一种浮式防波堤与海上漂浮式光伏电站一体化平台

1.本发明属于海洋工程技术领域，涉及一种可以在风浪流载荷下安全工作的浮式光伏浮体，特别是涉及了一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台。


背景技术：

2.随着人类社会的快速发展，发掘新能源是对整个人类社会非常有益处的事情，光伏发电便是一种新兴的发电方式，它根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转换为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成。光伏发电设备极其精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。这些年，陆地耕地基本都得到了开发，光伏用地日趋紧张，而海域面积宽广，开发的空间相当可观；另一方面，海上日照充足且无遮挡，布局光伏有天然的环境优势。光伏下海有很大的必要，但是要注意整个系统的经济性、结构安全性、面对极端恶劣的天气的适应性以及产业的规范性等一系列问题。
3.目前主流的浮式光伏电站主要分布在水库或海中的浅滩等区域，这类区域风浪对浮式光伏浮体影响较小，因此这类型的浮体设计时浮力较小，而且并没有考虑到海上复杂环境的影响。想要在海面布置大规模浮式光伏电站，就得考虑浮式浮体的漂浮能力和消波能力。消波装置可以有效地减少风浪流载荷对浮式光伏的影响，目前消波装置大多都是纯消波功能，并没有与光伏板相结合的消波装置。结合以上两点，设计力一种可以在风浪流载荷下安全工作的浮式光伏，以便之后为建立大规模浮式光伏电站提供方案。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出了一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，为海上大规模浮式发电提供方案。
5.技术方案：为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.本发明所述的一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，包括安设在底端的浮箱结构(1)，在所述浮箱结构(1)的上端连接有消波装置(2)，
7.在所述消波装置(2)的上端的外壁上均布排列安设有若干个光伏组件(4)。
8.进一步的，在所述浮箱结构(1)的前、后、左、右四侧外壁上各安设有两个、共计八个连接装置(3)。
9.进一步的，所述浮箱结构(1)与消波装置(2)呈一体化结构；
10.在所述消波装置(2)的前、后、左、右四侧外壁上均布开设有若干个孔洞。
11.进一步的，所述连接装置(3)包括两个连接在浮箱结构(1)外壁上的固定装置，在两个所述固定装置之间安设有连接杆，在所述连接杆上套设有橡胶圈(5)。
12.进一步的，所述浮箱结构(1)由实心材料构成。
13.进一步的，所述浮箱结构(1)与消波装置(2)为长方体状。
14.有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：1、本发明适用于海上复杂风
浪环境下的浮式光伏平台，将消波装置与浮浮体设备一体化，易于建造，且消波装置可以有效地紊乱入射波及反弹入射波，消波性能良好，可以让光伏板稳定地在有风浪流载荷地环境下，从而实行海上浮式光伏发电；2、本发明对主流的浮式光伏系统进行改进，让浮式光伏电站从水塘、湖泊、水库等发展到了有复杂环境的海面上，通过连接结构和橡胶圈将浮体装置连接在一起形成浮体阵列，极其有效地避免了浮体与浮体之间的碰撞、干扰等问题。此外，本发明适合批量化生产，易于安装与维护。
附图说明
15.图1是本发明的结构示意图；
16.图2是本发明的侧视图；
17.图3是本发明中浮箱结构的结构示意图；
18.图4是本发明中安装有橡胶圈的总体结构示意图；
19.图5是本发明总体安装结构图；图6是本发明中浮箱结构与消波装置一体成型的结构示意图；
20.图中，1是浮箱结构，2是消波装置，3是连接装置，4是光伏组件，5是橡胶圈。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.如图所述，本发明包括浮箱结构1、消波装置2、连接装置3、光伏组件及橡胶圈5；其中，浮箱结构1及消波装置2为一个一体化的结构，其以阵列的方式布置作为漂浮系统支撑整个光伏组件4；所述光伏组件4固定于消波装置2的上方，依据实际需求进行布置；
23.浮箱结构1连接依靠它前后左右各两个、共计八个连接装置3，依靠橡胶圈 5为中介，既可以防止碰撞在一起，也让互相连接的浮箱结构1有一定的空间进行运动；
24.所述的消波装置2四周由带有规则孔洞的板材构成，孔洞的作用为紊乱入射波，具有很好的消波能力，同时板材自身为刚性结构，可以反射波浪，使反射波与入射波造成对冲，达到消波的效果。
25.具体的；
26.本实施例适用于海上环境的浮式光伏，如图1和2所示，包括浮箱结构1、消波装置2、连接装置3及光伏组件4；
27.浮箱结构1处于底部，它是由实心材料构成，保证整个浮式光伏的稳性；消波装置2位于浮箱结构1的上部，是由带有规则孔洞的板材组成，消波装置2 与浮箱结构1为一个整体，保证了抗击波浪冲击的能力；
28.浮箱结构1的四周各有两个连接装置3，一个浮箱结构1四周共计八个连接装置3；光伏组件4位于消波装置2的上方，可以根据实际情况进行布置安装；
29.浮式光伏的构型创新与消波装置2的结合，能够有效地保证浮式光伏在海上复杂环境下的稳定性以及海面上的可布置性；
30.如图3所示，连接装置3与浮箱结构1一体成型，这样可以保证整个结构的稳定性和使用寿命；
31.如图4所示，消波装置2是由带有规则均匀空洞的一体化板材构成，这些规则孔洞可以起到紊乱入射波的作用，并且板材自身的刚度可以反射入射波从而形成反射波，从而达到消波的效果；
32.如图5所示，在连接装置3上套有橡胶圈5，浮箱结构1依靠橡胶圈5为中介，既可以防止碰撞在一起，也让互相连接的浮箱结构1有一定的空间进行运动，这就使得海上光伏大规模阵列成为可能。
33.如图6所示，浮箱结构1与消波装置2一体成型，光伏组件4固定于消波装置2的上方；浮箱结构1通过连接装置3和橡胶圈5将相邻的两个浮式光伏连接在一起；该连接形式为柔性连接，既有一定的自由度，也可以防止浮式光伏互相碰撞，最大程度的保证浮式光伏工作的安全性和稳定性。
34.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但其保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，其特征在于，包括安设在底端的浮箱结构(1)，在所述浮箱结构(1)的上端连接有消波装置(2)，在所述消波装置(2)的上端的外壁上均布排列安设有若干个光伏组件(4)。2.根据权利要求1所述的一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，其特征在于，在所述浮箱结构(1)的前、后、左、右四侧外壁上各安设有两个、共计八个连接装置(3)。3.根据权利要求1所述的一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，其特征在于，所述浮箱结构(1)与消波装置(2)呈一体化结构；在所述消波装置(2)的前、后、左、右四侧外壁上均布开设有若干个孔洞。4.根据权利要求2所述的一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，其特征在于，所述连接装置(3)包括两个连接在浮箱结构(1)外壁上的固定装置，在两个所述固定装置之间安设有连接杆，在所述连接杆上套设有橡胶圈(5)。5.根据权利要求1所述的一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，其特征在于，所述浮箱结构(1)由实心材料构成。6.根据权利要求1所述的一种适应于海上风浪环境下的浮式消波光伏一体化平台，其特征在于，所述浮箱结构(1)与消波装置(2)为长方体状。

技术总结
本发明公开了一种浮式防波堤与海上漂浮式光伏电站一体化平台。属于海洋工程技术领域，包括浮箱结构、消波装置、光伏组件、连接装置和橡胶圈等设备；所述光伏组件固定于消波装置上方，且消波装置与浮箱结构一体成型；消波装置通过规则且均匀分布的小孔达到消波效果；组成阵列式整个海上光伏装置通过橡胶圈进行连接，最大程度分散浮式光伏阵列在海洋环境中所受到的外力。本发明将现有水上光伏进行优化，通过对消波装置的改进，使光伏发电不仅仅局限于水库或者海上浅滩中，让光伏发电装置可以克服海上复杂环境的影响，稳定的在海中运行；且本发明成组时组合方式简单，易于安装与维修。维修。维修。


技术研发人员：嵇春艳 徐胜 霍发力
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2022.04.18
技术公布日：2022/11/22