一种光伏组件浮体支撑系统的制作方法

本实用新型涉及水面光伏发电领域，具体涉及一种光伏组件浮体支撑系统。

背景技术：

自2011年问世以来，漂浮式水面光伏发电系统因不占用耕地林地、提高了水域利用率、降低水蒸发等优势得到了迅速的推广应用。特别是2016年至今，国内的漂浮式水面光伏技术在光伏“领跑者”计划的支持下迅猛发展，产品快速更新换代的同时促进漂浮式水面光伏关键技术的不断突破。然而，“531”光伏新政的颁布给行业敲响了警钟：光伏要实现健康有序发展，必须尽快摆脱对国家补贴的依赖；而要实现漂浮式水面光伏“平价上网”，须不断推进水面光伏技术创新，用新技术、新材料带动水面光伏行业向更好、更优的方向发展。在“新政”的影响下，光伏建设成本的进一步降低势在必行，许多光伏产品为了追求成本的降低而减少了光伏浮体系统的一些部件或功能。然而，由于水面光伏浮体阵列每时每刻都经受着周期性波动的影响，必须要保证浮体阵列的稳定性以获得最大的光伏系统发电量；其次，漂浮式水面光伏发电系统需要运行25年，在运行周期内不可避免的需要多次的运行检查、维护、维修等工作，因此光伏阵列必须要有充足的运维通道以保证每个组件、电气设备、电缆接线、锚固等重要设备部件可运维更换。

目前，国内外提出的水面光伏浮体设计大都从组件的安装固定方面考虑，但从浮体环境友好、运维便利性的角度而言，这些设计方案还存在一些问题。例如专利cn201721275446.0提出一种光伏承载浮体，从环境方面，该浮体设计水面覆盖率高，水面透光及交换氧气困难，不利于水生生物的生长；从运维方面，该浮体设计平均每块组件需要两个走道浮体才能达到每排组件之间连续可运维的功能，成本高昂，难以实现光伏平价上网。

专利cn207843254u提出一种水上光伏平浮体，通过连接凸耳可实现两个或多个平浮体纵向连接在一起，形成单列多排组件的布置形式。这种布置形式多排组件之间无横向运维通道，电站运行过程中运维人员难以检查此处的设备情况，出现紧急状况后也不能及时到达位置，延迟维修容易酿成更大的事故。

专利cn208226926u提出一种光伏组件水上支撑装置，可将光伏组件支撑在水面上，利用矩形走道浮体为支撑装置提供浮力。该专利最大的特点在于支撑组件的装置处于架空状态，不接触水面。从浮力方面，该浮体方案支撑组件的装置不提供浮力，仅靠四个浮体耳板长期支撑浮体及组件的自重，在25年运行期内，耳板容易塑性变形、撕裂，造成组件塌陷或扭曲，影响光伏电站的运行安全；从结构设计方面，该浮体支撑组件的装置分别连接在四个走道浮体上，当四个走道浮体所受载荷不均匀时，例如两个运维人员分别站在支撑组件装置对角的两个走道浮体上时，支撑组件的装置将会承受巨大的弯折载荷，而该载荷将进一步传递给安装在装置上的组件上面，使组件等电气设备承受了较大的内应力，容易损坏。

专利cn207045638u提出了一种多功能水面光伏电站专用浮体装置，其浮体的平面投影为工字型。该专利最大的特点在于浮体周边设置若干水平外延的连接扣，用于浮体间的连接，以及渔网、吊绳的悬挂。但该专利并未具体阐述光伏组件如何和浮体进行固定连接，也没有在浮体中为光伏组件进行专门的固定连接设计以保证光伏组件安装的牢固可靠，对实际工程及具体应用的指导意义有限。

由于现有漂浮式水面光伏浮体技术存在的上述问题，使得水面光伏电站在进一步降低成本的情况下很难保证电站的稳定性、安全性。因此，需要提出一种新型的水面光伏发电系统，既能降低成本，又能具体指导实际工程，满足发电系统的安全性、安装的牢靠性和运维的便利性。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型提供一种光伏组件浮体支撑系统，该系统具有节约用料省成本、载荷均匀安全性高和每排运维便利性高等优点。

本实用新型采用的技术方案是：一种光伏组件浮体支撑系统，包括浮体和设置在浮体上的组件支撑，其特征在于：所述浮体包括两个平行设置的支撑浮体和设置在两支撑浮体之间的连接浮体，所述组件支撑包括前支撑和后支撑，所述前支撑设置在其中一个支撑浮体上，所述后支撑设置在另一个支撑浮体上。

作为优选，所述浮体沿光伏组件前后安装方向整体呈工字型设置。

进一步的，所述浮体呈中空结构。

更进一步的，所述浮体中空结构的空腔内填充轻质低吸水率材料。

更进一步的，所述支撑浮体上设有运维通道。

更进一步的，所述运维通道上表面设置防滑结构。

作为优选，所述前支撑比后支撑高。

作为优选，所述浮体四角上均设有连接耳板。

本实用新型取得的有益效果是：浮体整体结构采用两个平行设置的支撑浮体和连接浮体，相较于现有的整体矩形浮体，保证浮力的情况下显著减少浮体用料、大幅降低了水面光伏浮体装置的成本，有利于推动水面光伏电站的平价上网。支撑浮体上设有运维通道，支撑浮体自身具备走道功能，可大量节省走道浮体、显著降低成本；同时避免了多排组件之间无横向走道的问题，在控制成本的情况下实现了每排可运维，大幅增加运维的便利性。

本实用新型的浮体不仅能够实现支撑功能还能够提供运维通道，实现浮体一体多用的效果，在不影响阵列稳定性的前提下节约了大量组件之间的走道浮体，大幅降低了水面光伏浮体装置的成本，有利于推动水面光伏电站的平价上网。浮体四角上均设有连接耳板，浮体之间通过连接耳板连接成光伏阵列，不再需要连接浮体与过道浮体间的连接和安装，大大加快了整个方阵的安装效率，加快工程进度，同时也为水面光伏电站降低了安装成本；走道浮体和连接浮体不再是独立的个体而是一个整体，浮力均衡、内部应力小载荷均匀，显著提高光伏电站的安全性，避免了现有技术中走道及连接浮体之间载荷不均导致的内力过大、容易损坏的问题。支撑浮体保持一定的距离，之间通过连接浮体连接，在保证满足运维的要求下，大大提高了整个光伏电站的透光率，增加了水面漂浮电站的坏境友好性，且提高了光伏组件的亲水性，有利于光伏组件散热。

本实用新型整体安全性好、运维便利性强、光伏组件安装牢靠和实际工程指导意义强，并在功能性增强的同时降低了浮体用量及用料，节约了光伏电站造价，为推动水面光伏市场早日实现平价上网提供了技术保证。

附图说明

图1为光伏组件安装在浮体上的结构示意图；

图2为组件支撑安装在浮体上的结构示意图；

图3为浮体的结构示意图；

图4为图3的底面示意图；

图5为前支撑结构示意图；

图6为过渡件结构示意图；

图7为后支撑结构示意图；

图8为压块结构示意图；

附图标记：1、浮体；11、支撑浮体；12、连接浮体；13、运维通道；15、前支撑件限位上凹槽；151、前支撑件安装螺栓孔；16、后支撑件限位上凹槽；161、后支撑件安装螺栓孔；17、后支撑件限位下凹槽；18、前支撑件限位上凹槽；2、组件支撑；21、前支撑；211、支撑构件；2111、支撑构件第一螺栓孔；2112、支撑构件第二螺栓孔；212、压块；2121、压块螺栓孔；22、后支撑；221、浮体后支撑；2211、连接螺杆；2212、支撑浮体螺栓孔；222、过渡件；2221、过渡件螺栓孔；3、光伏组件；4、连接耳板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。

如图1、图2所示，本实用新型的一种光伏组件浮体支撑系统，包括浮体1和组件支撑2，浮体1包括两个平行设置的支撑浮体11和设置在两支撑浮体11之间的连接浮体12，组件支撑2包括前支撑21和后支撑22，前支撑21设置在其中一个支撑浮体11上，后支撑22设置在另外一个支撑浮体11上。

本实施例中，浮体1包括两个平行设置的支撑浮体11和一个连接浮体12，两个平行设置的支撑浮体11之间保持一定的安装距离；连接浮体12与支撑浮体11垂直设置，从中间位置将两个支撑浮体11连接在一起，形成整体一体化结构。浮体1沿光伏组件3前后安装方向整体呈工字型结构，在保证满足运维的要求下，大大提高了整个光伏电站的透光率，增加了水面漂浮电站的坏境友好性；相较于现有的整体矩形浮体，在保证浮体结构强度和浮力的要求下，大大节省了浮体用料，简化了浮体生产工艺，降低了水面光伏电站建设成本。

浮体1为密闭中空结构，中空内腔可填充一体成型的轻质低吸水率材料，也可在浮体成型后灌注轻质低吸水率材料，以提高浮体强度，并降低浮体破损后中空内腔进水造成光伏浮体沉没的风险。

浮体1四角上均设有连接耳板4，连接耳板4上开设有耳板连接螺栓孔，浮体1之间通过连接耳板4通过螺栓直接连接在一起，组合成光伏阵列。结合图2所示，在支撑浮体11上，前支撑21至支撑浮体11前边缘上表面，以及后支撑22至支撑浮体11后边缘上表面均设有运维通道13，运维通道13设置防滑结构(例如防滑凸起、防滑条、防滑纹等)。本实用新型的浮体1不仅能够实现支撑功能还能够提供运维通道，实现浮体一体多用的效果，在不影响阵列稳定性的前提下节约了大量组件之间的走道浮体，大幅降低了水面光伏浮体装置的成本，有利于推动水面光伏电站的平价上网；浮体之间通过连接耳板连接成光伏阵列，不再需要连接浮体与过道浮体间的连接和安装，大大加快了整个方阵的安装效率，加快工程进度，同时也为水面光伏电站降低了安装成本。

本实施例中，前支撑21比后支撑22高，使光伏组件3安装后呈一定的倾斜角度，增加采光面积。

如图3-4所示，其中一个支撑浮体11上表面设有后支撑件限位上凹槽16，下表面设置有后支撑件限位下凹槽17，后支撑件限位上凹槽16上开设有后支撑件安装螺栓孔161，用以将后支撑22螺栓固定在支撑浮体11上。另一个支撑浮体11上表面设有前支撑件限位上凹槽15，下表面设置有前支撑件限位下凹槽18，前支撑件限位上凹槽15上开设有前支撑件安装螺栓孔151，用以将前支撑21螺栓固定在支撑浮体11上。

如图5-6所示，后支撑件22由浮体后支撑221和过渡件222构成。浮体后支撑221设置有连接螺杆2211，用以贯穿后支撑件安装螺栓孔161，实现浮体后支撑221和支撑浮体11之间的螺栓连接；浮体后支撑221开设有支撑浮体螺栓孔2212，实现与过渡件222之间的螺栓连接。过渡件222开设有过渡件螺栓孔2221，用以实现过渡件222与浮体后支撑221之间的螺栓连接。

如图7-8所示，前支撑21由支撑构件211和压块212构成。支撑构件211开设有支撑构件第一螺栓孔2111和支撑构件第二螺栓孔2112。支撑构件第一螺栓孔2111用以与压块212螺栓连接。支撑构件第二螺栓孔2112与前支撑件安装螺栓孔151配合，用以与支撑浮体11螺栓连接。压块212开设有压块螺栓孔2121，压块螺栓孔2121与支撑构件第一螺栓孔2111配合，用以与支撑构件211螺栓连接。

本实用新型的光伏组件浮体支撑系统组装方法：

1)将支撑构件211放置在前支撑件限位上凹槽15中，对齐支撑构件第二螺栓孔2112和前支撑件安装螺栓孔151，将支撑构件211与支撑浮体11螺栓固定在一起；

2)对齐过渡件螺栓孔2221和支撑浮体螺栓孔2212，将过渡件222和浮体后支撑221螺栓固定在一起；

3)将连接螺杆2211贯穿后支撑件安装螺栓孔161，将支撑浮体221与支撑浮体11螺栓固定在一起；

4)将光伏组件3放置在过渡件222和支撑构件211上，对齐压块螺栓孔2121和支撑构件第一螺栓孔2111，利用螺栓将光伏组件3固定在过渡件222和支撑构件211上，完成安装。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要结构特征。本实用新型不受上述实例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。