[发明专利]一种基于张拉整体的碟形海上光伏发电装置及安装方法

说明书

本发明公开了一种基于张拉整体的碟形海上光伏发电装置及安装方法，主要由漂浮底架和碟形穹顶组成；漂浮底架包括螺旋排列的浮力压杆，将相邻公共节点依次连接的顶部水平拉索，将相邻浮力压杆底端依次连接的底部水平拉索，将公共节点与相邻浮力压杆底端连接的垂向拉索，通过径向拉索固定于漂浮底架中央的承重柱；碟形穹顶由数根环向拉索、斜向拉索、定位拉索及竖直压杆按一定规律通过张拉成形而成，其外形呈碟形；本发明顶部碟形穹顶的特殊外形不仅提高了空间利用率，还可在一定时间段达到良好的聚光效果，承重柱将碟形穹顶所受部分外力传递至漂浮底架下端，提高了装置的承载能力，且装置为张拉整体结构，重量较轻，耗材少，具有更好的经济效益。

技术领域

本发明涉及近海结构与光伏发电技术领域，具体地说是一种基于张拉整体的碟形海上光伏发电装置及安装方法。

背景技术

进入21世纪以来，受化石能源危机和节能减排政策影响，人们开始热衷于新能源的开发和利用，光伏发电成为新能源开发利用的焦点。目前光伏系统的开发应用领域主要集中在陆上，随着光伏技术的发展，水上漂浮式光伏发电技术由于其节约土地资源、提高发电量、减少水面蒸发量等优势，引起了世界各国研究机构、新能源开发企业的重视，成为未来光伏发电应用的拓展方向。

相关技术中，中国专利申请号CN114215700A，公开了一种用于海上风力发电的张拉整体海洋平台，包括张力腿、平台拉索、底部横向拉索、活动平台、斜向拉索、弧形撑管、中央立柱、连接节点、径向拉索、顶部横向拉索、顶部撑杆、顶部斜向拉索及横向加强索；其外部主体框架包含四根弧形撑管，将顶部节点与临杆底部节点连接的斜向拉索，分别将相临两杆顶部、底部节点连接的顶部横向拉索与底部横向拉索；内部的活动平台通过平台拉索与外部主体框架相连接，消耗部分平台剩余浮力将其绷紧并构成张紧结构。相关技术的不足在于，用于太阳能光伏发电领域时，建造成本过高，难以在海面成片建造，整体高耸，具有较大面积的阴面，光能吸收效率低。

同时，陆地上目前的碟式光伏发电装置，如中国专利申请号CN202628412U，多为碟形镜面反射，自动追日结构，建造成本高昂，当遭遇海上恶劣气候时难以检修，一旦损坏则损失巨大。

因此，本申请克服上述现有技术中的弊端，在此基础上对其结构进行改进，提供一种新的用于海上光伏发电的海上光伏发电装置解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于张拉整体的碟形海上光伏发电装置及安装方法，利用张拉整体结构降低装置重量，减少制作成本，通过碟形穹顶增加太阳能光伏板的空间利用率，通过凹面聚光提高太阳能转化率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于张拉整体的碟形海上光伏发电装置。通过索和杆张拉成形构成漂浮底架可在保持一定承载能力的同时，降低材料成本，减少装置重量。应用碟形索穹顶结构增加了的光伏板的单位面积覆盖率，其碟面可在一定时间段产生一定的聚光作用，提高太阳能转化率。

本发明提供的一种基于张拉整体的碟形海上光伏发电装置包括漂浮于海面的漂浮底架和安装于漂浮底架上方的碟形穹顶。所述的漂浮底架由六根浮力压杆提供浮力，碟形穹顶的六个顶点通过一根斜向拉索和一根定位拉索分别连接至漂浮底架顶部的六个公共节点。所述的碟形穹顶通过增加竖直压杆长度施加预应力，使碟形穹顶形成一个绷紧碟面，其最底端与承重柱的顶部节点相连，所述的承重柱的底部节点通过三根径向下拉索将成形后碟形穹顶上方所受的部分外荷载传递至漂浮底架下端，顶部节点通过三根径向上拉索限制向上的位移。

所述的漂浮底架整体呈螺旋六棱柱形，包括六根底部水平拉索，三根径向下拉索，六根浮力压杆，三根径向上拉索，六根垂向拉索，六个公共节点，六根顶部水平拉索，一个底部节点，一根承重柱和一个顶部节点。六根浮力压杆内部中空，下端至中部外径较大，中部至顶端外径逐渐减小，下端呈正六边形分布，杆身沿同一方向与同一轴心螺旋排列，六个公共节点位于浮力压杆顶部且呈正六边形分布。底部拉索将相邻浮力压杆的下端依次连接，顶部水平拉索将相邻的公共节点依次连接，垂向拉索将公共节点连接至相邻浮力压杆的下端。