一种水上光伏阵列锚固装置及锚固方法与流程

1.本发明属于水上光伏发电技术领域，具体为一种水上光伏阵列锚固装置及锚固方法。


背景技术：

2.对于水面光伏系统，由于其适用环境原因，需对光伏系统漂浮平台进行锚固，防止波浪或水面涨落幅度引起的漂浮平台位移，造成损失。传统的固定方法有两种，一种是采用抛锚的方式，即在漂浮平台四周将锚块抛入水中并锚绳将漂浮平台与锚块连接固定，另一种是在漂浮平台四周通过足够长的锚绳与岸边的锚桩连接固定。
3.对于水下锚固方式，现有的调节水位变化而引起的方阵漂移的方法主要方式有弹力绳（图3），拉簧（图4）及重力球（图5）的方式；弹力绳通常可调节范围受弹力绳材料的限制，一般最多是绳子长度的10%，拉簧也受拉簧弹性的限制，特别的是在水上容易引起腐蚀而失效；重力球的方式会因整体的受力增加，损失浮力。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供一种水上光伏阵列锚固装置及锚固方法，该锚固装置与锚固方法可以通过悬链起到自适应调节的作用，通过悬链部分的自重来调节锚点的受力；可以避免大型的光伏阵列锚固力分布不均匀产生的局部受力集中而造成的锚固失效；对于大型的光伏方阵，采取多排多列的悬链锚固，可以避免最外围方阵的局部受力造成的锚固失效，有利于将整体方阵的力分散到整个阵列中，保证了锚固的安全可靠。
5.本发明采用的技术方案如下：一种水上光伏阵列锚固装置，包括多组固定于水底的桩体或沉于水底的锚块、悬链以及锚绳；所述悬链一端连接锚块或桩体，另一端与锚绳一端连接；所述锚绳另一端连接水上光伏阵列。
6.其中，所述悬链为链状重物。
7.其中，所述悬链包括依次链接的多个环状重物。
8.其中，所述环状重物为金属材质。
9.其中，所述环状重物为钢筋混凝土结构。
10.其中，所述水上光伏阵列位于预设最高水位或较大幅度飘移时，所述悬链绷直。
11.其中，所述水上光伏阵列位于预设最低水位时，所述悬链匐于水底。
12.其中，所述水上光伏阵列位于预设最高水位与最低水位之间时，所述悬链部分悬空水中，部分匐于水底。
13.其中，所述锚绳为柔性绳。
14.其中，所述锚绳为刚性绳，其上端与水上光伏阵列转动铰接，下端与悬链另一端转动连接。
15.一种水上光伏阵列锚固方法，采用所述的锚固装置，包括以下步骤：
步骤一：在规划位置沉入锚块至水底；步骤二：在锚块上根据具体水文情况和设计要求依次连接一定数量和一定重量的环状重物，链接成所述悬链；连接锚绳；步骤二也可在陆地进行，然后连同锚块沉底；步骤三：在水面上安装布置水上光伏阵列；步骤四：将锚绳与水上光伏阵列连接；步骤五：当水文情况，特别是高低水位有较大变化时，根据需要增减环状重物。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：1、本发明采用悬链式的锚固方式可以通过悬链起到自适应调节的作用，通过悬链部分的自重来调节锚点的受力。在阵列水平漂移量小的时候悬链部分不起作用，漂移量大的时候悬链受力被拉起，而拉起的长度也跟阵列的漂移量有关；巧妙利用悬链柔性与重量并存的特点，实现水面光伏阵列的有限浮动与抗大幅飘移的平衡，随着水面光伏阵列的飘移幅度自动适应并调节对水面光伏阵列的拉力以及自身的长度，且其中不含复杂的机械结构，完全依靠悬链自身的特点实现，具有自动适应性、高稳定性、高寿命等优点。
17.2、由于悬链结构的锚固，悬链会根据与光伏阵列之间的距离自动变化拉扯长度，因此采用悬链式的锚固方式可以避免大型的光伏阵列锚固力分布不均匀产生的局部受力集中而造成的锚固失效或锚固装置故障。
18.3、对于大型的光伏方阵，采取多排多列的锚固，可以避免最外围阵列的局部受力造成的锚固失效，有利于将整体阵列的力分散到整个阵列中，保证了锚固的安全可靠。
19.4、悬链结构的锚固可以很简单的通过增减环状重物的数量或预设单个环状重物的重量来实现对不同位置的锚固，不同大小的光伏阵列，不同的水位高低变化和水面水文季节变化作出调整，其效果相当于弹力绳或拉簧锚固结构可调节弹力绳或拉簧的弹性系数；不仅安装简单方便，还能够很方便的适用于不同的锚固位置、光伏阵列大小以及水位水文变化。
附图说明
20.图1为本发明的锚固装置的示意图；图2为本发明的锚固装置在高低水位时的状态示意图；图3为现有技术中采用弹力绳锚固的示意图；图4为现有技术中采用拉簧锚固的示意图；图5为现有技术中采用重力球锚固的示意图。
21.图中标记：1、锚块；2、悬链；21、环状重物；3、锚绳。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.参见图1和2，一种水上光伏阵列锚固装置，包括多组固定于水底的桩体或沉于水底的锚块1、悬链2以及锚绳3；所述悬链2一端连接锚块1或桩体，另一端与锚绳3一端连接；所述锚绳3另一端连接水上光伏阵列。
24.进一步的，所述悬链2为链状重物。
25.进一步的，所述悬链2包括依次链接的多个环状重物21；环状重物21的形状可以使圆形、椭圆形、多边形或异形，为了方便制备，同时减少相邻两环状重物21之间的摩擦和碰撞，同时为了使其各向较为均匀，能适应光伏阵列不同方向的飘移和摆动，因此优选圆形或椭圆形的结构。
26.进一步的，所述环状重物21为金属材质，当采用金属材质时，优选采用铸铁，表面采用防锈处理，比如喷涂防锈漆，既有较大的密度，同时成本低。
27.进一步的，所述环状重物21为钢筋混凝土结构，采用钢筋混凝土成本较低，同时具有较高的强度，能够抵抗很大的拉应力和撞击力，环状重物21表面可以套设橡胶皮套，橡胶皮套可以采用防水密封结构，一方面能够减少水下环境对混凝土的腐蚀，同时可以作为碰撞的缓冲，避免混凝土结构相互碰撞碎裂。
28.进一步的，所述水上光伏阵列位于预设最高水位或较大幅度飘移时，所述悬链2绷直，此时悬链2所有的环状重物21均不支撑于水底地面，而是被拉起悬浮在水中，因此其重力均能转化为对锚绳3的拉力，也即对光伏阵列的拉力，此时拉力最强，同时由于悬链2被绷直，因此其有效长度加长，使光伏阵列具有较好的摆动缓冲。
29.进一步的，所述水上光伏阵列位于预设最低水位时，所述悬链2大部分匐于水底；此时悬链2大部分环状重物21支撑于水底地面，其重力并没有或只有少部分转化为对绳锚3的拉力，此时拉力最小，同时悬链2的有效长度缩短。
30.进一步的，所述水上光伏阵列位于预设最高水位与最低水位之间时，所述悬链2部分悬空水中，部分匐于水底。
31.总的来说，采用悬链式的锚固方式可以通过悬链2起到自适应调节的作用，通过悬链部分的自重来调节锚点的受力。在阵列水平漂移量小的时候悬链部分不起作用，漂移量大的时候悬链受力被拉起，而拉起的长度也跟阵列的漂移量有关；巧妙利用悬链2柔性与重量并存的特点，实现水面光伏阵列的有限浮动与抗大幅飘移的平衡，随着水面光伏阵列的飘移幅度自动适应并调节对水面光伏阵列的拉力以及自身的长度，且其中不含复杂的机械结构，完全依靠悬链2自身的特点实现，具有自动适应性、高稳定性、高寿命等优点。
32.同时悬链结构的锚固可以很简单的通过增减环状重物的数量或预设单个环状重物的重量来实现对不同位置的锚固，不同大小的光伏阵列，不同的水位高低变化和水面水文季节变化作出调整，不仅安装简单方便，还能够很方便的适用于不同的锚固位置、光伏阵列大小以及水位水文变化。
33.进一步的，所述锚绳3为柔性绳，可以选择强度较大的柔性绳索，也可以选择弹性绳。
34.进一步的，所述锚绳3为刚性绳，其上端与水上光伏阵列转动铰接，下端与悬链2另一端转动连接。
35.上述设置，可以使锚绳3具有较大范围的灵活指向，便于将光伏阵列的不同摆动或飘移方向的力均匀的通过锚绳3向下传递，也避免锚绳3在拉紧过程中对其与光伏阵列连接结构的损坏。
36.一种水上光伏阵列锚固方法，采用所述的锚固装置，包括以下步骤：步骤一：在规划位置沉入锚块1至水底；
步骤二：在锚块1上根据具体水文情况和设计要求依次连接一定数量和一定重量的环状重物21，链接成所述悬链2；连接锚绳3；步骤二也可在陆地进行，然后连同锚块1沉底；步骤三：在水面上安装布置水上光伏阵列；步骤四：将锚绳3与水上光伏阵列连接；步骤五：当水文情况，特别是高低水位有较大变化时，根据需要增减环状重物21的数量，新增的环状重物21的重量也是可以变化的，如果需要，已有的环状重物21也可以更换成不同重量的。
37.为了便于更换、新增或减少环状重物21，环状重物21最好设计成方便拆装的结构，可以采用两半圆卡扣连接或螺栓连接的结构，也可以采用在环状重物21上预留开口并设置开口封闭功能的结构，这些具体的结构在现有技术中都较为常见，可参考现有的卡环结构。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。