高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统。


背景技术：

2.太阳能具有资源丰富、分布广泛、可再生、无污染等优点，是人类理想的清洁能源，对构建低碳社会做出了重要贡献，在长期的能源战略中具有重要地位。
3.近年来光伏发电市场发展十分迅猛，但土地资源的限制因素却愈发显著，已经成为陆地光伏电站大力建设的瓶颈。而水面漂浮式电站作为一种新型光伏电站形式，利用某种浮体支撑结构将光伏组件漂浮在水面上进行发电，大量节省土地资源的同时，还具备减少水量蒸发、抑制藻类繁殖、提高发电效率、有效地对组件和电缆进行冷却等优点。我国水资源丰富，湖泊、水库众多，漂浮式水面光伏的建设是对资源的优化利用、可以拓宽光伏应用，近年来得到了很大的关注和大力的发展。
4.目前国内外常见的浮体支撑平台主要包括两种型式：全浮体型式和浮体加支架型式。全浮体型式由于浮体本身为可变形材料制作，因此阵列本身即具备柔性功能；浮体加支架型式由于支架本身不具备变形消能能力，因此需要设计柔性连接件来释放单元之间的弯曲应力以保证阵列结构安全。
5.在现有技术中，国内某碳钢浮体加支架项目设计扁铁作为柔性连接件，东北某项目中亦利用扁铁作为柔性连接件，某铝合金泡沫浮体加支架项目设计类槽钢作为柔性连接构件。但以上项目和设计并没有针对高严寒地区水库的特点进行针对性设计，均只有释放一个自由度上弯曲应力的能力。在高寒地区水库中，光伏阵列可能受到冰热膨胀静挤压，水库中央产生的冰脊或将阵列向上顶起，而这些力的作用方向和位置很大程度上是随机的，现有的柔性连接构件均无法满足高寒地区水库的使用要求。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统，能释放两个自由度上的弯曲应力，实现多维柔性连接。
7.为实现上述目的，本实用新型所设计的一种高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统，包括用于安放光伏组件的阵列单元，还包括将任意两个相邻的所述阵列单元连接的柔性连接件，所述阵列单元上均匀布置有若干根横向底梁及与所述横向底梁垂直的纵向底梁，纵向上两个相邻的所述阵列单元之间的柔性连接件安装在两个所述阵列单元前后对应的纵向底梁上，横向上两个相邻的所述阵列单元之间的柔性连接件安装在两个所述阵列单元左右对应的横向底梁上，所述柔性连接件具有两个方向上的自由度。
8.优选地，所述柔性连接件包括第一端部固定件、第二端部固定件和将所述第一端部固定件和第二端部固定件柔性连接的扣件。
9.优选地，纵向上两个相邻的所述阵列单元之间的所述柔性连接件沿所述阵列单元
的纵向中轴线对称分布，横向上两个相邻的所述阵列单元之间的所述柔性连接件沿所述阵列单元的横向中轴线对称分布。
10.优选地，所述扣件包括两个中部交叉连接的卸扣，所述卸扣包括u型环和将所述u型环两端封闭的横销，所述第一端部固定件包括过渡板和分别设置在所述过渡板两侧的卸扣连接板及套筒，所述卸扣连接板上开设有供所述卸扣的横销穿过的螺栓孔，所述套筒上开设有至少一组螺栓孔，所述第一端部固定件上的卸扣连接板上的螺栓孔与所述套筒上的螺栓孔的孔向一致，所述第二端部固定件包括过渡板和分别设置在所述过渡板两侧的卸扣连接板及套筒，所述卸扣连接板上开设有供所述卸扣的横销穿过的螺栓孔，所述套筒上开设有至少一组螺栓孔，所述第二端部固定件上的卸扣连接板上的螺栓孔与所述套筒上螺栓孔的孔向垂直。
11.优选地，所述扣件包括两个中部旋转构件，所述中部旋转构件包括u型构件本体，所述u型构件本体的两臂上均设有供螺栓穿过的螺栓孔，两个所述u型构件本体通过螺栓穿过所述螺栓孔连接，所述u型构件本体上设有将其弧面底部封闭的挡板，所述挡板与所述u型构件本体的弧面底部形成螺栓通道，所述第一端部固定件和第二端部固定件均包括工字形本体，所述工字形本体的两端均设有一组螺栓孔，所述工字形本体一端通过螺栓穿过所述螺栓孔固定在所述横向底梁或纵向底梁的端部，所述工字形本体的另一端通过螺栓穿过所述螺栓孔和螺栓通道与所述中部旋转构件铰接。
12.优选地，所述扣件包括两个中部旋转构件，所述中部旋转构件包括u型构件本体，所述u型构件本体的两臂上均设有供螺栓穿过的螺栓孔，两个所述u型构件本体通过螺栓穿过所述螺栓孔连接，所述u型构件本体上设有将其弧面底部封闭的挡板，所述挡板与所述u型构件本体的弧面底部形成方环通道，所述第一端部固定件和第二端部固定件均包括u型构件本体，所述u型构件本体的两臂上均设有供螺栓穿过的螺栓孔，所述第一端部固定件和第二端部固定件通过螺栓穿过所述螺栓孔固定连接在所述横向底梁或纵向底梁的端部，所述u型构件本体上设有将其弧面底部封闭的挡板，所述挡板与所述u型构件本体的弧面底部形成方环通道，所述第一端部固定件和第二端部固定件的方环通道均与所述中部旋转构件的方环通道通过方环连接。
13.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
14.1、能释放两个自由度上的弯曲应力，实现多维柔性连接；
15.2、能适应高寒水库中弯矩载荷随机的特点，更适合应用于高寒水库水面光伏阵列的连接。
附图说明
16.图1为本实用新型高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统的结构示意图；
17.图2为图1中阵列单元上的横向底梁和纵向底梁的结构示意图；
18.图3为实施例1中柔性连接件的连接结构示意图；
19.图4为图3中各部件的爆炸图；
20.图5为图3中第一端部固定件的结构示意图；
21.图6为图3中第一端部固定件另一个角度的结构示意图；
22.图7为图3中第二端部固定件的结构示意图；
23.图8为图3中第二端部固定件另一个角度的结构示意图；
24.图9为图3中柔性连接件的结构示意图；
25.图10为图9中卸扣的结构示意图；
26.图11为实施例2中柔性连接件的连接结构示意图；
27.图12为图11中各部件的爆炸图；
28.图13为图12中中部旋转构件的结构示意图；
29.图14为图12中工字形本体的结构示意图；
30.图15为实施例3中柔性连接件的连接结构示意图；
31.图16为图15中各部件的爆炸图；
32.图17为图15中u型构件本体的结构示意图。
33.图中各部件标号如下：
34.阵列单元1、柔性连接件2、横向底梁3、纵向底梁4、第一端部固定件5、第二端部固定件6、扣件7、卸扣8、u型环9、横销10、过渡板11、卸扣连接板12、套筒13、螺栓孔14、中部旋转构件15、u型构件本体16、弧面底部17、挡板18、螺栓通道19、工字形本体20、方环通道21、方环22。
具体实施方式
35.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
36.如图1及图2所示，本实用新型高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统，包括用于安放光伏组件的阵列单元1，还包括将任意两个相邻的阵列单元1连接的柔性连接件2，阵列单元1上均匀布置有若干根横向底梁3及与横向底梁3垂直的纵向底梁4，纵向上两个相邻的阵列单元1之间的柔性连接件2安装在两个阵列单元1前后对应的纵向底梁4上，横向上两个相邻的阵列单元1之间的柔性连接件2安装在两个阵列单元1左右对应的横向底梁3上，柔性连接件2具有两个方向上的自由度。
37.其中，纵向上两个相邻的阵列单元1之间的柔性连接件2沿阵列单元1的纵向中轴线对称分布，横向上两个相邻的阵列单元1之间的柔性连接件2沿阵列单元1的横向中轴线对称分布。
38.实施例1
39.如图3及图4所示，柔性连接件2包括第一端部固定件5、第二端部固定件6和将第一端部固定件5和第二端部固定件6柔性连接的扣件7。如图9所示，扣件7包括两个中部交叉连接的卸扣8，如图10所示，卸扣8包括u型环9和将u型环9两端封闭的横销10，如图5及图6所示，第一端部固定件5包括过渡板11和分别设置在过渡板11两侧的卸扣连接板12及套筒13，卸扣连接板12上开设有供卸扣8的横销10穿过的螺栓孔14，套筒13上开设有两组螺栓孔14，第一端部固定件5上的卸扣连接板12上的螺栓孔14与套筒13上的螺栓孔14的孔向一致，如图7及图8所示，第二端部固定件6包括过渡板11和分别设置在过渡板11两侧的卸扣连接板12及套筒13，卸扣连接板12上开设有供卸扣8的横销10穿过的螺栓孔14，套筒13上开设有两组螺栓孔14，第二端部固定件6上的卸扣连接板12上的螺栓孔14与套筒13上螺栓孔14的孔向垂直。
40.本实施例1使用时，其使用方法如下：
41.1)两个卸扣8u型环9的相互交叉勾住，一个横销10穿过u型环9的两端和第一端部固定件5上卸扣连接板12的螺栓孔14，另一个横销10穿过u型环9的两端和第二端部固定件6上卸扣连接板12的螺栓孔14，将两个交叉勾住的卸扣8和第一端部固定件5、第二端部固定件6连接在一起；
42.2)通过第一端部固定件5上套筒13上的螺栓孔14，使用螺栓将第一端部固定件5固定在横向底梁3或纵向底梁4上；
43.3)通过第二端部固定件6上套筒13上的螺栓孔14，使用螺栓将第二端部固定件6固定在横向底梁3或纵向底梁4上，完成柔性连接系统的安装，能释放两个方向上的弯矩、实现两个方向上的自由弯曲转动。
44.实施例2
45.如图11及图12所示，扣件7包括两个中部旋转构件15，结合图13所示，中部旋转构件15包括u型构件本体16，u型构件本体16的两臂上均设有供螺栓穿过的螺栓孔14，两个u型构件本体16通过螺栓穿过螺栓孔14连接，u型构件本体16上设有将其弧面底部17封闭的挡板18，挡板18与u型构件本体16的弧面底部17形成螺栓通道19，结合图14所示，第一端部固定件5和第二端部固定件6均包括工字形本体20，工字形本体20的两端均设有一组螺栓孔14，工字形本体20一端通过螺栓穿过螺栓孔14固定在横向底梁3或纵向底梁4的端部，工字形本体20的另一端通过螺栓穿过螺栓孔14和螺栓通道19与中部旋转构件15铰接。
46.本实施例2使用时，其使用方法如下：
47.1)两个中部旋转构件15反向交叉放置，对齐u型构件本体16的两臂上的螺栓孔14，后利用销钉或螺栓连接，实现两个中部旋转构件15之间的自由转动；
48.2)利用销钉或螺栓穿过工字形本体20一端的螺栓孔14和螺栓通道19并连接，实现中部旋转构件15与工字形本体20之间的转动；
49.3)利用销钉或螺栓穿过工字形本体20另一端的螺栓孔14将工字形本体20与横向底梁3或纵向底梁4的端部连接，完成柔性连接系统的安装，能释放两个方向上的弯矩，实现两个方向上的自由弯曲转动。
50.实施例3
51.如图15及图16所示，扣件7包括两个中部旋转构件15，结合图17所示，中部旋转构件15包括u型构件本体16，u型构件本体16的两臂上均设有供螺栓穿过的螺栓孔14，两个u型构件本体16通过螺栓穿过螺栓孔14连接，u型构件本体16上设有将其弧面底部17封闭的挡板18，挡板18与u型构件本体16的弧面底部17形成方环通道21，第一端部固定件5和第二端部固定件6均包括u型构件本体16，u型构件本体16的两臂上均设有供螺栓穿过的螺栓孔14，第一端部固定件5和第二端部固定件6通过螺栓穿过螺栓孔14固定连接在横向底梁3或纵向底梁4的端部，u型构件本体16上设有将其弧面底部17封闭的挡板18，挡板18与u型构件本体16的弧面底部17形成方环通道21，第一端部固定件5和第二端部固定件6的方环通道21均与中部旋转构件15的方环通道21通过方环22连接。
52.本实施例3使用时，其使用方法如下：
53.1)两个中部旋转构件15反向交叉放置，对齐u型构件本体16的两臂上的螺栓孔14，后利用销钉或螺栓连接，实现两个中部旋转构件15之间的自由转动；
54.2)将一个方环22分别穿过中部旋转构件15与第一端部固定件5的方环通道21，将另一个方环22分别穿过另一个中部旋转构件15与第二端部固定件6的方环通道21，实现中部旋转构件15与第一端部固定件5及第二端部固定件6之间的自由转动；
55.3)利用销钉或螺栓穿过第一端部固定件5或第二端部固定件6上的螺栓孔14将第一端部固定件5或第二端部固定件6与横向底梁3或纵向底梁4的端部连接，完成柔性连接系统的安装，能释放两个方向上的弯矩，实现两个方向上的自由弯曲转动。
56.在上述实施例中，柔性连接构件材料例如可以是不锈钢、镀锌碳钢、合金钢、高强度钢、铝合金或玻璃钢。
57.本实用新型高寒地区漂浮式水面光伏阵列多维柔性连接系统，能释放两个自由度上的弯曲应力，实现多维柔性连接；能适应高寒水库中弯矩载荷随机的特点，更适合应用于高寒水库水面光伏阵列的连接。