浮体部件及浮体阵组的制作方法

1.本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种浮体部件及浮体阵组。


背景技术：

2.当前的漂浮光伏发电系统，包括浮体结构，浮体结构是以塑料等高分子材料制品为基础的产品，具体为中空结构，以漂浮在水面上。
3.在先技术中，漂浮光伏发电系统中使用的一体成型浮体结构，具体通过中空吹塑来制作，通过浮体结构来为水面漂浮光伏发电系统提供浮力。安装后的光伏板是固定在浮体结构上的，光伏板的倾斜角度固定。
4.发明人在研究过程中发现，由于使用的中空吹塑工艺，浮体出厂时即成型，然后运输到项目现场。由于体积大，重量轻，运输费用高昂。因此，在先技术中的浮体结构体积较大，存在生产、储存、运输成本高的不足。并且，现有的光伏板的倾斜角度是固定的，当风力较大时，浮体阵列会承受较大的风荷载，使浮体阵列使用寿命降低。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种浮体部件，以解决在先技术中浮体结构成本高且浮体阵列会承受风载荷较大，寿命较低的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供一种浮体部件，包括浮体主体、盖板和安装板，所述浮体主体上设置有浮体空腔，所述浮体主体与所述盖板可拆卸地连接，所述安装板与所述盖板转动连接，所述安装板相对所述盖板倾斜设置；
8.所述安装板的一侧转动连接于所述盖板，所述安装板的另一侧通过支撑结构与所述盖板连接，所述支撑结构的长度可调节；
9.其中，所述浮体部件周侧设置有多个连接结构，多个所述浮体部件通过所述连接结构连接并形成浮体阵组。
10.进一步地，所述支撑结构的第一端与所述安装板转动连接，所述支撑结构的第二端与所述盖板转动连接，且二者的转动轴线与所述安装板相对所述盖板的转动轴线平行；
11.在所述安装板受到外力的情况下，所述支撑结构的长度改变；在外力消失后，所述支撑结构的长度恢复。
12.进一步地，所述盖板上设置有第一连接座，所述安装板上设置有第二连接座，所述支撑结构的两端分别与所述第一连接座和所述第二连接座通过销钉转动连接。
13.进一步地，所述支撑结构包括支撑主体、伸缩件、弹性件和阻尼件；
14.所述支撑主体与所述伸缩件滑动连接，所述弹性件一端与所述支撑主体连接，另一端与所述伸缩件连接，所述弹性件的施力方向与所述伸缩件的伸缩方向相同；
15.所述阻尼件设置在所述支撑主体与所述伸缩件之间，以增加所述支撑主体与所述伸缩件之间的摩擦力。
16.进一步地，所述盖板上开设有至少一个凹槽结构。
17.进一步地，所述凹槽结构贯通所述盖板的两端，所述凹槽结构设置为两个时，两个所述凹槽结构平行设置或者交错设置。
18.进一步地，至少两个所述浮体部件通过加强框连接，所述加强框与所述凹槽结构适配。
19.进一步地，所述浮体主体上设置有第一加强结构，所述第一加强结构为设置在所述浮体主体上的凹凸结构或加强筋的至少一者。
20.进一步地，所述浮体主体和所述盖板配合形成所述第一浮体单元，多个所述第一浮体单元连接后，配合形成运维通道或者安装平台；
21.所述浮体主体、所述盖板和所述安装板配合形成所述第二浮体单元，多个所述第二浮体单元连接后，配合形成功能子阵组；
22.在所述功能子阵组为光伏子阵组的情况下，所述安装板上安装有光伏组件。
23.第二方面，本发明实施例还提供一种浮体阵组，包括多个浮体部件，所述浮体部件为上述的浮体部件。
24.在本发明实施例中，通过浮体主体和盖板的可拆卸连接，可以使不同的盖板共用相同的浮体主体，这样就可以通过统一模具生产浮体主体，进而节省浮体部件总体的生产成本，并且浮体主体和盖板的可拆卸连接后，可以使浮体主体和盖板在装配前分别运输，这样就可以通过堆叠的方式减小浮体主体和盖板的存储空间和总体运输空间，进而节省存储成本和运输成本。安装板和支撑结构的配合设置可以使安装板的倾斜角度可调节，进而使安装板的倾斜角度调节，当风力较大时，减小倾斜角度，减少风载荷，当风力较小时，增大或恢复倾斜角度，提高工作效率。进而减少风载荷对浮体部件的损害，提高浮体部件的使用寿命。连接结构的设置用于多个浮体部件之间的连接，以形成浮体阵组。本发明实施例能够实现浮体部件成本低，使用寿命较长的有益效果。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1表示本发明实施例提供的第二浮体单元安装光伏组件后的结构示意图；
27.图2表示本发明实施例提供的第二浮体单元的轴侧图；
28.图3表示本发明实施例提供的浮体主体的结构示意图；
29.图4表示本发明实施例提供的浮体主体设置第一加强结构后的结构示意图；
30.图5表示本发明实施例提供的盖板的结构示意图；
31.图6表示本发明实施例提供的盖板的仰视图；
32.图7表示本发明实施例提供的安装板的结构示意图；
33.图8表示本发明实施例提供的安装板的仰视图；
34.图9表示本发明实施例提供的安装板的俯视图；
35.图10表示本发明实施例提供的支撑结构的结构示意图；
36.图11表示本发明实施例提供的第一浮体单元的结构示意图；
37.图12表示本发明实施例提供的浮体阵组的结构示意图；
38.图13表示本发明实施例提供的加强框的结构示意图。
39.附图标记：
40.10、浮体主体；11、连接结构；12、浮体空腔；13、第一加强结构；20、盖板；21、凹槽结构；30、安装板；31、支撑结构；40、光伏组件；50、运维通道；60、功能子阵组；70、加强框。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
42.应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
43.参见图1至图13，本发明一实施例提供了一种浮体部件，包括浮体主体10、盖板20和安装板30，所述浮体主体10上设置有浮体空腔12，所述浮体主体10与所述盖板20可拆卸地连接，所述安装板30与所述盖板20转动连接，所述安装板30相对所述盖板20倾斜设置；
44.所述安装板30的一侧转动连接于所述盖板20，所述安装板30的另一侧通过支撑结构31与所述盖板20连接，所述支撑结构31的长度可调节；
45.其中，所述浮体部件周侧设置有多个连接结构11，多个所述浮体部件通过所述连接结构11连接并形成浮体阵组。
46.在本发明实施例中，通过浮体主体10和盖板20的可拆卸连接，可以使不同的盖板20共用相同的浮体主体10，这样就可以通过统一模具生产浮体主体10，进而节省浮体部件总体的生产成本，并且浮体主体10和盖板20的可拆卸连接后，可以使浮体主体10和盖板20在装配前分别运输，这样就可以通过堆叠的方式减小浮体主体10和盖板20的存储空间和总体运输空间，进而节省存储成本和运输成本。安装板30和支撑结构31的配合设置可以使安装板30的倾斜角度可调节，进而使安装板30的倾斜角度调节，当风力较大时，减小倾斜角度，减少风载荷，当风力较小时，增大或恢复倾斜角度，提高工作效率。进而减少风载荷对浮体部件的损害，提高浮体部件的使用寿命。连接结构11的设置用于多个浮体部件之间的连接，以形成浮体阵组。本发明实施例能够实现浮体部件成本低，使用寿命较长的有益效果。
47.需要说明的是，当光伏组件40安装在安装板30的时候，可以实现光伏组件40的倾斜角度调节，当风力较大时，减小倾斜角度，减少风载荷，当风力较小时，增大或恢复倾斜角度，提高发电效率。当然也可以根据需要在安装板30上安装其它功能组件，以满足对应的工作需求。
48.可选地，本发明实施例中，所述支撑结构31的第一端与所述安装板30转动连接，所述支撑结构31的第二端与所述盖板20转动连接，且二者的转动轴线与所述安装板30相对所述盖板20的转动轴线平行；
49.在所述安装板30受到外力的情况下，所述支撑结构31的长度改变；在外力消失后，所述支撑结构31的长度恢复。
50.在本发明实施例中，上述结构可以使支撑结构31的调节更加顺利，可以防止支撑结构31的长度变化，影响到安装板30的转动，避免出现方向不同而产生的卡死现象。
51.可选地，本发明实施例中，所述盖板20上设置有第一连接座，所述安装板30上设置有第二连接座，所述支撑结构31的两端分别与所述第一连接座和所述第二连接座通过销钉转动连接。
52.在本发明实施例中，上述结构可以使支撑结构31的连接更加稳定可靠，通过销钉的设置可以使转动更加稳定。第一连接座和第二连接座设置为与销钉配合的凸起结构。当然也可以根据需要将支撑结构31与安装板30以及盖板20球铰接，相应的第一连接座和第二连接座与所述支撑结构31适配。
53.可选地，本发明实施例中，所述支撑结构31包括支撑主体、伸缩件、弹性件和阻尼件；
54.所述支撑主体与所述伸缩件滑动连接，所述弹性件一端与所述支撑主体连接，另一端与所述伸缩件连接，所述弹性件的施力方向与所述伸缩件的伸缩方向相同；
55.所述阻尼件设置在所述支撑主体与所述伸缩件之间，以增加所述支撑主体与所述伸缩件之间的摩擦力。
56.在本发明实施例中，上述结构中支撑主体为伸缩件、弹性件和阻尼件的载体，伸缩件的设置为了实现支撑结构31的长度变化，弹性件的设置用于对伸缩件的复位，阻尼件的设置可以增加支撑主体与伸缩件之间的摩擦力，避免出现支撑主体与伸缩件相对刚性冲击的情况，提高支撑结构31的稳定性可靠性，并提高支撑结构31的使用寿命。当然，可以在支撑主体与伸缩件的至少一者上设置限位结构，以限制伸缩件的伸缩范围，进而限制支撑结构31的长度变化范围，保证安装板30可以处于最佳倾斜角度。
57.比如，当光伏组件40安装在安装板30的时候，可以当风力较大时，减小倾斜角度，此时的安装板30会带着光伏组件40向盖板20的方向移动，进而减少风载荷，在阻尼件的作用下这个移动是稳定缓慢的，不会因为风力过大而损坏光伏组件40或者安装板30；当风力较小时，增大或恢复倾斜角度，提高发电效率，此时是通过弹性件的作用下进行复位，保证安装板30可以回归到初始倾斜角度。
58.需要说明的是，支撑结构31并不仅限于上述结构，也可以将支撑结构31设置为气弹簧、弹簧或者弹簧板或者至少两者的结合。
59.可选地，本发明实施例中，所述盖板20上开设有至少一个凹槽结构21。
60.在本发明实施例中，凹槽结构21的设置不但可以增加盖板20的强度，还可以用于放置电缆或者安装加强框70。
61.可选地，本发明实施例中，所述凹槽结构21贯通所述盖板20的两端，所述凹槽结构21设置为两个时，两个所述凹槽结构21平行设置或者交错设置。
62.在本发明实施例中，上述结构的凹槽结构21可以具有更好的效果，可以使盖板20的强度更高，放置电缆的位置更多，加强框70的安装更加多样化。
63.可选地，本发明实施例中，至少两个所述浮体部件通过加强框70连接，所述加强框70与所述凹槽结构21适配。
64.在本发明实施例中，加强框70的设置可以分担作用于浮体上的载荷，如水流载荷、波浪载荷等。且可将锚泊系统连接于加强框70，以提高浮体阵组对集中载荷的抵抗力。加强框70可以为金属框架或者强度高的其他材料，截面可以为圆形或多边形。可以在加强框70上设置拉环，以方便锚泊。
65.可选地，本发明实施例中，所述浮体主体10上设置有第一加强结构13，所述第一加强结构13为设置在所述浮体主体10上的凹凸结构或加强筋的至少一者。
66.在本发明的实施例中，上述第一加强结构13的设置用于加强浮体主体10的强度，具体通过在浮体主体10上设置凹陷或凸起来实现，可以在浮体主体10内侧和外侧至少一者上设置加强筋，也可以凹凸结构与加强筋混合使用。第一加强结构13可以与浮体主体10一体注塑成型。当然，也可以将第一加强结构13和浮体主体10可拆卸地连接，浮体主体10上设置有预留的安装槽等结构，以进一步降低存储空间和运输占用空间。
67.可选地，本发明实施例中，所述第一加强结构13包括设置在浮体空腔12内侧的多个加强筋。
68.在本发明的实施例中，将多个加强筋设置在浮体空腔12内后，可以将多个加强筋设置为固定在浮体空腔12内的网格状结构。可以将网格状结构与浮体空腔12可拆卸地连接。可以将网格状结构设置为折叠结构。
69.可选地，本发明实施例中，所述浮体部件上设置有透气隔水结构，所述透气隔水结构与所述浮体空腔12连通；
70.所述透气隔水结构设置在浮体的暴露部，所述暴露部为所述浮体部件放置在水面后背离水面的部分。
71.在本发明的实施例中，上述透气隔水结构的设置可以对浮体空腔12内的气压进行调节，以适应外界的大气压，避免出现鼓包现象，保证浮体部件的稳定可靠。透气隔水结构可以设置为开设在浮体部件上的微型孔，微型孔可以使气体通过并隔离水分子进入。也可以在浮体部件上开设一个安装孔，并将透气隔水结构安装在安装孔上，透气隔水结构可以是具有隔离作用的负压保护器件，也可以是覆盖安装孔的隔离膜。透气隔水结构可以设置在浮体主体10上，也可以设置在盖板20上，设置在浮体主体10上时，设置在浮体主体10靠近盖板20的位置。
72.可选地，本发明实施例中，所述盖板20上设置有第二加强结构，所述第二加强结构为设置在所述浮体主体10上的凹凸结构或加强筋的至少一者。
73.在本发明的实施例中，上述第二加强结构的设置用于进一步加强盖板20的强度，具体通过在盖板20上设置凹陷或凸起来实现，可以在盖板20不同侧均设置加强筋，也可以凹凸结构与加强筋混合使用。第二加强结构可以与盖板20一体注塑成型。当然，也可以将第二加强结构和盖板20可拆卸地连接，浮体主体10上设置有预留的安装槽等结构，以进一步降低存储空间和运输占用空间。
74.可选地，本发明实施例中，所述浮体主体10和所述盖板20配合形成所述第一浮体单元，多个所述第一浮体单元连接后，配合形成运维通道50或者安装平台；
75.所述浮体主体10、所述盖板20和所述安装板30配合形成所述第二浮体单元，多个所述第二浮体单元连接后，配合形成功能子阵组60。
76.在本发明实施例中，第一浮体单元的设置用于形成运维通道50或者安装平台，用
于维护光伏发电系统，第二浮体单元的设置用于安装光伏组件40等功能组件。第一浮体单元和第二浮体单元的配合设置可以在安装光伏组件40的同时，提高对光伏组件40的故障处理速度。倾斜面的设置可以使光伏组件40尽可能地与阳光接触，进而具有更大的光接触面积，提高光伏发电效率。
77.需要说明的是，可以在第一浮体单元的盖板20上设置防滑结构，以使工作人员可以更稳定地在运维通道50上行走。
78.进一步地，所述功能子阵组60为光伏子阵组，所述安装板30上安装有光伏组件40。
79.参加图12，本发明实施例还提供一种浮体阵组，包括多个浮体部件10，所述浮体部件为上述的浮体部件10。
80.在本发明的实施例中，浮体部件10具有第一浮体单元和第二浮体单元，其中，第一浮体单元的设置用于形成运维通道50或者安装平台，用于维护光伏发电系统，第二浮体单元的设置用于安装光伏组件40等功能组件。第一浮体单元和第二浮体单元的配合设置可以在安装光伏组件40的同时，提高对光伏组件40的故障处理速度。倾斜面的设置可以使光伏组件40尽可能地与阳光接触，进而具有更大的光接触面积，提高光伏发电效率。
81.可选地，本发明实施例中，所述浮体主体10与所述盖板20通过固定结构连接，所述固定结构设置为扣合组件或紧固组件中的至少一者。
82.在本发明的实施例中，固定结构的设置主要用于将浮体主体10和盖板20装配在一起，固定结构设置为扣合组件时，浮体主体10和盖板20上分别设置有相互配合的扣板和卡接件；固定结构设置为紧固组件的设置，浮体主体10和盖板20上分别设置有相互对应的耳板结构，可以将紧固组件设置为螺栓和螺母的配合结构，螺栓穿设耳板结构并将浮体主体10和盖板20固定在一起。
83.需要说明的是，实施例中的连接结构11包括设置在浮体主体10周侧的连接板，连接板上设置有连接孔，相邻两个浮体主体10上的连接板相互交错，并使两个连接孔相对后，可以通过固定插销或者固定螺栓对穿设两个连接孔，以将两个浮体主体10连接在一体。当浮体主体10的投影形状为方形时，浮体主体10的四个角部分别设置有连接板，当然也可以在其他侧边再次设置连接板，以提高连接稳定性。当浮体主体10的投影形状为其他形状时，根据需要设置对应数量的连接板。
84.需要说明的是，本实施例中的光伏组件40包括光伏板和与光伏板连接的线缆，多个光伏板相互并联或者相互串联，之后通过汇流电缆与光伏发电系统的其他的其他器件电连接，其他器件包括电能存储器、变压器、逆变器等；也可以对多个光伏板进行分组并形成多个光伏发电单元，然后将多个光伏发电单元分别与光伏发电系统的其他的其他器件电连接。同时可以设置控制装置，对光伏发电系统的各组件进行控制和协调。
85.需要说明的是，在先技术中的中空吹塑在成型过程中必然会出现壁厚不均的情况，这为漂浮光伏发电系统的寿命埋下了安全隐患，一旦浮体破裂，浮力下降，漂浮光伏电站有葬身于水中的可能。
86.在本实施例中，通过分体式的设置可以采用常规注塑的方式或者三维打印的方式进行加工。这样的加工方式对产品的壁厚是可控的，比如，注塑的方式可以通过模具来控制产品的壁厚，3d打印可以直接加工出预定的壁厚。这样浮体部件将不会出现壁厚不均匀的情况，提高了浮体的使用寿命，降低安全隐患。
87.其中，3d打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
88.需要说明的是，盖板20的周侧设置有与浮体主体10交错的护边，护边向背离盖板20的方向延伸，可以对浮体主体10进行定位，同时配合密封结构增加盖板20与浮体主体10直接的密封效果。
89.本发明的浮体阵组具有以下有益效果：
90.1.自适应的组件支撑结构31，大风时降低风载荷，风力减弱时恢复初设倾角；
91.2.装配式浮体，降低存储及运输体积，降低成本；
92.3.至少部分相同的浮体单元，可用作走道，也可用于设备安装；
93.3.无需使用金属支架，对于水面使用的系统，防腐性能更加优异；
94.4.浮体上盖上设置沟槽，可用于阵列组串电缆及加强框70的放置。
95.本实发明还提供了一种浮体阵组的装配方法，包括：
96.将浮体主体10和盖板20通过固定结构装配形成第一浮体单元，将浮体主体10、盖板20和安装板30装配形成第二浮体单元；
97.将光伏组件40中的多个光伏板一一对应地安装在多个所述第二浮体单元上；
98.将多个所述第一浮体单元和多个所述第二浮体单元通过连接结构11连接，并形成相互交错设置的运维通道50和光伏子阵组；
99.将多个所述光伏板相互电连接，并电连接于光伏发电系统中。
100.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
101.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。