一种消波稳定的轻质漂浮式光伏发电平台

文档序号:37548502发布日期:2024-04-08 13:54阅读:135来源:国知局

本发明涉及轻质漂浮式发电装置,具体讲是一种消波稳定的轻质漂浮式光伏发电平台。


背景技术:

1、光伏发电作为一种绿色清洁可再生的能源,近些年来发展迅速。其中,漂浮式光伏是廉价且适用于库区使用的一种光伏发电模式,这种模式无需占用土地且易于安装维护,其建设成本较陆地光伏更低。然而,传统的漂浮式光伏发电平台没有专门的消波结构,导致传统的漂浮式光伏发电平台虽能满足基本的漂浮需求,但会阻碍泄洪;当洪水来临时,传统的漂浮式光伏发电平台不能及时消散掉洪水中所蕴含的能量,会随着洪水冲击河堤或大坝,从而危害河道、库区的安全。

2、为了克服上述不足,提高漂浮式光伏发电平台的稳定性,在现有技术中有采用在浮体平台上安装额外减震或平衡装置,达到平台稳定性提高的目的。例如采用安装减震弹簧、减震摇臂和伸缩弹簧的方案;或在平台底部安装平衡器,通过平衡器内的转动轴、转臂、转盘、配重块来减少漂浮式光伏平台受风浪作用后的摇摆幅度,进而达到提高平台稳定性的目的。

3、但是上述技术在实施过程中,存在机械结构较多、较为复杂的问题,会导致平台体积过大、难以维护,增设的机械结构还会增加浮体重量,阻碍泄洪,在洪水冲击下发电单元一旦发生脱落,会对水工建筑物造成巨大的危害。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提出了一种消波稳定的轻质漂浮式光伏发电平台,该光伏发电平台针对漂浮式光伏应用场景,设计了具有消波功能的结构,从而增加了平台的稳定性。

2、具体的,一种消波稳定的轻质漂浮式光伏发电平台,包括浮板消波层,

3、所述浮板消波层至少包括一层用于分割波浪的浮板,多层的所述浮板平行布置,相邻浮板之间保持有间隙,并通过限位连接部件连接;

4、所述浮板具有数个中通并贯穿于浮板的消波部。

5、可选的,所述消波部为竖直开设于浮板的通孔和/或固定安装于浮板的消波筒。

6、可选的,所述消波筒包括筒身,所述筒身一端为适配于浮板的限位部,另一端为连接部;

7、其中连接部从所述浮板的一侧插入直至限位部与浮板贴合,再通过固定件固定连接。

8、可选的,所述固定件是筒帽或弹性卡环;

9、所述筒帽限位安装于浮板,并位于限位部的相对侧,所述筒帽采用螺纹与所述筒身连接;

10、所述弹簧卡环卡合安装于所述连接部,并位于限位部的相对侧。

11、上述的浮板消波层消波的原理是:通过多层带消波部的浮板,将进入的水流分为多股后使其互相掺混,促使多股水流的动能相互抵消,从而实现消波过程,提高设备安全性。消波功能是通过多层平行布置的浮板和消波部两部分实现,相邻浮板之间的间距小于波浪的高度,因此能够降低波浪的涌动,同时会促使部分波浪破碎,进而达到消耗波浪能量的目的。消波部竖直地位于各个浮板之内,贯通整个浮板,当波浪分为多股水流进入夹层后,会呈现不同的波高和频率特征,此后当不同水流分别流经消波部上下端时,在垂直于浮板的方向上会促使水流之间发生掺混,两端水流的波浪能量会互相抵消;此外,当波浪流经消波部端面时,部分水流会冲击消波部的内壁,并形成波浪反射,反射波浪会与进入水流的波浪相遇,从而相互抵消。经过上述的消波过程,流经平台波浪的能量得以降低,波浪对平台的冲击力减弱,平台稳定性提高。

12、为了提高对浮板进行保护,可选的,所述浮板的外围固定设置有浮板边框。

13、为了提高整个消波层的稳定性,可选的,在最底层的浮板设置连接环,该连接环与系泊缆绳固定连接。

14、根据库体中水域的波浪情况,可选的,在浮板上的数个所述消波部采用均匀排布或异形排布;

15、其中消波部采用均匀排布是指:每个所述消波部的孔径相同,并且均匀的阵列排布;

16、其中消波部采用异形排布是指:数个所述消波部具有大孔径的消波部和小孔径的消波部,其中大孔径的消波部围绕小孔径的消波部布置,或小孔径的消波部围绕大孔径的消波部布置。

17、由于传统的漂浮式光伏发电平台采用硅基光伏电池质量较重,当遭遇恶劣气候条件,如大风、暴雨、洪水时,一旦发生脱离,顺着洪水飘向下游,会严重危害水工建筑物;可选的,在最上层的浮板上通过限位连接部件安装有光伏支撑层,在光伏支撑层的上方通过光伏支架安装有数个光伏电池组件;

18、所述光伏电池组件包括轻质光伏电池,在该轻质光伏电池的外围设置有电池边框。

19、所述轻质光伏电池相较于硅基光伏电池更轻,轻质光伏电池在发生事故脱落时不会对水工建筑造成严重的冲击破坏,更适于库区使用。轻质光伏电池主要包括钙钛矿半透明光伏电池、硒化铜铟镓(cigs)薄膜电池、碲化镉(cdte)薄膜光伏电池等。

20、同时传统的硅基光伏电池质量较重,往往需要较大的漂浮支撑部件,当遭遇恶劣气候条件,如大风、暴雨、洪水时,该类大重量的漂浮式发电单元一旦发生脱离,顺着洪水飘向下游,会严重危害水工建筑物。与之相比,未来的漂浮式光伏发电平台更适于采用钙钛矿、硒化铜铟镓、碲化镉等轻质光伏电池,该类发电平台更加轻便,当发生脱落和碰撞事故时,对水工建筑物的破坏较小。基于该原因,本发明针对该类轻质漂浮式光伏发电平台提出了针对性的限位连接部件。

21、具体的,所述限位连接部件包括限位拉杆和数个套装于所述限位拉杆的定距管;

22、所述限位拉杆一端为拉杆限位部,另一端为拉杆连接部,其中拉杆连接部从一侧的基板贯穿至另一侧的基板,直至拉杆限位部与一侧的基板贴合,再采用拉杆固定件紧固连接;

23、所述拉杆固定件是与拉杆连接部适配的螺母或弹性卡环,优选为螺母和垫片组合;

24、所述基板是最下层的浮板或安装于最上层浮板上部的光伏支撑层;

25、所述定距管位于相邻浮板之间或/和位于浮板与所述光伏支撑层之间。

26、所述限位连接部实现对轻质电池的支撑,同时兼顾了其整体的强度。针对小负重场合采用的支撑结构无需使用强度过高的金属材料,而是采用聚丙烯、环氧树脂、复合陶瓷等耐腐蚀的轻质材料作为主体结构,低密度的发泡结构作为支撑浮体,然后通过简易固定结构实现光伏板的安装和定位。为提高支撑结构在波浪冲击条件下的安全性,采用了定距管和限位孔的组合结构。限位拉杆贯穿于整个平台,多个间隔且与拉杆同轴布置的定距管从下到上依次安装于各层消波浮板之间,拉杆顶端通过螺母固定。为了提升支撑结构的整体强度,所述限位拉杆与浮板或/和光伏支撑层接触的部位设置有止转部,该止转部可采用十字限位的结构形式,可以限制所连接的零部件(如浮板、光伏支撑层)在对应截面上的旋转,从而有效降低支撑结构主体部件在受到波浪冲击时发生偏转和错位,使部件之间的连接更加紧固。此外,浮板外的浮板边框能增加浮板消波层的强度,减少水体中的异物对平台的冲击破坏,提高平台的安全性。

27、本发明具有如下优点:

28、本发明适用于漂浮式光伏平台,通过多层平行且带有消波部的浮板结构进行消波,多层的浮板和消波部能够有效削弱波浪的冲击作用,提高漂浮式光伏发电平台的安全性。

29、同时本发明采用分层轻质支撑结构实现平台整体结构的减重,在减轻支撑结构整体重量的同时确保其具有较高的结构强度。增加限位组件,防止支架零件产生松动,使整个支撑结构能够更好地抵御洪水的冲击。

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