悬垂式自适应锚固系统的制作方法

本发明属于水面漂浮体锚定技术，具体涉及一种水面漂浮光伏发电整列锚固技术。

背景技术：

水上光伏电站是利用水上基台将光伏组件漂浮在水面进行发电。特点在于不占用土地资源，水体对光伏组件有冷却效应，可以抑制组件表面温度上升，从而获得更高的发电量。此外，将太阳能电池板覆盖在水面上，还可以减少水面蒸发量，抑制藻类繁殖，保护水资源。由于水面漂浮光伏具有以上特点，近年得意广泛的应用。但由于水域内，水位涨落的的变化，传统的水面漂浮光伏列阵的锚固方式不适于这种具有水位涨落变化的水域。于是产生了能适于水位涨落变化的锚固系统。

如cn201820606148公开的一种水上光伏电站锚固装置，该专利包括包括水上滑轮、水下滑轮、柔性连接以及收紧装置。柔性连接通过水上滑轮以及水下滑轮将漂浮方阵与水下锚点连接为一体；收紧装置包括收紧装置手柄、收紧装置支架以及收紧装置转筒，收紧装置手柄固定在收紧装置转筒上，收紧装置转筒固定在收紧装置支架上并可转动。柔性连接缠绕在收紧装置转筒，并通过转动收紧装置转筒实现柔性连接的收紧。收紧装置转筒244的转动采用电机控制。该锚固系统虽然能过实现漂浮光伏方阵随谁位的涨落实现调节升降；但由于采用电动或手动方式调节柔性连接的收放，存在不能及时依据水位变化实施收放，光伏方阵不能与水位涨落随动，造成光伏方阵被浸没的风险。同时，由于具有水下滑轮，存在水下滑轮被水草，淤泥缠绕淤堵，造成水下滑轮失效，致使锚固体统调节失灵。

又如cn109263817a公开了一种用于水电工程大水位差的漂浮光伏电站系统。它具有自适应锚固系统，侧向自适应活动锚固机构包括钢绞线和含有滑轨的自适应滑锚组件，所述的滑轨沿边坡走向成对的布置在库区两侧的边坡上，所述钢绞线的一端分别与连接为一个整体的各件所述浮箱基座中的最外侧处的那一件浮箱基座连接，所述钢绞线的另一端分别与库区两侧滑轨上的自适应滑锚组件连接；水面升降过程中，连接为一个整体的各件所述的浮箱基座通过所述的钢绞线在所述自适应滑锚组件的配合下沿所述的滑轨随水面升降；自适应滑锚组件还包括滑动装置和收放线驱动装置，所述钢绞线的另一端绕过所述的滑动装置与对应侧的所述收放线驱动装置连接，所述的滑动装置在所述收放线驱动装置和连接为一个整体的各件所述的浮箱基座的配合下可沿所述的滑轨往复移动。该系统只能适用于水域两侧具有边坡的场景，同时，其自适应锚固系统结构复杂，施工安装难度大，工程造价高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种悬垂式自适应锚固系统，适于广泛水域内光伏列阵自动适应水位涨落变化，安全稳定。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案为：它包括水面列阵浮体，及多个固定的水下锚固装置，所述水面列阵浮体上连接有多个上锚固装置，所述上锚固装置包括定滑轮和悬垂活动锚块，水下锚固装置固定连接牵引绳的一端，牵引绳的另一端绕过定滑轮与悬垂活动锚块连接。

上述技术方案通过牵引绳，定滑轮与悬垂活动锚块连接，在水位涨落时，利用悬垂活动锚块的重量，水面列阵浮体的重量，水的浮力，涨水时，水面列阵浮体上升，定滑轮与固定的水下锚固装置之间的牵引绳拉长，提升悬垂活动锚块，实现锚固系统动态平衡；当水位下降时，水面列阵浮体下降，在悬垂活动锚块的重量作用下下降，拉动定滑轮与固定的水下锚固装置之间的牵引绳缩短，实现锚固系统动态平衡。

进一步有技术特征是：所述定滑轮设置在水面列阵浮体四周边缘，水下锚固装置固定在水面列阵浮体投影区域之外的水下，悬垂活动锚块悬垂在水面列阵浮体四周边缘的水中。

将悬垂活动锚块悬垂在水面列阵浮体四周边缘的水中，实现下固定锚点和上活动锚点均设在水面列阵浮体投影区域之外，形成更加稳定的锚固体现，保证水面列阵浮体的安全。

进一步有技术特征是：所述悬垂活动锚块均匀的设在悬垂在水面列阵浮体四周边缘的水中。

进一步有技术特征是：所述水面列阵浮体的边缘连接有定滑轮浮体，定滑轮浮体上连接定滑轮支架，定滑轮支架连接定滑轮。

进一步有技术特征是：所述定滑轮浮体包括间隔的两个浮体，两个浮体之间连接浮体连接板，所述定滑轮支架设在浮体连接板上和/或两个浮体上。

定滑轮设在独立的浮体上，对定滑轮形成稳定的支撑，同时，采用两个间隔的浮体，有利于牵引绳的穿过。

有益效果：

1)拓宽水面漂浮式光伏电站建设条件

锚固系统通过自动调节锚固绳长(牵引绳)能够在水位变化较大时依旧保持对漂浮的限位功能，大幅增加了漂浮电站建设的允许水位变化范围，为水库建设光伏电站创造条件。

2)优化水面光伏布置方案，增加水面利用率

将该系统应用到定长锚固方阵中能适当减少考虑碰撞所需避开的光伏方阵间距，节省了漂浮光伏电站的水面占用面积，增加了水面利用率。

3)改进市场上已建成漂浮电站，优化运维

自适应锚固系统应用于低变化水位电站能减少运维人员工作量，当水位变化时无需人工调整钢缆长度，发电站应用该技改方案可减少一定运维成本。

4)锚固系统安全性高

由于采用上下两个锚固点，下锚固点是固定的，上锚固点是动态的，同时上下锚固点均设在水面列阵浮体投影区域之外，形成更加稳定的锚固体现，保证水面列阵浮体的安全。

附图说明

图1悬垂式自适应锚固系统主视示意图。

图2悬垂式自适应锚固系统上锚固点俯视示意图。

图3图1a处放大示意图。

图4图1b处放大示意图。

图5上锚固点滑轮结构示意图ⅰ。

图6上锚固点滑轮结构示意图ⅱ。

图7悬垂式自适应锚固系统原理示意图。

具体实施方式

本实施例用于对本权利要求书技术特征的解释，以便本领域的技术人员理解本发明技术方案。本发明的保护范围不限于下列具体实施方式中展示的结构，本领域的技术人员基于本权利要求书及下列的具体实施方式做出不同于下列结构的技术方案，包含本权利要求书的技术特征的技术方案也是本发明的保护范围。

如图1，2所示，水面列阵浮体100上设有光伏电池列阵101。水面列阵浮体100的边缘设有上锚固装置200(上锚固点)，水下设有下锚固装置(下锚固点)201。下锚固装置固定在水底，实现下固定点。下锚固装置可以但不局限于是下锚固块，下锚固桩等形式。上锚固装置200包括定滑轮210和悬垂活动锚块240，牵引绳220一端与下锚固装置(下锚固块)固定，牵引绳220的另一端绕过定滑轮210与悬垂活动锚块240连接。悬垂活动锚块240悬垂在水面列阵浮体四周边缘的水中。定滑轮设置在水面列阵浮体四周边缘，水下锚固装置固定在水面列阵浮体投影区域之外的水下。所述悬垂活动锚块均匀的设在悬垂在水面列阵浮体四周边缘的水中。本实施例中水面列阵浮体100为矩形，悬垂活动锚块设在水面列阵浮体100的四角。

如图3所示，刚性连接件202的两端分别与上锚固装置200，水面列阵浮体100铰接连接，如采用钢环203铰接。

如图4，5,6所示，上锚固装置200还包括定滑轮浮体，定滑轮浮体上连接定滑轮支架，定滑轮支架连接定滑轮。

定滑轮浮体包括间隔的两个浮体211采用两个浮筒，两个浮体之间连接浮体连接板212，可采用焊接连接，所述定滑轮支架213设在浮体连接板上212。牵引绳220从两个浮体之间的空隙214穿过并绕过定滑轮。

本发明的技术方案的进一步特点还提出为避免上锚固装置悬垂活动锚块浮动失效的技术方案。

如图7所示为调节系统运行示意图，系统的调节状态分为以下三个阶段。

1固定锚固阶段

此时由于水位太低，活动锚块沉底，导致系统转变为固定锚固系统，此阶段锚固效果为双点椭圆锚固方式；为了保证固定锚固阶段的最大位移不超过全阶段控制位移s(定义见下文)，需对可适应最低水位hmin作出限制：

其中，h是水域的最高水位，s是设定的全阶段控制位移s。s也就是最大荷载(风载)作用下的水面列阵浮体漂浮不允许超出的水平位移(m)。

2活动锚固阶段

当水位大于活动锚块沉底水位，小于锚固绳长耗尽阶段，此阶段活动锚块处于水中浮动姿态，随水位变化和外部荷载作用，锚固绳活动端作适应性变化。

3固定绳长阶段

此阶段，最大荷载已将活动端调节长度耗尽，随着水位增大，达到极限绳长所需的荷载值减小，水平位移极限值减小，水位达到绳长l时系统水平位移为0m。

因此，本发明在满足hmin后，这个体系才能正常运行。