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漂浮式太阳能发电平台的制作方法

时间:2022-02-17 阅读: 作者:专利查询

漂浮式太阳能发电平台的制作方法

1.本发明涉及漂浮发电技术领域,具体涉及一种漂浮式太阳能发电平台。


背景技术:

2.陆上太阳能发电站需要占用巨大的土地空间,而对于沿海发达地区来说,土地资源是极为稀缺的,因此沿海城市多采用海上漂浮式太阳能发电平台进行发电。
3.现有的大型单体漂浮式太阳能发电平台尺寸较大,普通厂家不容易生产制造,无法使用市场成熟度很高的通用器件来构建平台,成本下降较为困难。并且这种平台往往采用浮筒式的浮力单元作为平台底座,在底座上安装光伏组件,这样的平台围护结构需要同时兼顾支撑、漂浮和防护等多重功能,在恶劣的海洋环境下容易出现被腐蚀和被生物附着等问题,如要更换则必须将下方底座完全拆卸下来,不方便施工,因此对材料的选择较为苛刻,进一步增大了浮台的成本。浮台的整体寿命完全取决于其最脆弱的某一部件寿命,只要其中一个部件失效,就会导致整个浮台失效。
4.由于大型单体漂浮式太阳能发电平台存在上述缺点,因此单元化的漂浮式太阳能发电平台应运而生,其由多个普通大小的平台连接而成,便于生产,且损耗的零部件能够单独替换,不需要对平台进行整体替换,很大程度的节约了使用成本。
5.但是,单元化的漂浮式太阳能发电平台各单元浮台间的连接无法满足刚柔性的要求。
6.连接偏刚性的平台的本质是会产生巨大结构弯曲载荷的单体结构,在海浪冲击下易断裂。
7.连接偏柔性无法限制单元浮台间的相对运动,在波浪的冲击下单元浮台间会出现较大的姿态差异甚至发生碰撞。不同的姿态会导致同一时刻单元浮台上光伏电池的入射角不同,较大的入射角会造成输出减小,进而导致系统瞬时电力输出不一致,在不同的组件之间发生内放电。


技术实现要素:

8.(一)解决的技术问题
9.针对现有技术的不足,本发明提供了一种漂浮式太阳能发电平台,解决了单元化的漂浮式太阳能发电平台各单元间的连接无法满足刚柔性要求的问题。
10.(二)技术方案
11.为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
12.一种漂浮式太阳能发电平台,所述发电平台包括:若干单元浮台、连接件和弹性杆;
13.所述连接件包括:连接螺栓和连接螺母;
14.所述连接螺栓与连接螺母螺纹连接,连接螺栓的头部与单元浮台固定连接;连接螺栓的螺杆自由端开设有朝头部方向延伸的缺口;
15.所述弹性杆容纳在缺口内,旋紧连接螺母实现弹性杆与连接件的固定;
16.相邻的单元浮台与同一根弹性杆连接,实现单元浮台通过弹性杆连接;
17.所述弹性杆的表面粗糙、径截面为椭圆形。
18.优选的,所述单元浮台包括:支撑骨架、浮力模块和若干装甲;所述支撑骨架的各面均独立安装有装甲,所述浮力模块设置在支撑骨架内,被装甲包围保护。
19.优选的,装甲方便拆卸维护和更换,并且装甲与支撑骨架并非一体成型,因此在恶劣海况下可以产生较大形变,特别是装甲和支撑骨架接触部位允许较大的角位移,通过变形限制内部应力不要太大。有利于延长单元浮台的力学寿命。
20.优选的,所述装甲具有一定弹性。
21.优选的,所述单元浮台还包括:装甲夹具;所述装甲夹具包括:第一夹具和第二夹具;
22.所述第一夹具和第二夹具箍设在支撑骨架上,所述第一夹具的一端与第二夹具的一端卡接,所述第一夹具的另一端与第二夹具的另一端通过螺栓固定;
23.所述第一夹具的外壁设置有卡槽,所述卡槽与装甲卡接。
24.优选的,所述单元浮台还包括:光伏电池、光伏电池夹具和支架;所述光伏电池夹具对光伏电池进行夹持,且光伏电池夹具通过支架固定在支撑骨架上方。
25.优选的,所述光伏电池夹具包括:第三夹具和第四夹具;所述第三夹具与第四夹具限位卡接且通过螺栓紧固。
26.优选的,所述第三夹具和第四夹具的夹持面均开设有缓冲防滑槽。
27.优选的,所述支架包括:第五夹具和第六夹具,所述第五夹具和第六夹具箍设在支撑骨架上,所述第五夹具与第六夹具限位卡接且通过螺栓紧固,所述光伏电池夹具与支架固定连接。
28.优选的,所述支架包括:顶梁和若干立柱;所述立柱的顶端与顶梁固定,立柱的底端与支撑骨架固定连接,所述光伏电池夹具与顶梁固定连接。
29.(三)有益效果
30.本发明提供了一种漂浮式太阳能发电平台。与现有技术相比,具备以下有益效果:
31.本发明中,连接螺栓的头部与单元浮台固定连接;连接螺栓的螺杆自由端开设有朝头部方向延伸的缺口;弹性杆容纳在缺口内,旋紧连接螺母实现弹性杆与连接件的固定;相邻的单元浮台与同一根弹性杆连接,实现单元浮台通过弹性杆连接;弹性杆的表面粗糙、径截面为椭圆形,能够有效防止弹性杆与单元浮台发生相对转动和位移,保证了发电平台的稳定性;并且弹性杆既具备一定的缓冲作用,能够通过形变限制波浪冲击下瞬时应力的增长,以避免相邻单元浮台的直接接触碰撞;又具有足够的刚度和韧性,将单元浮台间的相对运动控制在一定范围内,在浪高2米以下的海况中,不会产生过大的形变导致相邻单元浮台之间出现较大的姿态差异,能够将各模块的光伏组件的入射角保持在10
°
以内,使得连为整体的多个单元浮台上的光伏组件具有接近的入射角,从而瞬时电力输出一致,避免各组件间的内放电。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例1中发电平台的结构示意图;
34.图2为本发明实施例1中连接件与弹性杆的连接结构示意图;
35.图3为本发明实施例1中单元浮台的结构示意图;
36.图4为本发明实施例1中支撑骨架与装甲的连接结构示意图;
37.图5为本发明实施例1中支撑骨架与光伏电池的连接结构示意图;
38.图6为本发明实施例2中单元浮台的结构示意图。
具体实施方式
39.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
40.本技术实施例通过提供一种漂浮式太阳能发电平台,解决了单元化的漂浮式太阳能发电平台各单元间的连接无法满足刚柔性要求的问题。
41.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
42.本发明实施例中,连接螺栓的头部与单元浮台固定连接;连接螺栓的螺杆自由端开设有朝头部方向延伸的缺口;弹性杆容纳在缺口内,旋紧连接螺母实现弹性杆与连接件的固定;相邻的单元浮台与同一根弹性杆连接,实现单元浮台通过弹性杆连接;弹性杆的表面粗糙、径截面为椭圆形,能够有效防止弹性杆与单元浮台发生相对转动和位移,保证了发电平台的稳定性;并且弹性杆既具备一定的缓冲作用,能够通过形变限制波浪冲击下瞬时应力的增长,以避免相邻单元浮台的直接接触碰撞;又具有足够的刚度和韧性,将单元浮台间的相对运动控制在一定范围内,不会产生过大的形变导致相邻单元浮台之间出现较大的姿态差异,使得连为整体的多个单元浮台上的光伏组件具有接近的入射角,从而瞬时电力输出一致,避免各组件间的内放电,保证了发电平台的整体性。
43.为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
44.实施例1:
45.如图1、图2所示,本发明提供了一种漂浮式太阳能发电平台,所述发电平台包括:若干单元浮台、连接件10和弹性杆20;
46.所述连接件10包括:连接螺栓11和连接螺母12;
47.所述连接螺栓11与连接螺母12螺纹连接,连接螺栓11的头部与单元浮台固定连接;连接螺栓11的螺杆自由端开设有朝头部方向延伸的缺口13;
48.所述弹性杆20容纳在缺口13内,旋紧连接螺母12实现弹性杆20与连接件10的固定;
49.相邻的单元浮台与同一根弹性杆20连接,实现单元浮台通过弹性杆20连接;
50.所述弹性杆20的表面粗糙、径截面为椭圆形,能够有效防止弹性杆20与单元浮台
发生相对转动和位移,保证了发电平台的稳定性;并且弹性杆20既具备一定的缓冲作用,能够通过形变限制波浪冲击下瞬时应力的增长,以避免相邻单元浮台的直接接触碰撞;又具有足够的刚度和韧性,将单元浮台间的相对运动控制在一定范围内,在浪高2米以下的海况中,不会产生过大的形变导致相邻单元浮台之间出现较大的姿态差异,能够将各模块的光伏组件的入射角保持在10
°
以内,使得连为整体的多个单元浮台上的光伏组件具有接近的入射角,从而瞬时电力输出一致,避免各组件间的内放电。
51.如图3所示,所述单元浮台包括:支撑骨架30、浮力模块和若干装甲40;所述支撑骨架30的各面均独立安装有装甲40,所述浮力模块设置在支撑骨架30内,被装甲40包围保护。能够有效避免浮力模块损坏导致的单元浮台下沉,另一方面装甲40均是独立安装在支撑骨架30上的,倘若当迎浪面的装甲40承受很大的波浪冲击时,即使它某处出现了破坏,这种破坏也不会传递到其他装甲40上,不会影响整体,我们只需拆卸更换破损的装甲40即可。
52.装甲40方便拆卸维护和更换,并且装甲40与支撑骨架30并非一体成型,因此在恶劣海况下可以产生较大形变,特别是装甲40和支撑骨架30接触部位允许较大的角位移,通过变形限制内部应力不要太大。有利于延长单元浮台的力学寿命。
53.所述装甲40具有一定弹性,所述装甲40在海浪冲击下能够产生一定的形变,通过形变限制内部产生过大应力,起到缓冲作用,这一特点也使它不容易产生破坏。
54.如图4所示,所述单元浮台还包括:装甲夹具;所述装甲夹具包括:第一夹具41和第二夹具42;
55.所述第一夹具41和第二夹具42箍设在支撑骨架30上,所述第一夹具41的一端与第二夹具42的一端卡接,所述第一夹具41的另一端与第二夹具42的另一端通过螺栓固定;
56.所述第一夹具41的外壁设置有卡槽43,所述卡槽43与装甲40卡接,实现装甲40的安装,结构稳定,拆装便利。
57.如图5所示,所述单元浮台还包括:光伏电池50、光伏电池夹具和支架;所述光伏电池夹具对光伏电池50进行夹持,且光伏电池夹具通过支架固定在支撑骨架30上方,实现光伏电池50的安装。
58.如图5所示,所述光伏电池夹具包括:第三夹具51和第四夹具52;所述第三夹具51与第四夹具52限位卡接且通过螺栓紧固。
59.如图5所示,所述第三夹具51和第四夹具52的夹持面均开设有缓冲防滑槽53,使得光伏电池夹具对光伏电池50的夹持稳定不易脱落。
60.如图5所示,所述支架包括:第五夹具54和第六夹具55,所述第五夹具54和第六夹具55箍设在支撑骨架30上,所述第五夹具54与第六夹具55限位卡接且通过螺栓紧固,所述光伏电池夹具与支架固定连接。
61.实施例2:
62.如图6所示,所述支架包括:顶梁56和若干立柱57;所述立柱57的顶端与顶梁56固定,立柱57的底端与支撑骨架30固定连接,所述光伏电池夹具与顶梁56固定连接,将光伏电池50架高,防止光伏电池50受海水影响使用寿命减少。
63.综上所述,与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:
64.1、本发明实施例中,连接螺栓的头部与单元浮台固定连接;连接螺栓的螺杆自由端开设有朝头部方向延伸的缺口;弹性杆容纳在缺口内,旋紧连接螺母实现弹性杆与连接
件的固定;相邻的单元浮台与同一根弹性杆连接,实现单元浮台通过弹性杆连接;弹性杆的表面粗糙、径截面为椭圆形,能够有效防止弹性杆与单元浮台发生相对转动和位移,保证了发电平台的稳定性;并且弹性杆既具备一定的缓冲作用,能够通过形变限制波浪冲击下瞬时应力的增长,以避免相邻单元浮台的直接接触碰撞;又具有足够的刚度和韧性,将单元浮台间的相对运动控制在一定范围内,在浪高2米以下的海况中,不会产生过大的形变导致相邻单元浮台之间出现较大的姿态差异,能够将各模块的光伏组件的入射角保持在10
°
以内,使得连为整体的多个单元浮台上的光伏组件具有接近的入射角,从而瞬时电力输出一致,避免各组件间的内放电。
65.2、本发明实施例中,单元浮台包括:支撑骨架、浮力模块和若干装甲;支撑骨架的各面均独立安装有装甲,浮力模块设置在支撑骨架内,被装甲包围保护,能够有效避免浮力模块损坏导致的单元浮台下沉,另一方面装甲均是独立安装在支撑骨架上的,倘若当迎浪面的装甲承受很大的波浪冲击时,即使它某处出现了破坏,这种破坏也不会传递到其他装甲上,不会影响整体,我们只需拆卸更换破损的装甲即可。
66.3、本发明实施例中,装甲方便拆卸维护和更换,并且装甲与支撑骨架并非一体成型,因此在恶劣海况下可以产生较大形变,特别是装甲和支撑骨架接触部位允许较大的角位移,通过变形限制内部应力不要太大。有利于延长单元浮台的力学寿命。
67.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
68.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。