一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构的制作方法

本发明涉及海上光伏发电，具体涉及一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构。

背景技术：

1、随着我国光伏产业的不断发展，陆上光伏和水上光伏(湖泊、水库、河流、浅滩、海湾等)产业日趋成熟。陆上光伏电站规模化建设需要大量土地，而在中东部地区，合适的土地资源非常紧缺，占用土地资源较少的水上光伏作为光伏电站的新兴形式应运而生，近年来得到业界的广泛关注，而海上相比湖泊、水库等有着更广阔的水面空间，海上光伏具有广阔的发展前景。

2、水上光伏分为漂浮式水上光伏和打桩式水上光伏，当水域水深较深、水位变化幅度大、水底地质不稳定时，打桩式水上光伏的建设成本和施工成本会急剧增加，此时漂浮式水上光伏更有优势。目前，漂浮式水上光伏电站建设主要集中于湖泊、水库、河流和有防波措施保护的海湾等水域，其浮体结构采用hdpe(高强度聚乙烯，high densitypolyethylene)吹塑而成，浮体吃水浅、干舷底，为防止波浪抨击光伏组件，仅适用于波高小于1m的海域，然而浮体材料强度弱，难以抵抗浮冰的作用。

3、因此，针对多种状况下的海洋环境，传统hdpe漂浮式光伏结构所适用的范围小，无法抵抗风浪变化下的恶劣海况，特别是针对海面上有海冰的地区，更是无法适用。为确保光伏结构在海上作业时的安全性及其风险问题，提出一种简单可靠的漂浮式海上光伏结构尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种适用多种海况环境、并具有抗风浪和抗冰能力的漂浮式海上光伏结构。

2、为此，本发明采用以下技术方案：

3、一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，包括漂浮式结构单元，以及布置在所述漂浮式结构单元上方的光伏阵列；所述漂浮式结构单元包括漂浮式基础和桁架结构，以及将所述漂浮式结构单元与海底泥面之间柔性连接的锚泊系统；所述桁架结构底部设置支脚部分，且所述支脚部分与所述漂浮式基础上部连接，使所述漂浮式基础围设而成的外部形成抗冰空间；所述漂浮式基础顶部的横截面面积大于其底部横截面面积，使所述漂浮式基础顶部与底部之间的外表面形成光滑过渡的爬冰部；所述漂浮式基础的底部形成与其上的所述爬冰部配合的抗冰部。

4、进一步地：所述漂浮式基础外表面围设有外板，且所述漂浮式基础顶部与底部分别设置顶板与底板，通过所述外板与所述顶板和所述底板连接将所述漂浮式基础内部封闭。

5、进一步地：所述漂浮式基础内设置支撑骨架。

6、进一步地：所述桁架结构布设所述光伏阵列的上部结构具有倾角。

7、进一步地：所述桁架结构所述支脚部分顶部的横截面面积大于其底部的横截面面积，使所述支脚部分顶部与底部之间的外表面可与所述爬冰部配合形成过渡的延展式驱冰部。

8、进一步地：所述桁架结构与所述光伏阵列配合处设置框架部分；所述框架部分内铺设连接有若干拉索，以及与所述拉索卡接配合的连接卡扣；所述连接卡扣与所述光伏阵列的光伏板底部连接，相邻的所述拉索配合所述连接卡扣形成对所述光伏板的支撑状态。

9、进一步地：相邻所述拉索上的所述连接卡扣之间连接有支架。

10、进一步地：所述漂浮式结构单元可适用于浅水潮差大易坐滩的海域；所述漂浮式基础底部为平整底面，使其可与海滩形成坐底状态。

11、进一步地：多个所述漂浮式结构单元可在目标海域呈独立锚泊布置、以及相连式阵列锚泊布置。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、(一)本发明提供的漂浮式海上光伏结构，具有在恶劣海况下抗风浪、抗冰能力强的特点，同时具备坐底能力，以适用于浅水潮差大易坐滩海域，在提高结构可靠性的同时保证结构运动稳定性，并进一步降低风险。同时在服役工况下，整体结构迎载面积小，抵抗海洋环境风浪流荷载的能力强。

14、(二)本发明通过轻量化钢桁架结构的上部结构，在保证对光伏组件的安装情况下，并根据钢桁架结构的利用面积，实现光伏组件结构尺寸、重量及其布置的最优化，从而减少建造成本，实现节约用海，进一步增加了经济性。

15、(三)本发明的漂浮式海上光伏结构根据海上光伏场区发电规模和场区空间，具有多种且灵活的排布方式，通过将漂浮式海上光伏结构灵活组合成多种光伏阵列，并且可以根据光伏阵列灵活布置锚泊系统，以保持光伏阵列的最佳光伏发电效率。

16、(四)本发明的弹性索系泊系统，使浮式基础适用于水浅潮差大的海域，保证了浅水系泊锚泊系统的安全及可靠性。

17、(五)本发明的大跨度桁架结构，减少整体桁架结构重量，从而提高海上施工效率，降低海上施工作业成本及风险。

技术特征：

1.一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，包括漂浮式结构单元(a)，以及布置在所述漂浮式结构单元(a)上方的光伏阵列(5)；其特征在于：所述漂浮式结构单元(a)包括漂浮式基础(1)和桁架结构(2)，以及将所述漂浮式结构单元(a)与海底泥面柔性连接的锚泊系统；

2.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：所述漂浮式基础(1)外表面围设有外板(11)，且所述漂浮式基础(1)顶部与底部分别设置顶板与底板，通过所述外板(11)与所述顶板和所述底板连接将所述漂浮式基础(1)内部封闭。

3.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：所述漂浮式基础(1)内设置支撑骨架(12)。

4.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：所述桁架结构(2)布设所述光伏阵列(5)的上部结构具有倾角。

5.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：所述桁架结构(2)所述支脚部分(24)顶部的横截面面积大于其底部的横截面面积，使所述支脚部分(24)顶部与底部之间的外表面可与所述爬冰部配合形成过渡的延展式驱冰部。

6.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：所述桁架结构(2)与所述光伏阵列(5)配合处设置框架部分；所述框架部分内铺设连接有若干拉索(21)，以及与所述拉索(21)卡接配合的连接卡扣(23)；所述连接卡扣(23)与所述光伏阵列(5)的光伏板(51)底部连接，相邻的所述拉索(21)配合所述连接卡扣(23)形成对所述光伏板(51)的支撑状态。

7.根据权利要求6所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：相邻所述拉索(21)上的所述连接卡扣(23)之间连接有支架(22)。

8.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：所述漂浮式结构单元(a)可适用于浅水潮差大易坐滩的海域；所述漂浮式基础(1)底部为平整底面，使其可与海滩形成坐底状态。

9.根据权利要求1所述的一种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，其特征在于：多个所述漂浮式结构单元(a)可在目标海域呈独立锚泊布置、以及相连式阵列锚泊布置。

技术总结
本发明提供了种抗冰自爬升漂浮式海上光伏结构，包括漂浮式结构单元，以及布置在所述漂浮式结构单元上方的光伏阵列；所述漂浮式结构单元包括漂浮式基础和桁架结构，以及将所述漂浮式结构单元与海底泥面之间柔性连接的锚泊系统；所述桁架结构底部设置支脚部分，且所述支脚部分与所述漂浮式基础上部连接，使所述漂浮式基础围设而成的外部形成抗冰空间，所述漂浮式基础顶部的横截面面积大于其潜入海内的底部横截面面积；本发明提供的漂浮式海上光伏结构，具有在恶劣海况下抗风浪、抗冰能力强的特点，同时具备坐底能力，以适用于浅水潮差大易坐滩海域，在提高结构可靠性的同时保证结构运动稳定性，并进一步降低风险。

技术研发人员：高山,李炜,许光明,何奔,王德志,吕君,任修迪,孙杏建,陈金忠,徐健,王刚
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13