CN105186968A - 水上光伏电站用浮体及其连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水上光伏电站用浮体及其连接方法，至少包括可漂浮于水上的浮体本体，所述浮体本体包括第一端部和第二端部，所述第一端部的上表面的高度低于所述第二端部的上表面的高度；靠近所述第一端部的所述浮体本体的上表面上设置有用于与光伏板背面的第一连接件可拆卸地连接的第一连接结构，靠近所述第二端部的所述浮体本体的上表面上设置有用于与所述光伏板背面的第二连接件可拆卸地连接的第二连接结构。由于将浮体本体的第一端部的上表面高度设置为高于第二端部的上表面高度，并将与光伏板连接的连接结构直接设置于浮体本体的上表面上，大大简化了光伏电站安装工艺，节约了安装时间，降低了安装成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种水上用浮体，尤其涉及一种水上光伏电站用浮体及其连接方法。
背景技术
随着油气等不可再生能源的日益枯竭，人类对可再生能源的开发和应用越来越重视，太阳能已成为人类使用的可再生能源中的重要部分，是一种很理想的新能源并希望得到进一步的开发利用。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的。光伏电站具有无需消耗燃料、安全可靠，无噪声、无污染排放、建设周期短等优点。但光伏发电站不仅占地面积大，而且会改变土地的性质和属性。因此，对于日照充足但陆地面积较小的地区，水上光伏电站成为了一个新的选择。但是，光伏电站的水上建设技术还不成熟，对光伏电站用浮体的结构，大多是参考地面或屋顶光伏电站的模式进行设计和建设。
如，CN204349861U公开了一种水上光伏漂浮模组，如图1所示，主要包括漂浮载体1、承载支架2、连接组件3、光伏组件4和连接插块5。漂浮载体1漂浮在水面上，连接组件3安装在漂浮载体1的安装孔内，承载支架2与连接组件3通过销柱相互连接，光伏组件4固定在承载支架上。该模组可单独漂浮于水面用于发电，也可相互连接用于组建水上光伏电站。但采用该漂浮模组建设时，需要先调整各个组件的高度，然后将各个组件连接为一体，然后再铺设光伏组件，搭建难度较大，搭建成本较高，耗时较长，并且日常维护不易。
另外，上述的光伏漂浮模组，由于相邻漂浮载体之间通过设置于其侧面的凹孔和连接插块的相互配合连接为一体，这种结构的漂浮载体的加工难度大，成本较高，并且其抵抗水流冲击的能力有限，当水流冲击较大时，凹孔和连接插块之间容易脱落或磨损，不适合大面积的推广使用。
又如，CN204290836U公开了一种浮动载体，如图2所示，包括相互固连的漂浮件1和安装支架2，所述漂浮件1为框架式结构，其中，所述漂浮件1为一体成型的矩形框架式结构，且所述漂浮件1和所述安装支架2的材质均为非金属-非金属复合材料中的玻璃钢。为了适应太阳能电池的安装需要，所述安装支架2的安装面与水平面的的夹角为15°，所述安装支架2具体包括与所述漂浮件1的四个角固连的四根立柱21，且所述立柱21分为高度不同的两组，其中位于对角线位置的两根高度不同；相邻两根高度不同的所述立柱21的顶部由支撑梁22连接，且相互平行的两根所述支撑梁22之间设置有三根位置可调节的安装梁23。本实用新型的上述结构解决了浮动载体倾斜角度不可调的问题，但上述结构的浮动载体，制造、安装不便，且不利于与周围浮体或者连接件之间的连接。同时，由于浮体为大面积中空结构，上部为非金属框架结构，成本较高，结构整体的稳定性不好，对水流冲击的抵抗力较差。
上述的两种结构，浮体之间连接时，浮体之间均没有设置间隙，散热板的散热效果较差，散热板的散热效率较低。
由于不同地区的地理环境不同，水流冲击力度不同，对光伏电站用浮体的要求也不尽相同，显然，上述的浮体无法满足光伏电站不断发展的需求。
因此，本领域技术人员亟需研究一种操作简单、成本低、适应性强的水上光伏电站用浮体。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种操作简单、成本低、适应性强的水上光伏电站用浮体。
本发明的另一目的，是提供一种水上光伏电站用浮体的连接方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种水上光伏电站用浮体，至少包括可漂浮于水上的浮体本体，所述浮体本体包括第一端部和第二端部，所述第一端部的上表面低于所述第二端部的上表面；靠近所述第一端部的所述浮体本体的上表面上设置有用于与光伏板背面的第一连接件可拆卸地连接的第一连接结构，靠近所述第二端部的所述浮体本体的上表面上设置有用于与所述光伏板背面的第二连接件可拆卸地连接的第二连接结构；所述浮体本体的外侧面还设置有四个连接耳。
在一些优选实施方式中，所述第一连接件和所述第二连接件均为卡件；所述第一连接结构和所述第二连接结构分别为与所述光伏板背面的所述第一连接件和所述第二连接件相配合的第一卡扣和第二卡扣。
在一些优选实施方式中，所述第一卡扣和所述第二卡扣的卡接位置可调。
在一些优选实施方式中，所述第一连接件和所述第二连接件均为凸起；所第一连接结构和所述第二连接结构均为设置于所述上表面的连接孔，二所述连接孔分别与对应的二所述凸起相配合。
在一些优选实施方式中，所述浮体本体上开设有贯穿所述浮体本体的过流孔。
在一些优选实施方式中，述过流孔为椭圆柱形，所述过流孔设置于所述光伏本体的中部。
在一些优选实施方式中，所述第一端部与所述第二端部的端面分别设置有用于增加连接强度的凹凸结构。
在一些优选实施方式中，所述浮体本体为四边形，所述连接耳设置于所述浮体本体的四个拐角处；所述连接耳的底部设置有用于增大接触面之间摩擦力的内陷结构。
在一些优选实施方式中，所述浮体本体采用高密度聚乙烯材料。
本发明还公开了一种上述的水上光伏电站用浮体的连接方法，包括连接浮体，所述浮体本体间隔设置于所述连接浮体；所述连接浮体上设置有凸耳，所述连接浮体的凸耳与所述浮体本体的连接耳通过螺栓固定连接。
本发明的有益效果：
本发明由于上述结构设计，将浮体本体的第一端部的上表面设置为高于第二端部的上表面，并将与光伏板背面连接的连接结构直接设置于浮体本体的上表面上，安装时直接将光伏板卡设于浮体本体上即可，大大简化了光伏电站安装工艺，节约了安装时间，降低了安装成本。同时，由于在浮体本体的外侧设置有连接耳，简化了连接工艺，提高了相邻浮体之间的连接强度，提高了光伏电站的稳定性。
本发明还可以在浮体本体上表面设置与光伏板背面卡接的卡扣，卡扣的设置进一步简化了浮体本体与光伏板之间的连接难度，提高了安装效率。
本发明还可以在浮体本体上开设过流孔，由于水上光伏电站是漂浮在水上的，所以受到的纵向水流冲击要比横向的水流冲击要强。当水上光伏电站受到纵向的水流冲击时，冲击水流就会进入过流孔，然后从浮体本体的上表面的侧部流出，缓解了水流的冲击力，提高了水上光伏电站抵抗水流冲击的能力。
本发明选用将过流孔开设于浮体本体的中部，并采用椭圆柱形结构，在保证浮体本体强度的同时增大了过流孔的面积，同时由于其圆弧型的结构，可以减小流过过流孔的水所受的阻力，达到快速缓冲水流冲击的作用。
本发明的浮体本体采用高密聚乙烯材料，不仅具有水上漂浮的能力，同时也提高了浮体本体的抗老化性能、抗紫外线性能和抵抗水中酸碱腐蚀的性能，延长了浮体的使用寿命。同时由于聚乙烯材料无毒无害，对水质污染。
本发明的浮体本体的上述连接方式，浮体本体之间间隔设置，在光伏板与浮体本体之间形成有较大通风和散热空间，扩大了光伏板的有效散热面积，提高了光伏板的散热效率。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1现有技术中一种水上光伏漂浮模组的结构示意图；
图2为现有技术中一种浮动载体的结构示意图；
图3为本发明一实施例的结构示意图；
图4为图3中连接耳底部的结构示意图；
图5为本发明一实施例的浮体本体的连接结构示意图；
图6为图4中连接浮体的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图3至图6所示，本实施例的水上光伏电站用浮体包括可漂浮于水上的浮体本体1，如图3所示，浮体本体1包括第一端部11和第二端部12，第一端部11的上表面低于第二端部12的上表面，从而在第一端部11和第二端部12之间形成一斜度。第一端部和第二端部之间的斜度根据光伏电站所在的位置的纬度来定，大约为纬度+5或者+10，具体的斜度值可以参考陆地的经验值。
如图3所示，靠近第一端部的浮体本体的上表面上设置有二个用于与光伏电站的光伏板背面的二个第一卡件可拆卸地连接的第一卡扣111，靠近第二端部的浮体本体1的上表面上设置有二个用于与光伏电站的光伏板背面的二个第二卡件可拆卸地连接的第二卡扣121。光伏板背面设置有与第一卡扣111和第二卡扣121配合的卡件，当将光伏板背面的卡件分别卡入第一卡扣111和第二卡扣121后，光伏板的斜度就是光伏板的最佳斜度，不用再行调整。
在其他实施例中，也可以在第一端部上表面和第二端部上表面个设置一个第一卡扣和一个第二卡扣，当然，也可以分别设置三个，第一卡扣和第二卡扣的具体数量根据具体使用条件来定。
由于将浮体本体的第一端部的上表面设置为高于第二端部的上表面，安装时，只要将光伏板的背部的卡件卡入对应的卡扣即可，不需要再行调节其间的高度差，大大简化了光伏电站安装工艺，节约了安装时间，降低了安装成本。
在其他实施例中，也可以将用作第一连接结构的第一卡扣和用作第二连接结构的第二卡扣设置为卡接位置可调的结构，从而可以根据不同的使用条件对浮体本体的斜度进行调整，解决了需要根据不同地区的纬度进行定制的问题。
在其他实施例中，也可以采用在浮体本体的上表面上设置连接孔作为第一连接结构和第二连接结构，在光伏板背面设置与第一连接结构和第二连接结构相配合的凸起作为第一扣件和第二扣件，安装时将光伏板背面的凸起插入连接孔即可将光伏板固定设置于浮体上。
本实施例中，如图3所示，浮体本体为近矩形结构，浮体本体1的四个拐角处分别设置有四个连接耳13。连接耳的设置，简化了浮体本体与相邻连接件之间的连接方式，提高了浮体本体与相邻连接件的结合强度，提高了光伏电站的稳定性。
在其他实施例中，也可以根据具体的使用环境，将连接耳设置在浮体本体的四个侧面。
在其他实施例中，根据光伏板的尺寸，浮体本体也可以为其他的四边形，比如正方形或者菱形等。
在一些优选实施方式中，如图1和图5所示，为了增强浮体本体1与连接浮体2之间的连接强度，将浮体本体1的第一端部11的端设置为凹凸结构，同样地，第二端部12的端面也设置有凹凸结构。
如图4所示，为了进一步提高连接耳13之间的连接强度，在连接耳13的底部设置有用于增大接触面之间摩擦力的内陷结构131。显然，内陷结构也可以设置在连接耳的上部，或者设置在连接耳的上部和底部。
如图3所示，浮体本体上还开设有贯穿浮体本体的过流孔14。由于水上光伏电站是漂浮在水上的，所以受到的纵向水流冲击比横向的水流冲击强。当水上光伏电站受到纵向的水流冲击时，冲击水流就会进入过流孔14，然后从浮体本体的上表面的侧部流出，减缓了水流的冲击力，提高了水上光伏电站抵抗水流冲击的能力。
进一步为了减小流过过流孔的水所受的阻力，将过流孔设置为椭圆柱形，椭圆柱形结构的采用，不仅可以在保证浮体本体强度的同时增大过流孔的面积，同时由于其圆弧型的结构，可以减小流过过流孔的水所受的阻力，达到快速缓冲水流冲击的作用。
作为优选，本实施例采用高密度聚乙烯材料。高密度聚乙烯材料的使用，不仅满足了可以在水上漂浮的要求，同时也提高了浮体本体的抗老化性能、抗紫外线性能和抵抗水中酸碱腐蚀的性能，延长了浮体的使用寿命。
浮体本体的材料，也可以选用其他的材料，比如聚乙烯、聚苯醚、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等可漂浮于水上的材料，还可以在选定的材料中添加一些稳定剂、增塑剂等添加剂，以便更好地满足水上工作寿命的要求。
另外，也可以根据具体的使用环境，通过在浮体本体材料的表面喷涂材料形成包层的方法来延长浮体本体的使用寿命。
实施例2
实施例2还公开了实施例1所述的浮体本体的连接方式。浮体本体1间隔设置于连接浮体2，浮体本体1之间通过如图5所示的连接浮体2连接为一体。具体地，如图6所示，连接浮体2上设置有凸耳21，浮体本体1上的连接耳13与凸耳21通过连接螺栓3连接为一体，光伏板通过卡扣卡合在浮体本体上。借助这种连接方式，浮体本体之间形成有一定的间隔，由于相邻浮体本体之间的间隔设置，在光伏板与浮体本体之间形成有较大通风和散热空间，扩大了光伏板的有效散热面积，提高了光伏板的散热效率。
当然，浮体本体与连接浮体之间的具体连接方式，可以根据光伏电站的具体建设环境来定，连接浮体的结构，也可以采用其他的结构形式。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种水上光伏电站用浮体，至少包括可漂浮于水上的浮体本体，其特征在于，所述浮体本体包括第一端部和第二端部，所述第一端部的上表面低于所述第二端部的上表面；靠近所述第一端部的所述浮体本体的上表面上设置有用于与光伏板背面的第一连接件可拆卸地连接的第一连接结构，靠近所述第二端部的所述浮体本体的上表面上设置有用于与所述光伏板背面的第二连接件可拆卸地连接的第二连接结构；所述浮体本体的外侧面还设置有四个连接耳。
2.如权利要求1所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均为卡件；所述第一连接结构和所述第二连接结构分别为与所述光伏板背面的所述第一连接件和所述第二连接件相配合的第一卡扣和第二卡扣。
3.如权利要求2所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述第一卡扣和所述第二卡扣的卡接位置可调。
4.如权利要求1所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述第一连接件和所述第二连接件均为凸起；所第一连接结构和所述第二连接结构均为设置于所述上表面的连接孔，二所述连接孔分别与对应的二所述凸起相配合。
5.如权利要求1或2或3或4所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述浮体本体上开设有贯穿所述浮体本体的过流孔。
6.如权利要求5所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述过流孔为椭圆柱形，所述过流孔设置于所述光伏本体的中部。
7.如权利要求6所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述第一端部与所述第二端部的端面分别设置有用于增加连接强度的凹凸结构。
8.如权利要求7所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述浮体本体为四边形，所述连接耳设置于所述浮体本体的四个拐角处；所述连接耳的底部设置有用于增大接触面之间摩擦力的内陷结构。
9.如权利要求8所述的水上光伏电站用浮体，其特征在于，所述浮体本体采用高密度聚乙烯材料。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的水上光伏电站用浮体的连接方法，其特征在于，还包括连接浮体，所述浮体本体间隔设置于所述连接浮体；所述连接浮体上设置有凸耳，所述连接浮体的凸耳与所述浮体的连接耳通过螺栓固定连接。
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