一种光伏连接装置、水面漂浮式光伏发电系统及安装方法与流程

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏连接装置、水面漂浮式光伏发电系统及安装方法。

背景技术：

随着清洁能源和可再生能源成为世界各国研究、实践的热点，太阳能光伏发电作为其中的重要一员，以其清洁、安全、可再生等显著优势，近年来得到了长足的发展。太阳能光伏发电具有无噪音、无污染、建设周期短、安全可靠等诸多优点，越来越受到人们的青睐。太阳能光伏发电的广泛应用，能为缓解能源短缺和环境污染问题提供了新的出路。

太阳能光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。目前太阳能发电站需要非常大的占地面积，土地的资源缺乏问题日益严重，因此，水面漂浮式光伏电站应运而生，它通过浮体将光伏组件支撑在水库、湖泊、池塘及水处理厂等的水面上接受光照并发电，既合理利用了土地资源，对于土地资源匮乏的地区是一个重要的方向，又不污染水体，不影响渔业养殖，同时，还能减少水体蒸发，抑制藻类繁殖，起到保护水资源的作用。

目前国内外已提出了多种形式的水面光伏系统，一般按浮体种类可分为浮体式和浮管式。例如，中国专利CN105207582A中公开了一种水上光伏发电系统的光伏支架，包括多根横梁、斜梁等部件，多采用梁结构，导致需要大量的螺栓来连接、固定，从而连接十分复杂。中国专利CN204993207U中公开了一种水上光伏系统用支架，包括横梁和纵梁，横梁和纵梁采用固定连接方式，该连接方式虽然简单，但可靠性差。

技术实现要素：

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的光伏支架构造复杂、可靠性低。

为此，本发明实施例的一种光伏连接装置，包括：

燕尾连接组件，包括燕尾支架，燕尾支架包括燕尾和架柱，燕尾连接位于架柱的一端，燕尾用于与浮体的燕尾槽连接，架柱的另一端用于与倾斜太阳能板架的高端和/或低端连接。

优选地，所述燕尾支架还包括翼板，翼板连接位于架柱的侧面上且靠近燕尾，用于与浮体的表面紧密贴合。

优选地，所述燕尾支架还包括直角挡板，直角挡板连接位于架柱的另一端，用于与太阳能板架的外侧表面紧密贴合；

架柱的侧面上开设有条形导孔和第一螺栓导孔。

优选地，所述燕尾连接组件还包括半工形活动夹片，半工形活动夹片包括短边、长边和连接边，连接边上开设有第二螺栓导孔，短边连接位于连接边的一端，长边连接位于连接边的另一端，短边相对于长边倾斜一定角度，长边用于穿入条形导孔，短边用于与太阳能板架的内侧表面接触将太阳能板架压紧在短边与直角挡板之间。

优选地，还包括：

嵌入式连接组件，包括挂钩形活动夹片，挂钩形活动夹片包括上钩边、下钩边和垂边，上钩边的一端与下钩边的一端呈锐角连接，下钩边的另一端与垂边的一端连接，垂边上开设有第三螺栓导孔，上钩边和下钩边分别用于与倾斜太阳能板架低端的内侧表面接触将太阳能板架压紧在上钩边与下钩边之间。

优选地，所述嵌入式连接组件还包括包裹片，包裹片包括平行设置的两块板片，两块板片上分别对应开设有第四螺栓导孔，包裹片用于夹在挂钩形活动夹片与浮体之间。

本发明实施例的一种水面漂浮式光伏发电系统，包括上述的光伏连接装置、浮体和太阳能板架，光伏连接装置分别与浮体和太阳能板架连接，用于使太阳能板架倾斜一定角度；

浮体包括浮体燕尾槽座，浮体燕尾槽座包括燕尾槽，用于能与燕尾支架的燕尾匹配连接。

优选地，所述浮体还包括浮体底座，用于能将倾斜太阳能板架的低端放置于浮体底座上，浮体底座上开设有第五螺栓导孔，能分别与第三螺栓导孔和第四螺栓导孔匹配连接。

本发明实施例的一种水面漂浮式光伏发电系统的安装方法，包括以下步骤：

调整至少两组燕尾连接组件的架柱具有第一高度，至少两组燕尾连接组件的架柱具有第二高度，所述第一高度大于第二高度；

将具有第一高度的至少两组燕尾连接组件与用于高端的浮体燕尾槽座连接，将具有第二高度的至少两组燕尾连接组件与用于低端的浮体燕尾槽座连接；

将太阳能板架分别与具有第一高度和第二高度的燕尾连接组件连接。

本发明实施例的一种水面漂浮式光伏发电系统的安装方法，包括以下步骤：

将至少两组燕尾连接组件与用于高端的浮体燕尾槽座连接；

将太阳能板架放置于用于低端的浮体底座上；

通过至少两组嵌入式连接组件将太阳能板架与浮体底座连接；

将太阳能板架与至少两组燕尾连接组件连接。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

1.本发明实施例提供的光伏连接装置，通过设置燕尾连接组件，燕尾支架的燕尾能与其匹配的浮体上的燕尾槽连接，面接触的方式能够极大地减少各接触区应力集中，充分保证连接在极限风载下的可靠性，防止太阳能板架脱离浮体，具有可靠性高的优点，并且燕尾结构构造简单，简化了结构，便于安装操作，且占用空间小，为浮体、太阳能板架预留了合理的操作空间和散热、散风空间。通过调节架柱的高度，调节太阳能板架倾角，可满足不同纬度地区的光照要求，降低改造成本，具有良好的适应性。

2.本发明实施例提供的光伏连接装置，通过设置短边相对于长边倾斜一定角度，可使燕尾连接组件适用于不同厚度的太阳能板架，并且在太阳能板架倾斜不同角度时，通过半工形活动夹片随螺栓调节前后移动，从而均能保证太阳能板架的紧固连接，连接可靠性高。

3.本发明实施例提供的光伏连接装置，通过设置包裹片，对螺栓穿过的浮体薄壁进行了保护，螺栓拧紧时，增大了螺栓对浮体的应力分散区域，减少了螺栓对浮体的应力集中，从而可减少光伏连接装置的损坏，延长使用寿命。

4.本发明实施例提供的水面漂浮式光伏发电系统，通过光伏连接装置的燕尾连接组件将浮体与太阳能板架连接且使太阳能板架倾斜一定角度，从而大大提高了连接可靠性，并且构造简单、占用空间小，便于安装操作。

5.本发明实施例提供的水面漂浮式光伏发电系统，通过光伏连接装置的燕尾连接组件和嵌入式连接组件将浮体与太阳能板架连接且使太阳能板架倾斜一定角度，从而大大提高了连接可靠性，并且构造简单、占用空间小，便于安装操作。通过采用嵌入式连接组件，能配合浮体底座直接将太阳能板架连接在浮体上而无需中间连接部件，节约了材料成本，且连接可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中光伏连接装置的侧视图；

图2为本发明实施例1中光伏连接装置的立体图；

图3为本发明实施例1中燕尾支架的立体图；

图4为本发明实施例1中燕尾支架的侧视图；

图5为本发明实施例1中半工形活动夹片的立体图；

图6为本发明实施例1中半工形活动夹片的侧视图；

图7为本发明实施例1中嵌入式连接组件的立体图；

图8为本发明实施例1中挂钩形活动夹片的立体图；

图9为本发明实施例1中挂钩形活动夹片的侧视图；

图10为本发明实施例1中包裹片的立体图；

图11为本发明实施例1中包裹片的侧视图；

图12为本发明实施例3中水面漂浮式光伏发电系统的立体图；

附图标记：

1-燕尾连接组件，11-燕尾支架，111-燕尾，112-架柱，113-翼板，114-直角挡板，115-条形导孔，116-第一螺栓导孔，12-半工形活动夹片，121-短边，122-长边，123-连接边，124-第二螺栓导孔，2-嵌入式连接组件，21-挂钩形活动夹片，211-上钩边，212-下钩边，213-垂边，214-第三螺栓导孔，22-包裹片，221-板片，222-第四螺栓导孔，10-光伏连接装置，20-浮体，201-浮体燕尾槽座，202-浮体底座，30-太阳能板架。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种光伏连接装置，可用于连接水面漂浮式光伏发电系统中的浮体和太阳能板架，如图1所示，光伏连接装置包括燕尾连接组件1，燕尾连接组件1包括燕尾支架11，燕尾支架11包括燕尾111和架柱112，燕尾111连接位于架柱112的一端，燕尾111用于与浮体的燕尾槽连接，架柱112的另一端用于与倾斜太阳能板架的高端和/或低端连接。优选地，燕尾支架11采用高强度铝合金材料制作，满足强度要求。

连接时，燕尾111滑入与其匹配的浮体上的燕尾槽，实现燕尾的三面与燕尾槽的三面之间的面接触连接，约束燕尾支架底部的旋转与平移。架柱112的高度可根据实际需要进行调整，调节太阳能板架倾角，以符合太阳能板架安装时的倾斜度要求。

上述光伏连接装置，通过设置燕尾连接组件，燕尾支架的燕尾能与其匹配的浮体上的燕尾槽连接，面接触的方式能够极大地减少各接触区应力集中，充分保证连接在极限风载下的可靠性，防止太阳能板架脱离浮体，具有可靠性高的优点，并且燕尾结构构造简单，简化了结构，便于安装操作，且占用空间小，为浮体、太阳能板架预留了合理的操作空间和散热、散风空间。通过调节架柱的高度，调节太阳能板架倾角，可满足不同纬度地区的光照要求，降低改造成本，具有良好的适应性。

优选地，如图2所示，燕尾支架11还包括翼板113，翼板113连接位于架柱112的侧面上且靠近燕尾111，连接时，燕尾111插入燕尾槽的同时，翼板113与浮体的表面紧密贴合，从而翼板113两面接触浮体，进一步限制了燕尾支架的旋转，进一步降低结构应力水平，提高了可靠性。

优选地，如图3和4所示，燕尾支架11还包括直角挡板114，直角挡板114连接位于架柱112的另一端，连接时，直角挡板114的直角正好与太阳能板架的外侧表面（外侧直角）紧密贴合，起到固定支撑作用。

架柱112的侧面上开设有条形导孔115和第一螺栓导孔116。第一螺栓导孔116位于条形导孔115的上方，连接时，螺栓能穿过第一螺栓导孔116。

优选地，如图5和6所示，燕尾连接组件1还包括半工形活动夹片12，半工形活动夹片12包括短边121、长边122和连接边123，连接边123上开设有第二螺栓导孔124，短边121连接位于连接边123的一端，长边122连接位于连接边123的另一端，短边121相对于长边122倾斜一定角度，该角度可根据太阳能板架的厚度进行选择调整，长边122用于穿入条形导孔115，短边121用于与太阳能板架的内侧表面接触将太阳能板架压紧在短边121与直角挡板114之间。优选地，半工形活动夹片12采用高强度铝合金材料制作，满足强度要求。

连接时，半工形活动夹片12的长边122先穿入架柱112的条形导孔115，条形导孔115仅允许长边122穿入或穿出方向位移，提供平动的操作空间，能限制其他方向的位移，然后螺栓依次穿过架柱112上的第一螺栓导孔116、半工形活动夹片12连接边123上的第二螺栓导孔124，使半工形活动夹片12随螺栓调节来前后移动，从而贴紧、固定太阳能板架。

上述光伏连接装置，通过设置短边相对于长边倾斜一定角度，可使燕尾连接组件适用于不同厚度的太阳能板架，并且在太阳能板架倾斜不同角度时，通过半工形活动夹片随螺栓调节前后移动，从而均能保证太阳能板架的紧固连接，连接可靠性高。

优选地，如图7所示，光伏连接装置还包括嵌入式连接组件2，嵌入式连接组件2包括挂钩形活动夹片21，如图8和9所示，挂钩形活动夹片21包括上钩边211、下钩边212和垂边213，上钩边211的一端与下钩边212的一端呈锐角连接，下钩边212的另一端与垂边213的一端连接，垂边213上开设有第三螺栓导孔214，上钩边211和下钩边212分别用于与倾斜太阳能板架低端的内侧表面接触将太阳能板架压紧在上钩边211与下钩边212之间。通过设置上钩边的一端与下钩边的一端呈锐角连接，可使挂钩形活动夹片适用于不同厚度的太阳能板架，并且在太阳能板架倾斜不同角度时，通过挂钩形活动夹片随螺栓调节前后移动，从而均能保证太阳能板架的紧固连接，连接可靠性高。优选地，挂钩形活动夹片采用高强度铝合金材料制作，满足强度要求。

优选地，如图7所示，嵌入式连接组件2还包括包裹片22，如图10和11所示，包裹片22包括平行设置的两块板片221，两块板片221上分别对应开设有第四螺栓导孔222，包裹片用于夹在挂钩形活动夹片21与浮体之间。连接时，太阳能板架先置于上钩边211和下钩边212之间，然后螺栓依次穿过浮体薄壁、包裹片22上的第四螺栓导孔222和挂钩形活动夹片21垂边213上的第三螺栓导孔214，通过螺栓调整挂钩形活动夹片21来前后移动，从而使挂钩形活动夹片21贴紧、固定太阳能板架。

上述光伏连接装置，通过设置包裹片，对螺栓穿过的浮体薄壁进行了保护，螺栓拧紧时，增大了螺栓对浮体的应力分散区域，减少了螺栓对浮体的应力集中，从而可减少光伏连接装置的损坏，延长使用寿命。

优选地，如图11所示，包裹片22上的第四螺栓导孔222的导孔壁均向内延伸，从而增大了螺栓与第四螺栓导孔之间的接触面积，减少应力集中，进一步保证了连接可靠性。

实施例2

本实施例提供的一种水面漂浮式光伏发电系统，包括实施例1中的光伏连接装置、浮体和太阳能板架，光伏连接装置的燕尾连接组件分别与浮体和太阳能板架连接，用于使太阳能板架倾斜一定角度。本实施例中只使用了光伏连接装置的燕尾连接组件，燕尾连接组件的个数可根据实际浮体和太阳能板架的大小来选择，优选地，燕尾连接组件的个数为四组，在倾斜太阳能板架的高端连接设置有两组具有第一高度的燕尾连接组件，在倾斜太阳能板架的低端连接设置有两组具有第二高度的燕尾连接组件，第一高度大于第二高度。

如图1所示，浮体20包括浮体燕尾槽座201，浮体燕尾槽座201包括燕尾槽，用于能与燕尾支架11的燕尾111匹配连接。

上述水面漂浮式光伏发电系统，通过光伏连接装置的燕尾连接组件将浮体与太阳能板架连接且使太阳能板架倾斜一定角度，从而大大提高了连接可靠性，并且构造简单、占用空间小，便于安装操作。

实施例3

本实施例提供的一种水面漂浮式光伏发电系统，如图12所示，包括实施例1的光伏连接装置10、浮体20和太阳能板架30，光伏连接装置10分别与浮体20和太阳能板架30连接，用于使太阳能板架30倾斜一定角度。本实施例中使用了光伏连接装置的燕尾连接组件和嵌入式连接组件，燕尾连接组件和嵌入式连接组件的个数均可根据实际浮体和太阳能板架的大小来选择，优选地，如图12所示，在倾斜太阳能板架的高端连接设置有两组燕尾连接组件，在倾斜太阳能板架的低端连接设置有两组嵌入式连接组件。

浮体20包括浮体燕尾槽座201，浮体燕尾槽座201包括燕尾槽，用于能与燕尾支架11的燕尾111匹配连接。浮体20还包括浮体底座202，用于能将倾斜太阳能板架30的低端放置于浮体底座202上，浮体底座202上开设有第五螺栓导孔，能分别与第三螺栓导孔214和第四螺栓导孔222匹配连接。连接时，螺栓依次穿过第五螺栓导孔、第四螺栓导孔222和第三螺栓导孔214，将浮体和太阳能板架紧固连接。

上述水面漂浮式光伏发电系统，通过光伏连接装置的燕尾连接组件和嵌入式连接组件将浮体与太阳能板架连接且使太阳能板架倾斜一定角度，从而大大提高了连接可靠性，并且构造简单、占用空间小，便于安装操作。通过采用嵌入式连接组件，能配合浮体底座直接将太阳能板架连接在浮体上而无需中间连接部件，节约了材料成本，且连接可靠性高。

实施例4

本实施例提供了一种水面漂浮式光伏发电系统的安装方法，对应于上述实施例2的水面漂浮式光伏发电系统，包括以下步骤：

S11、调整至少两组燕尾连接组件1的架柱112具有第一高度，至少两组燕尾连接组件1的架柱112具有第二高度，第一高度大于第二高度；

S12、将具有第一高度的至少两组燕尾连接组件1与用于高端的浮体燕尾槽座201连接，将具有第二高度的至少两组燕尾连接组件1与用于低端的浮体燕尾槽座201连接；

S13、将太阳能板架30分别与具有第一高度和第二高度的燕尾连接组件1连接。

上述安装方法，操作简便，只需普通技术人员就可操作，适于大规模安装应用。

实施例5

本实施例提供了一种水面漂浮式光伏发电系统的安装方法，对应于上述实施例3的水面漂浮式光伏发电系统，包括以下步骤：

S21、将至少两组燕尾连接组件1与用于高端的浮体燕尾槽座201连接；

S22、将太阳能板架30放置于用于低端的浮体底座202上；

S23、通过至少两组嵌入式连接组件2将太阳能板架30与浮体底座202连接；

S24、将太阳能板架30与至少两组燕尾连接组件1连接。

上述安装方法，操作简便，只需普通技术人员就可操作，适于大规模安装应用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。