一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统的制作方法

本实用新型涉及水面光伏发电站技术领域，具体来讲是一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统。

背景技术：

近年来水面漂浮光伏电站的开发在我国逐渐兴起，因土地资源稀缺，土地管控越来越严，传统地面光伏电站开发受到极大限制，水面漂浮光伏电站的出现解决了传统光伏发电领域土地短缺、占用面积大的问题。

根据相关资料，我国有32000km长的海岸线，近300万平方千米的海域；有87800座各型水库；我国湖泊众多，水域面积占内陆4%左右面积，超过17万平方公里，面积1000km2以上的有2700多个，大量的可开发的水域为建设水面漂浮式光伏电站提供了现实条件支持。

在水面漂浮光伏电站的设计过程中，系锚系统是必不可少的一部分。系锚系统是水面方阵定位及保证其在复杂的各种环境荷载作用下安全运行的重要前提。方阵在风浪流联合作用下的运动幅度大小及系锚缆绳受力的大小是评估其安全性能的重要指标，如果运动响应过大，可能会导致整个系锚系统失效。在各种环境荷载的联合作用，每根系泊缆绳受力不一致，局部可能出现受力集中的问题，因此选取合适的系锚方案，使得系锚系统在各种运动状态下具有自我调节的能力，是目前亟需解决的问题。

为了适应各种水位变化，漂浮光伏电站通常采用悬链式的系锚方式，但在低水位时，该系锚方式会导致方阵发生运动后产生较大位移，影响方阵整体布置，对方阵的系锚提出了更高的要求。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，该系锚系统在各种运动状态下具有自我调节的能力，使得方阵所受系锚荷载分布更加合理，且更利于方阵运动后恢复到初始位置。

本实用新型是这样实现的，构造一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，其特征在于：具有方阵，方阵的系锚系统由钢丝绳（东西方向）和钢丝绳与弹簧装置组合体（南北方向）共同组成，形成一种柔弹性的受力体系。在方阵四角沿边1/4长度范围内采用钢丝绳和弹簧装置的组合体进行锚固，沿方阵周边中间区域范围采用钢丝绳进行锚固，一端与方阵边连接，另一端与塘底地锚连接。为了适应各种水位变化，采用悬链式的系锚方式。

根据本实用新型所述一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，其特征在于：方阵四角沿边约1/4长度范围内均匀布置钢丝绳和弹簧装置的组合体进行锚固，布置间距南北向2-4m，东西向4-10m，具体间距根据方阵尺寸和四个方向受荷载大小确定。钢丝绳上端与方阵连接，弹簧装置下端与塘底地锚连接，连接均采用穿钢丝绳，并用专用钢丝绳紧固件紧固的方式。方阵的四角在方阵运动中受力易集中，尤其当方阵发生较大的艏摇运动时，该措施可以将一部分四角1/4区域的集中荷载传递给中间1/2区域范围内的钢丝绳，使方阵整体受力更合理，避免荷载集中导致钢丝绳断裂或者连接节点破坏。

根据本实用新型所述一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，其特征在于：方阵沿周边中间1/2左右区域范围采用钢丝绳进行锚固，上端与方阵边缘连接，下端与地锚连接。锚固间距与四角区域相同，因为南北向为组件的倾角方向，所受荷载要比东西向更大，因而南北方向的缆绳布置密度要大于东西方向。

根据本实用新型所述一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，其特征在于：弹簧装置的长度约为钢丝绳长度的1/30~1/20，弹簧装置的承载能力不低于钢丝绳的承载能力。弹簧的刚度和强度决定了方阵在运动过程中整体受力的自我调节能力，合理的弹簧长度能够保证方阵四角的集中荷载合理的分配到中间区域，弹簧弹力的牵引作用及弹簧对四角区域系锚系统自重的增加可以帮助方阵恢复到初始位置。

根据本实用新型所述一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，其特征在于：地锚上表面预埋u形圆钢，用于连接钢丝绳或者弹簧装置。

根据本实用新型所述一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，其特征在于：钢丝绳和弹簧装置的连接采用穿钢丝绳，并用两个专用钢丝绳紧固件紧固。通过紧固件紧固，使得钢丝绳之间产生足够的摩擦力来满足节点承载力的需要。

本实用新型具有如下优点：本实用新型公开了一种由钢丝绳和弹簧装置联合作用的水面漂浮光伏电站系锚系统，中间区域为互相连接的漂浮体，用于安装光伏组件，四周通过钢丝绳连接牵引；沿方阵边长中间区域的钢丝绳的另一段与塘底地锚连接，沿方阵四角1/4范围内的钢丝绳与弹簧装置连接，弹簧装置的另一端与塘底地锚连接，节点处使用专用的缆绳紧固件进行连接。本实用新型有效的解决了方阵在复杂的风、浪、流荷载联合作用下，四角区域内牵引荷载集中，方阵整体受力不均衡，容易导致方阵四角区域缆绳断裂和连接节点破坏的问题，且弹簧装置的牵引作用有利于方阵恢复到初始位置。本实用新型适用于各种尺寸的方阵、水域跨度和水位变化的河面、湖面、水库。

附图说明

图1为水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统的平面布置图；

图2为水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统的立面布置图；

图3为钢丝绳和弹簧装置联合系锚的大样图；

图4为连接节点钢丝绳紧固的大样图。

图中包括：1、方阵；2、弹簧装置；3、钢丝绳；4、地锚；5、水面；6、钢丝绳紧固件；7、u形圆钢。

具体实施方式

下面将结合附图1-图4对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种水面漂浮光伏电站柔弹性系锚系统，该系锚系统在各种运动状态下具有自我调节的能力，使得方阵所受系锚荷载分布更加合理，且更利于方阵运动后恢复到初始位置。

实施时；根据方阵1的大小初步布置钢丝绳3的间距，布置间距南北向2-4m，东西向4-10m，方阵1尺寸越大，布置间距越小，计算其在风、浪、流荷载作用下钢丝绳3及两端节点承受的最大荷载，钢丝绳3布置间距需要满足两端节点承载力的要求，钢丝绳3初步规格根据钢丝绳承受最大荷载确定。

经初步计算，确定钢丝绳3在四个方向的布置间距，在方阵四角沿边约1/4长度范围内增加弹簧装置2，如图1所示，弹簧装置2与钢丝绳3串联，钢丝绳3上端与方阵1边缘连接，弹簧装置2下端与地锚4连接，如图2-图3所示。弹簧装置2的长度约为钢丝绳3长度的1/30~1/20，弹簧装置2的承载能力不低于钢丝绳3的承载能力。调整弹簧装置2的规格，使得方阵四角区域的最大系锚荷载与中间区域的最大系锚荷载相近，荷载变化趋势呈现锯齿状。

本实用新型中，弹簧装置2的合理布置改变了系锚荷载沿方阵边缘传递的方式，不会出现荷载在角部区域集中的现象，钢丝绳3所受最大荷载降低20%-30%左右，避免角部在方阵发生艏摇运动时受到过大冲击荷载而使得钢丝绳3断裂或者节点破坏。弹簧弹力的牵引作用及弹簧2对四角区域系锚系统自重的增加可以帮助方阵恢复到初始位置。

本实用新型中，钢丝绳3用两个专用钢丝绳紧固件紧固6紧固，使得钢丝绳3之间产生足够的摩擦力以满足节点承载力的需要。

弹簧装置2的下端与地锚4上表面预埋u形圆钢7连接，如图3所示。采用穿钢丝绳3，并用两个专用钢丝绳紧固件紧固6的方式。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。