超长耐候型水面光伏平台系统的制作方法

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体地指一种超长耐候型水面光伏平台系统。

背景技术：

随着近年光伏电站的大力开发，地面光伏资源越来越稀缺，地面光伏电站的建设逐渐走向山地、林地、屋顶等。中东部经济发达省份用电需求较大，同时闲置的江河湖泊等水面资源非常丰富，利用水面空间建设水面光伏电站，可以提高光伏电站发电量，保护水体环境，合理优化了土地资源。

自2014年以来国内外开始兴起水面光伏电站的投资建设，国内也在两淮、山东等采煤沉陷区逐步试验建设水面光伏电站。作为太阳能光伏板的支撑平台，目前国内应用最多的是采用高密度聚乙烯材质吹塑而成的中空浮台，国内各厂家推出的浮台形式也是百花齐放。由于光伏电站的运营期为25年，相比于地面光伏电站，业主投资方最关心的就是浮台的使用寿命。高密度聚乙烯作为市面最常用的高分子材料，其最大的缺点是长期户外使用易于紫外老化，从而导致产品脆化、开裂破坏。目前的浮体多为中空吹塑产品，产品老化破坏对水面光伏电站的长期运行影响巨大。目前各厂家、研究机构多从优化浮体配方的角度提高浮体的耐候性，但由于高密度聚乙烯的实验室老化研究周期较长，而目前市场还未有25年使用经验的高密度聚乙烯产品作为参考，因此中空吹塑浮台的长期使用性能如何，目前仍处在探索阶段，这也从一定程度上限制了各投资商对水面光伏电站的投资信心。

另一方面，作为较早使用高密度聚乙烯中空吹塑产品的水上码头行业，也有在中空吹塑成型产品中灌注塑料泡沫的经验。塑料泡沫不吸水，耐紫外老化，使用寿命长，即使在浮体高密度聚乙烯外壳老化破损的情况下，仍能够保证浮体漂浮，确保电站的安全运行。关于填充塑料泡沫材质的选择，一种是采用聚氨酯材料，但是存在三大缺陷：一、聚氨酯泡沫成本高昂，限制了其在工程领域的使用；二、聚氨酯泡沫的灌注采用浮体成型后灌注的形式，由于聚氨酯的发泡原理，且水面光伏浮体多为不规则形状，容易导致浮体内部的填充不均匀，不均匀处容易破裂；三、由于发泡的不均匀，容易导致泡沫部分区域有连续气孔，提高了泡沫的吸水率，在浮体外壳破损的情况下泡沫吸水，失去了浮体的支撑作用。另一种是采用聚氯乙烯塑料泡沫(EPS)，在已成型的滚塑浮箱中，通过高压蒸汽使泡沫颗粒原料膨胀填充，由于采用后灌注填充的形式，也会出现填充不均匀的情况、且填充效率很低。

目前国内采用泡沫填充形式的浮体，仍采用传统的泡沫填充工艺，浮体外壳包含高分子材料和金属材料等，浮体生产速度慢，产品形式复杂，各种构件较多，产品造价较高，而且提高了工程施工的难度。如CN204432959、CN202132648等专利仅提到了泡沫填充，至于如何与水面光伏浮体的生产、安装相适应，如何降低造价等交代不清，仍处在研发的初步概念阶段。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足之处，而提出一种超长耐候型水面光伏平台系统。

本实用新型提出一种超长耐候型水面光伏平台系统，其特殊之处在于，包括连接浮体，所述连接浮体的上方设置有支架浮体和光伏组件，所述支架浮体的下端与连接浮体的挖空处插接配合，所述光伏组件的上、下两端分别通过上连接件、下连接件与支架浮体、连接浮体固定连接，所述连接浮体成行、成列布置，相邻行、列之间的连接浮体通过走道浮体连接。

进一步地，所述连接浮体的中间设置有矩形通孔，所述矩形通孔一边内侧设置有内凸台，所述内凸台与支架浮体插接配合，所述连接浮体的上端、下端的左右两侧分别设置有连接耳板，所述连接耳板的两侧各设置有一个连接耳板孔。

更进一步地，所述支架浮体的下端宽度与连接浮体的矩形通孔内径相同，下部设置有与连接浮体的内凸台相匹配的插接孔洞，所述支架浮体的上端左右两侧分别设置有与上连接件配合的安装槽，所述安装槽的中间设置有支架耳板，所述支架耳板的中部设置有圆形孔洞。

更进一步地，所述走道浮体的上端、下端的左右两侧分别设置有走道耳板，所述走道耳板的两侧各设置有一个走道耳板孔，所述走道耳板孔与连接耳板孔对齐，并通过绑扎带连接固定。

更进一步地，所述连接浮体的整体外壳为HDPE材质，内部填充EPS泡沫，吹塑成型的HDPE外壳与EPS泡沫填充一体成型。

更进一步地，所述上连接件为Z字形结构，竖直面与支架浮体的支架耳板抵接，且竖直面上设置有与支架浮体的圆形孔洞对应的支架安装槽孔，下端面与支架浮体的安装槽的底面紧贴，上端面搁置于支架浮体的支架耳板顶部，且上端面上设置有与光伏组件对应的光伏组件安装槽孔。

更进一步地，所述下连接件包括相互连接的水平面和倾斜面，所述水平面通过设置的连接浮体安装孔与连接浮体连接，所述倾斜面上设置的光伏组件安装孔与光伏组件连接。

更进一步地，所述过道浮体为长条矩形结构，所述过道浮体上表面设置有凸起花纹。

更进一步地，所述内凸台上端内侧设置有楔形面，与所述楔形面沿直线方向的连接浮体边框上设置有楔形挡块。

更进一步地，所述支架浮体和走道浮体的整体外壳为HDPE材质，内部填充EPS泡沫，吹塑成型的HDPE外壳与EPS泡沫填充一体成型。

更进一步地，所述连接浮体的中间设置有矩形通孔，所述矩形通孔一边内侧设置有连接螺栓，所述连接螺栓的长度大于支架浮体的厚度，与支架浮体上设置的支架安装孔配合，并通过连接螺母固定。

更进一步地，所述连接浮体的边框上与支架浮体的内侧相对应的位置处设置有楔形挡块。

更进一步地，所述绑扎带的内部结构为若干根不锈钢丝带，外层为HDPE包塑结构，所述绑扎带的一端设置有卡扣。

更进一步地，所述连接螺栓为若干个，若干个连接螺栓与支架浮体上设置的相同数量的支架安装孔配合，并通过连接螺母固定。

本实用新型还提出一种根据上述超长耐候型水面光伏平台系统的安装方法，其特殊之处在于，所述方法包括如下步骤：

1)分别将上连接件与下连接件与光伏组件进行连接；

2)在连接浮体的一侧上表面预先固定好两个膨胀螺栓；

3)将支架浮体放置在所述连接浮体的上表面以及中部孔洞处，从内向外推动支架浮体直至推到设计位置；

4)将过道浮体放置在所述连接浮体的上端、下端的左右两侧，通过所述绑扎带将所述连接浮体与过道浮体进行捆扎固定；

5)重复上述步骤3)和4)并向外部扩展形成浮体漂浮平台；

6)将装好上连接件和下连接件的光伏组件先放在所述支架浮体上，通过不锈钢螺栓将上连接件与支架浮体进行固定；

7)当所述光伏组件与支架浮体固定好后，通过预埋的膨胀螺栓，将下连接件与所述连接浮体进行连接固定；

8)重复上述步骤6)和7)，直至所有支架浮体上都安装有光伏组件，形成超长耐候型水面光伏平台系统。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型提出的一种超长耐候型水面光伏浮体平台系统，采用高密度聚乙烯作为浮体外壳，内部填充EPS泡沫作为内胆，由于EPS泡沫极低的吸水性能和极高的耐紫外老化性能，弥补了HDPE外壳易老化的缺陷，在光伏电站25的运行周期甚至更长的时间，即使HDPE外壳出现老化破损，整个浮体的浮力不受影响，从而使整个漂浮平台系统具有超长耐候的特性，对电站的正常运行没有丝毫影响，可以从根本上打消各水面光伏电站投资商的顾虑。

2、本实用新型提供的内部填充泡沫式浮体形式，采用HDPE外壳吹塑与EPS泡沫一体成型的工艺，保证HDPE外壳的各个位置都能够填充有饱满致密的EPS泡沫，致密的EPS泡沫还提高了整个漂浮平台的强度，提高了人员检修时整个平台的平稳性。而吹塑和泡沫灌注一体成型的工艺取代了吹塑成型后灌注的传统工艺，提高了产品的生产效率和产品的整体质量。

3、目前常见的中空浮体其HDPE外壳厚度一般为2.5-3mm左右，而本实用新型提供的内部填充泡沫式浮体形式，可以一定程度上减少HDPE外壳的厚度，进一步降低HDPE的使用量和成本，而EPS泡沫由于其相对低廉的价格，不会明显增加整个漂浮平台系统的成本。

4、本实用新型提供的连接浮体，其中部进行挖空处理，在满足光伏组件支撑和电站运行浮力的前提下，增大了水体接触空气的面积，提高了整个浮体平台系统的透光性，保证了水生生物的正常生长，有利于水面光伏发电系统在湖泊、水库、鱼塘等区域的推广。连接浮体的挖空处理还提高了光伏组件的亲水性，可有效对组件进行通风和降温，进而提高发电效率。

5、本实用新型提供的支架浮体，中部设计有孔洞，可通过推拉的形式直接与连接浮体预留的大凸台进行匹配组合，首先从上下左右四个方向对支架进行了固定。而连接浮体上表面预留的三条楔形凸起，在支架浮体推拉到设计位置时，由于楔形凸起特殊的不对称结构，限制了支架浮体向后回退的可能，从前后方向对支架浮体进行了固定。通过支架浮体在连接浮体上推拉、浮体间承插组合的形式，两个浮体间巧妙的进行了组合固定，安装非常方便，浮体组合非常牢固。

6、本实用新型中连接浮体与过道浮体间通过包塑不锈钢绑扎带进行连接的形式，取消了浮体间通过塑料螺栓进行连接的传统形式，安装方便，浮体阵列易于扩展，浮体间固定牢靠，且绑扎带造价低廉，进一步降低了产品的成本。

7、本实用新型中过道浮体深入两个连接浮体之间，与连接浮体通过耳板进行连接，两个过道浮体间间隔30公分左右，足够正常运维时人员行走的需求，采用过道浮体不满铺的形式，在保证浮力的同时降低了产品的造价。

8、本实用新型提供的支架浮体，上部两个耳板为实心结构，强度高，通过不锈钢螺丝组以及铝合金上连接件与光伏组件的安装孔进行连接，安装牢固。连接浮体下端相应位置预先植入两个膨胀螺栓，光伏组件通过铝合金下连接件与膨胀螺栓进行固定，安装非常方便，组件固定牢固。通过组件安装孔固定光伏组件，适应水面不断浮动的状态，避免了传统的压块安装可能导致组件松动的可能。

9、本实用新型提供的支架浮体，其高度可根据不同地区的纬度进行调整，以达到最佳倾角要求。

附图说明

图1为本实用新型超长耐候型水面光伏平台系统的结构示意图；

图2为图1中连接浮体的立体图；

图3为图1中支架浮体的立体图；

图4为图1中走道浮体的立体图；

图5为图1中连接浮体与支架浮体组合的实施例一：组合前；

图6为图1中连接浮体与支架浮体组合的实施例一：组合后；

图7为图1中连接浮体与支架浮体组合的实施例二：组合前；

图8为图1中连接浮体与支架浮体组合的实施例二：组合后；

图9为图1中连接螺母示意图；

图10为图1中连接浮体与过道浮体的组合图；

图11为图1中绑扎带示意图；

图12为图1中上连接件、下连接件与连接浮体的连接示意图。

其中，连接浮体1，内凸台11，连接耳板12，连接耳板孔13，楔形挡块14，楔形面15，连接螺栓16，矩形通孔17，支架浮体2，插接孔洞21，支架耳板22，圆形孔洞23，安装槽24，支架安装孔25，走道浮体3，走道耳板31，走道耳板孔32，上连接件4，支架安装槽孔41，光伏组件安装槽孔42，下连接件5，水平面51，倾斜面52，连接浮体安装孔53，光伏组件安装孔54，光伏组件6，绑扎带7，卡扣71，连接螺母8。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提出的一种超长耐候型水面光伏平台系统包括连接浮体1、支架浮体2、过道浮体3、上、下连接件4/5、光伏组件6。连接浮体1的上方设置有支架浮体2和光伏组件6，光伏组件6的上、下两端分别通过上连接件4、下连接件5与支架浮体2、连接浮体1固定连接，连接浮体1成行、成列布置，相邻行、列之间的连接浮体1通过走道浮体3连接。

实施例1

如图1-6、10-12所示：整个平台通过连接浮体1与支架浮体2承插组合、连接浮体1与过道浮体3绑扎连接，形成浮体漂浮平台，支架浮体2与连接浮体1上分别通过铝合金连接件4/5与光伏组件6连接固定，并沿南北东西向不断连接扩展，最终形成水面光伏发电系统。

其中连接浮体1整体为长方体结构，连接浮体1中间设置有矩形通孔17，中部做挖空处理，使光伏组件更具亲水性。矩形通孔17南侧设置长方形内凸台11，用于与支架浮体2组合连接。内凸台11上端内侧设置有楔形面15，用于在连接浮体1与支架浮体2组合后进行限位固定，防止支架支架2沿南北向滑动，同样地，连接浮体1上表面东西两侧各做一条楔形挡块14，楔形挡块14与楔形面15沿直线方向对齐，当连接浮体1与支架浮体2组合后防止移动。连接浮体1长方形四角各设置一处连接耳板12，并通过连接耳板孔13与过道浮体3连接。连接浮体1整体外壳为HDPE材质，内部填充EPS泡沫，HDPE外壳吹塑成型与EPS泡沫填充一体成型。

支架浮体2为T型结构，支架浮体2的下端宽度与连接浮体1的矩形通孔12内径相同，T型结构下半部设置插接孔洞21，与连接浮体1预留的内凸台11进行承插组合连接。支架浮体1的上端左右两侧分别设置有与上连接件4配合的安装槽24，安装槽24的中间设置有实心的支架耳板22，支架耳板22中部设置有圆形孔洞23，通过螺栓组与上连接件4连接固定。支架浮体2整体外壳为HDPE材质，内部填充EPS泡沫，HDPE外壳吹塑成型与EPS泡沫填充一体成型。

过道浮体3为长条矩形结构，用于人员运行通道，上表面设置凸起花纹用于防滑，走道浮体3的上端、下端的左右两侧分别设置一处扁平矩形的走道耳板31，每个走道耳板31的两侧各设置有一个走道耳板孔32，走道耳板孔32与连接耳板12上的连接耳板孔13对齐，并通过绑扎带7连接固定。过道浮体3整体外壳为HDPE材质，内部填充EPS泡沫，HDPE外壳吹塑成型与EPS泡沫填充一体成型。

连接浮体1与支架浮体2组合时，支架浮体2先放置在连接浮体1的矩形通孔17处，沿连接浮体1上表面从南侧往北侧滑动，支架浮体2的矩形通孔12与内凸台11进行匹配组合，支架浮体2滑动时，通过楔形挡块14和楔形面15需要稍用力，由于楔形挡块14和楔形面15为楔形结构，南侧的弧形面较易推动，当支架浮体2推到设计位置与连接浮体1组合完成后，楔形挡块14和楔形面15的北侧为立面结构，可以阻挡支架浮体2后退，从而保证连接浮体1与支架浮体2可以稳固的组合。

上连接件4为铝合金材质制成的Z字形结构，竖直面与支架浮体2的支架耳板22抵接，且竖直面上设置有与支架浮体2的圆形孔洞23对应的支架安装槽孔41，下端面与支架浮体2的安装槽24的底面紧贴，上端面搁置于支架浮体2的支架耳板22顶部，且上端面上设置有与光伏组件6对应的光伏组件安装槽孔42。

支架浮体2与上连接件4连接时，上连接件4先通过光伏组件安装槽孔42与光伏组件6的安装孔通过螺丝组连接，然后上连接件4再通过支架安装槽孔41与支架浮体预留的圆形孔洞23通过螺丝组连接固定。

下连接件5为铝合金材质，包括相互连接的水平面51和倾斜面52，水平面51通过设置的连接浮体安装孔53与连接浮体1连接，倾斜面52上设置的光伏组件安装孔54与光伏组件6连接。

连接浮体1与下连接件5连接时，下连接件5先通过连接浮体安装孔53与光伏组件6的安装孔通过螺丝组连接，探后下连接件5再通过光伏组件安装孔54与连接浮体1上预先定位固定好的膨胀螺栓连接固定。

绑扎带7内部结构为数条不锈钢钢丝带，外层包塑HDPE，将耳板12与31进行捆扎固定，并通过卡扣71防止绑扎带固定好后松动。

基于上述实施例的超长耐候型水面光伏平台系统的组装方法的具体步骤包括：

1)分别将上连接件4与下连接件5的支架安装槽孔41、连接浮体安装孔53通过不锈钢螺栓与光伏组件6进行连接；

2)在连接浮体1的南侧上表面设计位置预先固定好两个膨胀螺栓；

3)将支架浮体2放置在连接浮体1的上表面以及矩形通孔17处，从南往北推动支架浮体2，内凸台11与矩形通孔12咬合固定，当通过楔形挡块14与楔形面15时稍用力，直至推到设计位置；

4)将过道浮体3放置在连接浮体1的四角处，通过绑扎带7，将连接浮体1的连接耳板12与过道浮体3的走道耳板31进行捆扎固定；

5)重复上述步骤3)、4)，并向外部扩展形成浮体漂浮平台；

6)将装好上、下连接件4/5的光伏组件6先放在支架浮体2上，通过不锈钢螺栓将上连接件4的支架安装槽孔41与支架浮体2的圆形孔洞23进行固定；

7)光伏组件6与支架浮体2固定好后，通过预埋的膨胀螺栓，将下连接件5的光伏组件安装孔54与连接浮体1进行连接固定。

8)重复上述步骤6)和7)，直至所有支架浮体2上都安装有光伏组件6，形成超长耐候型水面光伏平台系统。

实施例2

如图7、图8，实施例2的其它实施情况与实施例1完全一致，仅连接浮体1与支架浮体2的组合方式进行变化。

连接浮体1的内凸台11改成两个连接螺栓16，连接螺栓16的长度大于支架浮体2的厚度，与连接浮体1一体吹塑成型，相应地，支架浮体2上预留的插接孔洞21改成两个圆形支架安装孔25，当连接浮体1与支架浮体2组合好后，将配套的连接螺母8与螺栓16进行固定，最终将支架浮体2完全限位，防止南北向滑移。

基于上述实施例的超长耐候型水面光伏平台系统的组装方法的具体步骤包括：

1)分别将上连接件4与下连接件5的支架安装槽孔41、连接浮体安装孔53通过不锈钢螺栓与光伏组件6进行连接；

2)在连接浮体1的南侧上表面设计位置预先固定好两个膨胀螺栓；

3)将支架浮体2放置在连接浮体1的上表面以及矩形通孔17处，从南往北推动支架浮体2，连接螺栓16与支架安装孔25咬合固定，当通过楔形挡块14时稍用力，直至推到设计位置；

4)将过道浮体3放置在连接浮体1的四角处，通过绑扎带7，将连接浮体1的连接耳板12与过道浮体3的走道耳板31进行捆扎固定；

5)重复上述步骤3)、4)，并向外部扩展形成浮体漂浮平台；

6)将装好上、下连接件4/5的光伏组件6先放在支架浮体2上，通过不锈钢螺栓将上连接件4的支架安装槽孔41与支架浮体2的圆形孔洞23进行固定；

7)光伏组件6与支架浮体2固定好后，通过预埋的膨胀螺栓，将下连接件5的光伏组件安装孔54与连接浮体1进行连接固定。

8)重复上述步骤6)和7)，直至所有支架浮体2上都安装有光伏组件6，形成超长耐候型水面光伏平台系统。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围内。