，防护等级可以为IP65以上，可以使得气体通过阻止液体通过。
本发明的主浮体和连接浮体可以相互连接形成光伏阵列。横间浮体是可选的，其可以设置于两个链接浮体之间，增加主浮体与连接浮体的强度。
图5为根据本发明一个实施例的浮体阵列示意图。如图所示，浮体阵列500包括多个主浮体100和与多个主浮体相连接的连接浮体200以及连接浮体300。其中，主浮体100的一侧与连接浮体200相连，另一侧与连接浮体300相连。主浮体与连接浮体相互连接形成浮体阵列，在主浮体上连接支架，并在支架上安装太阳能电池板形成光伏阵列。
如本领域技术人员所理解，在光伏阵列后期维护中，相邻的两行主浮体之间，维护人员只需要经过中间的连接浮体，并不需要经过两行主浮体外侧的连接浮体，故在浮体阵列中采用连接浮体200与连接浮体300相间分布的方式。该布置方式可以起到提示作用，相对来说后期维护人员并不会使用较窄的连接浮体300，并且采用该布置可以节省浮体材料的使用，降低光伏电站的建设成本。
图6为根据本发明另一个实施例的浮体阵列示意图。如图所示，浮体阵列600包括多个主浮体100。其中，主浮体100互相之间直接连接形成浮体阵列。根据本发明一个实施例，主浮体之间可以直接采用横间浮体相连。4个主浮体之间采用一个横间浮体即可进行连接。如本领域技术人员所理解，以上采用横间浮体连接只是给出了一种主浮体之间的连接方式，现有技术中其他的连接方式也可以应用于本发明中。例如：直接采用连接板或者连接条将各个主浮体上的拉耳相互连接起来。
根据本发明一个实施例，在一个主浮体上安装太阳能电池板后，与其相邻的主浮体上并不会安装太阳能电池板，可以预留出维护空间。根据本发明一个实施例，该种布置还可以应用于电气设备的安装。
图7A-图7D为根据本发明一个实施例的支架示意图。图7A和图7B为长支架两个不同方向的视图，示出其整体的形状。图7C和图7D为短支架两个不同方向的视图，示出其整体形状。主浮体100通过一组长支架和一组短支架支撑太阳能电池板。
如图所示，长支架701包括支架主体703和压片704。二者均可以是平行的板状金属材料形成。其中，在支架主体703的金属板材之间每间隔一定的距离包括平行的面板。具体而言，支架主体703包括上部部分705、中间部分706和底板707，其中，底板707可以大于中间部分面板的面积，增大面积方便支架安装到浮体上更加稳固。上部部分705包括从其上以一定角度向外延伸并在末端弯折形成折边的第一弯勾708，其用于勾住太阳能电池板的金属边框。压片704包括3个部分，第一部分709和第二部分710用于与支架主体上部部分705相接触，第三部分711用于接触太阳能电池板的金属边框并压紧，从而将太阳能电池板固定在长支架上。根据本发明一个实施例，第三部分711带有一定的弯度，可以压紧太阳能电池板，增加压片与太阳能电池板之间的预紧力。其中，第二部分710包括孔716，其用于压片与支架主体的连接。与之对应的支架主体上部部分705也包括孔717，通过螺栓可以将压片704连接到支架主体703上。
短支架702的结构与长支架类似，包括底板712和上部部分713。底板712与底板707结构类似，这里不再赘述。根据本发明一个实施例，底板707和712均包括开孔，用于支架与浮体之间的连接。其中，短支架并不包括中间部分，同时上半部分为一体结构，包括第二弯勾714和止动部分715。其中，弯勾用勾住太阳能电池板的金属边框，止动部分同于接触太阳能电池板并止动太阳能电池板。根据本发明的一个实施例，支架可以是铝合金标准件。
图8A和图8B为根据本发明一个实施例的光伏模组示意图。图8A为光伏组件爆炸图，示出其各部件的安装位置。图8B为光伏模组侧视图，示出其侧面形状。如图所示，光伏模组800包括浮体801以及安装在浮体上的一组长支架701和一组短支架702以及太阳能电池板802。
根据本发明一个实施例，可以预先将长支架701的支架主体703和短支架702安装到浮体凹陷中的片材上。然后将太阳能电池板802先通过短支架702的第二弯勾714勾到太阳能电池板的金属边框的下边，同时短支架702的止动部分715阻挡太阳能电池板，然后长支架701的第一弯勾708勾到太阳能电池板的金属边框的上边，安装压片704锁紧太阳能电池板，实现支架与太阳能电池板的连接。根据本发明一个实施例，止动部分带有圆弧，其止挡太阳能电池板会发生一定的位移的弹性形变，与压片704配合可以增加对太阳能电池板的夹持。增加太阳能电池板安装后的牢固度。
根据本发明一个实施例，如图8B所示，通过长支架701和短支架702提供对太阳能电池板的支撑，实现了太阳能电池板一定倾角的倾斜。长支架与短支架的一端安装到浮体上，与连接片上的预留孔连接实现与浮体的连接。另一端安装到太阳能电池板的金属边框上，从而实现与太阳能电池板的连接。根据本发明一个实施例，长短支架可以与浮体一体成型，浮体就可以直接连接太阳能电池板了。根据本发明一个实施例，长短支架的高度可以根据实际情况来加工。由此本发明的光伏组件可以实现不同的角度从而适应不同的地域。
本领域技术人员应当理解，以上支架的实施例仅仅给出了一种太阳能电池板的安装方式。现有技术的其他安装方式也可以应用于本发明中。例如，其他结构的支架也可以应用于本发明的浮体上从而实现太阳能电池板的安装。在一些实施例中，浮体上可以包括支撑体，太阳能电池板被倾斜地支撑在支撑体与浮体之间。或者，浮体上可以包括高低两个支撑体，太阳能电池板被倾斜地支撑在高低支撑体之间。再或者，浮体上可以包括斜面体，而太阳能电池板可以铺设在倾斜的斜面体上。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。