[发明专利]通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，具体地指一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统及方法。

背景技术

太阳能作为人类理想的清洁能源，对构建低碳社会做出了重要贡献。随着光伏技术的不断成熟，光伏发电日渐成为新能源发电的主力军。但由于光伏电站占地面积大，不能合理配置土地资源，因此利用水面空间建设水上光伏是对资源的优化利用，既可合理利用土地资源、提高发电量，又可保护水体环境、减少浮尘。

水面漂浮式光伏电站利用浮管、浮箱等作为浮体，将其本身作为支架或在浮体上搭建支架，将光伏组件支撑起一定角度从而实现发电功能。由于水面漂浮光伏电站建成后常年漂浮于水面上，因此对浮体和支架材料的防水防腐蚀要求较高，加之水面漂浮式光伏电站建设、运维难度相对较大，造成水面漂浮式光伏电站项目综合开发成本高。这成为了遏制水面漂浮式光伏电站推广和发展的瓶颈。此外，目前已建成的水面漂浮式光伏电站大都地处内陆湖泊、水库、鱼塘等静止水面地区，而对于河流、海上等地区的漂浮式光伏电站，如何在流动水面情况下保证光伏电站的稳定性和安全性也是非常关键的问题。

目前，水面漂浮式光伏电站浮体专利已经有很多，但大都未解决以上所提出的问题。如CN103516298A公开了一种用于平静水面的浮体光伏系统，利用浮箱及支架将光伏组件支撑在水面上。但该专利仅提供了浮体的概念设计，并未详细描述浮体的连接方式、稳定性、可维护性等重要特征；CN105119558A公开了一种模块化水上光伏阵列，利用在浮体上安装连接机构支撑光伏组件，但该专利未考虑光伏组件维护通道，不利于电站的后期维护；CN105790682A、CN204886790、CN204947966U、CN204947983U、CN105162399A、CN205105144U、CN204836054U等专利公开的水面光伏发电系统类似，均将浮体与支架合并构成一体化的光伏组件支撑结构，并设计了人行通道便于维护，但这些专利中每个光伏组件平均占用了3块甚至更多的浮体结构，使得光伏电站成本增加，不利于水面漂浮式光伏电站的商业化推广应用；申请号为2016103175562的中国发明专利公开了一种L型水面光伏发电系统的浮体，这种浮桶采用左右支撑光伏组件的形式，并利用钢材与钢管紧固形成阵列，增强了浮体系统的整体稳定性。但此专利中钢材位置处于水面附近，容易对钢结构产生腐蚀损坏，并且浮体结构过道单薄且间隔较大，不易于施工和维护；US2014224165A1、CN105186968A公开了一种光伏浮体，利用连接耳将第一组件支撑浮体与第二组件支撑浮体相互连接，形成了水面光伏电站的浮体与通道，并都利用轨道式卡件将光伏组件固定于第一组件支撑浮体上。但这种光伏浮体的第一组件支撑浮体体积较大，制造成本较高；连接耳连接方式中，连接耳作为应力集中点，承载了浮体之间全部应力，容易损坏；浮体设计倾角较低，难以适用于高维度地区；平均每块光伏组件需要安装16个零部件，安装过程复杂，人工成本高；浮体未考虑放置电缆功能，使用过程中需额外铺设大量浮体作为电缆通道，平均每块光伏组件占用浮体总质量约20.8kg，成本较高。

目前水面光伏电站建设成本较高，且水上安装难度较地面更大，因此如何简化浮体结构，降低浮体、部件及安装成本，提高光伏电站的可维护性，合理设置电缆通道是目前水面漂浮式光伏电站持续发展中需要考虑和解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、安装便宜、成本低、稳定性好、更换方便的通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种通道主浮体与支撑浮体耦合式水面光伏发电系统，所述水面光伏发电系统由多个光伏发电单元拼接而成，所述光伏发电单元包括两个主浮体和组件支撑浮体且主浮体和组件支撑浮体采用插槽-连接耳方式进行深度耦合连接，所述组件支撑浮体安装于两个主浮体之间，所述主浮体为封闭的方体，所述主浮体长度方向的两端表面分别设置有高位限位板和低位限位板，所述主浮体的高位限位板与另一个主浮体的低位限位板配合固定，所述组件支撑浮体为顶面敞开的方体，所述组件支撑浮体的两端面为弓形面，所述弓形面的两端设置有咬合柱，所述主浮体宽度方向的两个侧壁均开设有与弓形面配合凹面，所述凹面两侧开设有用于安装咬合柱的圆弧槽，所述组件支撑浮体一端的弓形面顶部两端分别设置有高位立柱，另一端的弓形面顶部两端分别设置有倒L形压块，所述高位立柱和倒L形压块上设置有光伏组件。所述光伏组件通过插槽-反扣式连接固定于组件支撑浮体上，所述主浮体作为人行通道，主浮体之间耦合相连，保证通道的连续性。