CN106301160A - 一种水上浮动载体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水上浮动载体，其包括多个浮动载体单元和用于连接所述浮动载体单元的浮体连接板；所述浮动载体单元包括浮体框架和通过底座连接在所述浮体框架上方的安装支架；所述浮体框架的外侧设置有外凸部，所述浮体连接板的外侧在与所述浮体框架外侧的外凸部相对应的位置处设置有内凹部；所述浮体框架通过其所述外凸部插接进入所述浮体连接板的内凹部而与所述浮体连接板相连接。本发明提供了一种连接可靠的水上浮动载体，其浮体连接板与浮动载体单元之间采用套筒式半柔性连接方式，保证连接的安全性与稳定性；并且，具有可靠的维护通道，可以为维护人员提供足够的浮力，保证维护通道的稳定性和可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及水上光伏组件承载系统，具体涉及一种水上浮动载体。
背景技术
光伏发电系统是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行，因而受到各国企业组织的青睐，具有广阔的发展和应用前景。
从环保方面考虑，很多国家和地区建设了大规模的分布式光伏电站，但这需要占用很大的土地资源。在一些土地资源紧缺而水资源丰富的国家或者地区，就面临了很大的困难，水上浮动光伏电站系统就是在这种市场需求下应运而生的。为了在水上建设光伏电站，通常需要搭建一个水中漂浮的平台，然后在平台上铺设光伏发电组件，以实现水上浮动光伏电站。
本申请人之前的专利申请CN20140514505.X提供了一种浮动载体，如图1和图2所示，其包括可拆装式漂浮件1，所述可拆装式漂浮件1包括多个漂浮构件11及将它们连接起来的多个连接构件12；所述浮动载体还包括位于所述可拆装式漂浮件1上的支架2。浮动载体可以在二维方向上扩展构成浮动载体阵列，浮动载体阵列中的每个浮动载体通过连接接口14可拆卸式连接至连接板4或者相邻的浮动载体的连接接口14，以组成浮动载体阵列。其中，浮动载体与连接板4或者与相邻浮动载体之间的连接为链条连接或铰接、销接等方式。但在实际使用中发现该浮动载体存在以下不足之处。
1、维护通道的可靠性：其连接板作为维护通道使用时不能为维护者提供足够的浮力，且连接板与浮动载体单元及相邻连接板之间是通过金属链条进行连接的，当维护人员通过时在稳定性上存在问题，另外，金属链条等金属件长时间浸泡在水中会影响使用寿命，因而会给维护人员带来安全风险。
2、弯头部分的设计：以前的方案中弯头部分的加工需要两套模具，且当浮动载体单元形成矩阵时，不能提供锚缆绳的紧固点。
3、产品的安全性：以前的实现方案中，浮动载体单元中的主浮部分和弯头都是中空独立密封体，当主浮体或弯头因某种原因破裂时，整个浮动载体单元会因为浮力不够而沉入水底，从而造成非常大的经济损失。
4、支架的通用性：当更换不同外形或者不同品牌的光伏组件时，需要在支架上重新进行定位打孔，这样不但破坏了原有的结构，还增加了安装时间。
发明内容
为解决现有技术中水上浮动载体可靠性、兼容性不高等的不足，本发明提供了一种水上浮动载体，其具有可靠性更高、兼容性更好等特点。
本发明提供一种水上浮动载体，其包括多个浮动载体单元和用于连接所述浮动载体单元的浮体连接板；所述浮动载体单元包括浮体框架和通过底座连接在所述浮体框架上方的安装支架；所述浮体框架的外侧设置有外凸部，所述浮体连接板的外侧在与所述浮体框架外侧的外凸部相对应的位置处设置有内凹部；所述浮体框架通过其所述外凸部插接进入所述浮体连接板的内凹部而与所述浮体连接板相连接。
进一步地，所述浮体框架为矩形或方形框架结构，所述浮体框架包括直管状的主浮体、以及弯管状的连接弯头，所述主浮体之间通过所述连接弯头相连接。
进一步地，所述连接弯头的两端设有沿其对角线上下对称分布的、结构相同的两个安装平台，所述两个安装平台既可以用于与所述底座相连接，也可以用于与锚固装置相连接。
进一步地，所述主浮体、和/或所述连接弯头内部采用发泡材料进行填充；所述主浮体、和/或所述连接弯头独立密封。
进一步地，所述浮体连接板内部采用发泡材料进行填充；所述浮体连接板两端密封。
进一步地，所述浮体框架与所述浮体连接板相连接后，在所述浮体连接板的两端采用螺栓或者插销式结构对所述浮体连接板与所述浮体框架之间进行限位。
进一步地，所述主浮体、所述连接弯头、和/或所述浮体连接板采用玻璃钢材质；所述外凸部为设置在所述主浮体外侧的外凸圆形；所述内凹部为设置在所述浮体连接板外侧的圆形凹槽。
进一步地，所述外凸部的外表面涂覆耐磨涂层。
进一步地，所述安装支架采用玻璃钢复合型材，且所述复合型材的至少三面设置有导轨槽。
进一步地，所述主浮体、和/或所述浮体连接板采用玻璃钢复合材料拉挤成型制成，其中，在对玻璃钢复合材料进行横向拉挤成型的同时、或者在横向拉挤成型后，对其进行纵向缠绕。
其中，主浮体、和/或浮体连接板是采用玻璃钢复合材料经过拉挤成型制成，为了增强主浮体与浮体连接板的纵向剪切力，在生产时将拉挤成型与缠绕的工艺相结合，即在对玻璃钢复合材料进行横向拉挤成型的同时、或者在横向拉挤成型后对其进行纵向缠绕，从而增强了主浮体，和浮体连接板的纵向剪切力，进而也提高了浮动载体单元和浮体连接板之间的连接强度及连接的牢固性。
此外，为了加强浮体框架的外凸部的耐磨性，可以在其外表面涂覆耐磨涂层，例如涂覆聚脲等耐磨涂层。
与现有技术相比，本发明提供的水上浮动载体具有如下优点之至少一种或多种。
1、本发明提供了一种连接可靠的水上浮动载体，浮体连接板与浮动载体单元之间采用套筒式半柔性连接方式，保证连接的安全性与稳定性。
2、本发明提供的水上浮动载体，具有可靠的维护通道，可以为维护人员提供足够的浮力，保证维护通道的稳定性和可操作性；且浮体连接板与浮动载体单元的选材相同，从而保证了维护通道与浮动载体单元的寿命一致性。
3、本发明提供了一种用于连接分体式浮动载体单元的主浮体的连接弯头，通过对称式设计，可以同时为支架和锚固点提供安装平台，且只需要一套模具，从而很大程度上节省了成本及安装时间。
4、本发明提供的主浮体和连接弯头内部均填充发泡材料，一方面其内部的填充物可以增加浮动载体单元的牢固性，另一方面，通过填充物可以作为主浮体和连接弯头的储备浮体，当主浮体和连接弯头因某种原因意外破裂时，可以保证整个浮动载体单元不会沉入水中，避免经济损失。
5、本发明还提供了一种通用性更好的支架，在实现统一性、保持产品原本的基础性能不受影响的前提下，提升了搭建水上浮动光伏系统的工作效率。
附图说明
图1是现有技术的浮动载体单元的示意图。
图2是现有技术的浮动载体单元与维护通道连接板的连接方式示意图。
图3为本发明实施例的水上浮动载体矩阵的结构示意图。
图4是本发明实施例的浮动载体单元的整体结构示意图。
图5为本发明实施例的主浮体的结构示意图。
图6为本发明实施例的浮体连接板的结构示意图。
图7为本发明实施例的连接弯头的结构示意图。
图8为本发明实施例的安装支架的截面示意图。
图9为本发明另一实施例的安装支架的截面示意图。
其中：1—可拆装式漂浮件；2—支架；4—连接板；5—辅助连接板；11—漂浮构件；12—连接构件；14—连接接口；10—浮体框架；20—安装支架；30—浮体连接板；101—主浮体；102—连接弯头；110—外凸部；120—安装平台；310—内凹部；210—导轨槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明具体实施方式做进一步阐述。
在光伏电池组件使用过一段时间后，表面会积留一些灰尘和杂物，将会影响到电池组件的转换效率，需要维护人员去清洁电池组件的表面，此外，浮动载体单元一些组部件也需要维修，因此，有必要在浮动载体单元之间铺设维护通道，便于维护人员进行电池组件的清洁或者对相应的组部件进行维护或更换。
鉴于现有的维护通道板不能为维护者提供足够的浮力，且维护通道板与浮体载体单元，以及维护通道板与维护通道板之间的连接是通过金属链条来进行连接的，一方面稳定性差，另一方面，金属件长时间浸泡在水中会影响使用寿命，进而影响维护人员的人身安全。
结合图3所示，为改善维护通道的安全性和可靠性，本发明实施例中提供的水上浮动载体，采用如下方案：
水上浮动载体包括多个浮动载体单元，和用于连接浮动载体单元的浮体连接板30；其中，每个浮动载体单元包括浮体框架10，以及通过底座支撑在浮体框架10上方的安装支架20。其中，浮体框架10可以是一体成型的整体式框架结构或者分体式矩形或方形框架结构，本发明对此不作任何限制。
优选地，为了更好地兼容多种尺寸的光伏电池组件，本发明实施例中的浮体框架10为矩形框架，如图4所示，浮体框架10包括2个长主浮体和2个短主浮体，在其连接处通过连接弯头102相连接。其中，主浮体101和连接弯头102之间的连接方式为承插式设计，插入的部分采用结构胶进行连接，用以增加连接处的紧固性，在接口处采用环保防水密封胶进行封装，确保结构胶的稳定性。优选地，2个短主浮体、4个连接弯头、和/或2个长主浮体中采用独立式密封设计、密封体内部填充有发泡材料，保证即使主浮体101或连接弯头102因其他原因发生破裂时，仍可以提供足够的浮力使整个浮动载体单元漂浮在水上。
浮体框架10的外侧设有外凸部110，该外凸部110具体可以是浮体框架10（整体式或分体式结构均可）侧边的凸出部分；浮体连接板30上的外侧在与浮体框架10外侧的外凸部110相对应的位置处设置有用于容纳外凸部110的内凹部，浮体框架10通过其外凸部110插接进入浮体连接板30的内凹部而与浮体连接板30相连接。
其中，根据浮体框架10和浮体连接板30所采用的不同材质，外凸部110可以呈圆柱状、长条状、半圆柱状或者其它任意形状；相应地，内凹部310可以是设在浮体连接板30侧边的圆形、矩形、方形、半圆形、椭圆形长槽等。
优选地，如图5所示，主浮体101的外侧的外凸部110为外凸圆形，如图6所示，浮体连接板30外侧的内凹部310为圆形凹槽。通过浮体连接板30上内凹部310分别与两边的浮体框架10上的外凸部110的配合，使浮体框架10与浮体连接板30可靠连接，从而在浮体框架10之间实现安全可靠的可供维护人员通过的维护通道。
优选地，本发明实施例中提供的浮体框架10采用玻璃钢材质，使用寿命更长。浮体连接板30也采用与浮体框架10相同的玻璃钢材质，以保证使用寿命的一致性。
优选地，本发明实施例的浮体连接板30采用独立的密封式设计，内部可以填充发泡材料，既提升了零部件的结构性能，同时还可以作为产品的储备浮体之用，提升了产品的安全性。需要说明的是，所述的填充物可以包括但不限于发泡材料，只要是能够提供浮力、吸水率低的材质即可。
本发明上述实施例中的浮体框架10与浮体连接板30之间的连接方式为插接式，通过套筒式的设计实现了半柔性连接，与以往的钢缆夹、抱箍、金属链条等金属连接方式相比，这种套筒式半柔性连接可以最大程度的缓解零部件之间的摩擦，从而增加产品的使用寿命。此外，还可以在浮体连接板30的两端用螺栓或者插销式结构进行限位，防止浮体连接板与浮体框架连接后发生窜动，无论风浪来自从矩阵前方、后方、左方或右方，都能够保证浮体连接板的稳定性与安全性。
结合图3所示，以上述的浮动载体单元为基础，通过浮体框架10与浮体连接板30的连接，可以将多个模块化的浮动载体单元通过浮体连接板30拼接组合在一起，从而实现水上浮动载体矩阵，并且可以根据实际应用的不同需求将模块化的产品进行任意的搭配。
此外，本发明还提供了一种连接弯头102，如图7所示，连接弯头102为弯管式结构，连接弯头102两端的上部和下部沿对角对称设置有两个结构完全相同的安装平台120，可以分别为浮体框架10上的底座（图中未示出）和固定浮动载体单元的锚环提供安装平台，通过采用对称性设计，可以只开一套模具，因而节省了生产成本。
优选地，连接弯头102采用密封式设计，密封部分进行发泡材料填充，不仅提升了零件的结构性能，还可以作为储备浮体之用，从而提升产品的安全性，保证即使在外壳破裂的情况下，连接弯头102仍可以提供足够的浮力。
安装支架20的底座与连接弯头102上的安装平台120采用螺栓进行连接，在连接弯头102内部预埋有螺纹孔，将安装支架20的底座放置在连接弯头102的安装平台120上时，只需对准孔位将螺栓紧固即可。安装支架20与底座之间可采用胶紧固、或者螺栓紧固等方式进行连接。
优选地，本发明实施例中采用的安装支架20采用玻璃钢复合型材，且复合型材的至少三面设置有导轨槽210，以便进行各方向连接之用。如图8和图9所示，复合型材的三面或者四面提供有导轨槽210，从而复合型材之间可以通过标准的L型连接件实现彼此间的紧固。同时，还可以通过调整安装支架20的不同位置，来实现不同尺寸、不同规格的光伏组件的安装，实现兼容多种光伏组件的需求。
优选地，主浮体101和浮体连接板30均采用玻璃钢材质，采用玻璃钢复合材料经过拉挤成型制成，拉挤时的主要材料是玻璃钢复合材料——玻璃纤维丝（纤维布）+树脂，经过不同的生产工艺来实现不同的零件。为了增强主浮体101和浮体连接板30的纵向剪切性能，在对玻璃钢复合材料进行横向拉挤成型的同时，对其进行纵向缠绕。或者，在横向拉挤成型后通过一些适当的工艺在其表面增加纵向的纤维丝或纤维布，再对其进行纵向缠绕，这其中需要树脂将两者有机地融为一体。通过增加这种缠绕工艺既可以增加结构本身的纵向剪切的耐受力，同时还可以增加主浮体和浮体连接板之间的纵向剪切性能。
此外，为了加强浮体框架10的外凸部的耐磨性，可以在其外表面涂覆耐磨涂层，例如涂覆聚脲等耐磨涂层。
综上所述，本发明提供的水上浮动载体，具有如下特点。
1、本发明提供了一种连接可靠的水上浮动载体，浮体连接板与浮动载体单元之间采用套筒式半柔性连接方式，保证连接的安全性与稳定性；维护通道可以独立为维护人员提供足够的浮力，且浮体连接板与浮动载体单元之间的套筒式半柔性连接，提高了整体稳定性，延长了使用寿命。
2、连接弯头上设有两个沿对角对称设计的安装平台，既能够节省产品成本、还能够同时为底座和锚环提供安装紧固点。
3、主浮体、连接弯头、浮体连接板优选地均采用独立式密封设计、密封体内部进行泡沫填充，提高了整体安全性，保证即使一些部件因其他原因发生破裂时，仍可以提供足够的浮力使整个浮动载体单元漂浮在水上；且浮体连接板与浮动载体单元可以采用相同的材质，从而保证了产品使用寿命一致性。
4、安装支架的至少三个面设有导轨槽，便于进行各方向连接，通过调整型材安装支架的不同位置，实现不同尺寸、不同品牌的光伏组件的兼容性安装设计，在实现统一性、保持产品原本的基础性能不受到破坏的前提下，提升了安装支架以及更换光伏电池组件的工作效率。
5、在生产时采用拉挤与缠绕的工艺相结合的工艺，使浮动载体单元与浮体连接板的结构自身，以及两者之间的连接均增强了纵向剪切力的耐受力；并且，还可以在浮体框架的外凸部的外表面涂覆聚脲等耐磨涂层，以加强浮体框架的外凸部的耐磨性，从而增加浮动载体单元与浮体连接板之间的连接强度。
需要说明的是，以上实施例仅用于对本发明进行具体说明，其并不对本发明的保护范围起到任何限定作用，本发明的保护范围由权利要求确定。根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种水上浮动载体，其特征在于，包括多个浮动载体单元和用于连接所述浮动载体单元的浮体连接板；所述浮动载体单元包括浮体框架和通过底座连接在所述浮体框架上方的安装支架；所述浮体框架的外侧设置有外凸部，所述浮体连接板的外侧在与所述浮体框架外侧的外凸部相对应的位置处设置有内凹部；所述浮体框架通过其所述外凸部插接进入所述浮体连接板的内凹部而与所述浮体连接板相连接。
2.如权利要求1所述的水上浮动载体，其特征在于，所述浮体框架为矩形或方形框架结构，所述浮体框架包括直管状的主浮体、以及弯管状的连接弯头，所述主浮体之间通过所述连接弯头相连接。
3.如权利要求2所述的水上浮动载体，其特征在于，所述连接弯头的两端设有沿其对角线上下对称分布的、结构相同的两个安装平台，所述两个安装平台既可以用于与所述底座相连接，也可以用于与锚固装置相连接。
4.如权利要求2所述的水上浮动载体，其特征在于，所述主浮体、和/或所述连接弯头内部采用发泡材料进行填充；所述主浮体、和/或所述连接弯头独立密封。
5.如权利要求1所述的水上浮动载体，其特征在于，所述浮体连接板内部采用发泡材料进行填充；所述浮体连接板两端密封。
6.如权利要求1、2、3、4或5之任一项所述的水上浮动载体，其特征在于，所述浮体框架与所述浮体连接板相连接后，在所述浮体连接板的两端采用螺栓或者插销式结构对所述浮体连接板与所述浮体框架之间进行限位。
7.如权利要求2、3、4或5之任一项所述的水上浮动载体，其特征在于，所述主浮体、所述连接弯头、和/或所述浮体连接板采用玻璃钢材质；所述外凸部为设置在所述主浮体外侧的外凸圆形；所述内凹部为设置在所述浮体连接板外侧的圆形凹槽。
8.如权利要求6所述的水上浮动载体，其特征在于，所述外凸部的外表面涂覆耐磨涂层。
9.如权利要求7所述的水上浮动载体，其特征在于，所述安装支架采用玻璃钢复合型材，且所述复合型材的至少三面设置有导轨槽。
10.如权利要求7所述的水上浮动载体，其特征在于，所述主浮体、和/或所述浮体连接板采用玻璃钢复合材料拉挤成型制成，其中，在对玻璃钢复合材料进行横向拉挤成型的同时、或者在横向拉挤成型后，对其进行纵向缠绕。
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