[发明专利]一种组合式索杆结构的海上光伏发电装置

说明书

本发明公开了一种组合式索杆结构的海上光伏发电装置，主要由浮式框架、光伏穹顶与系揽系统组成；浮式框架包括按一定规律排列且互不相交的V型压杆，连接两个节点的拉索，以及安装于垂向拉索中部的装配式浮力球；光伏穹顶安装于浮式框架上方，包含多条环向拉索、径向上拉索、径向下拉索与多根垂向压杆，通过施加预应力使其绷紧并在其坡面布置太阳能光伏板；系揽系统包括连接两组浮式框架的连接索与将整体装置固定的系泊缆绳；本发明整体呈张拉整体结构，利用索杆结构代替传统的光伏发电装置支架，其重量小，承载能力强，具有较大的变形能力，可应对海上的恶劣气候条件，同时光伏穹顶提高了太阳能光伏板的可铺设面积，多单体的组合形式可充分利用光学折射和反射提高太阳能的吸收率。

技术领域

本发明涉及近海结构与光伏发电结构领域，具体地说是一种组合式索杆结构的海上光伏发电装置。

背景技术

众所周知,传统陆地光伏电站存在永久占地面积大的弊端,有些光伏电站为减少光伏组件间的遮挡，需增大组件间的前后间距,更导致整个光伏电站占地面积扩大两到三倍。而我国人多地少,土地资源极其宝贵,可供大规模开发太阳能光伏电站的土地资源稀少。土地资源的短缺直接制约着太阳能发电技术的发展,解决土地资源稀少与大力发展太阳能发电两者的矛盾迫在眉睫。

相关技术中，中国专利申请号CN114228929A，公开了一种用于海上光伏发电的张力腿海洋平台。包括张力腿、平台拉索、横向拉索、活动平台、平台浮箱、斜向拉索、中央立柱、弧形撑管、连接节点以及径向拉索组成；弧形撑管与横向拉索、斜向拉索相连接，组成主体张拉整体结构。张力腿一端连接弧形撑管，一端固定于海底，消耗部分剩余浮力构成三棱柱式张紧结构。平台拉索将平台浮箱与底部横向拉索连接，通过剩余浮力将其绷紧并构成张紧结构。中央立柱安装于活动平台，其顶端通过径向拉索与弧形撑管相连接；相关技术的不足在于，建造成本过高，难以成片建造，存在较大面积的阴面，用于光伏发电效率过低。

相关技术中，中国专利公开号CN103795328A，公开了一种水面漂浮式密集型光伏发电装置，包括多个光伏发电单元，光伏发电单元包括支撑支架和水面漂浮装置，水面漂浮装置上通过抱箍固定支撑支架，支撑支架为三角形框架结构，支撑支架的一个斜面为光伏组件安装面，光伏组件安装面上固定多个光伏组件。支撑支架底部的支撑梁上设有连接卡扣，光伏发电单元之间通过连接卡扣连接成一体。相关技术的不足在于，支撑支架结构过于简单，仅通过卡扣进行连接，当处于海面恶劣气候条件下，成片的装置受风浪影响巨大，卡扣及支撑支架很容易疲劳破坏。

此外，陆地上采用的与本申请类似的光伏发电索杆机构需要以立柱为支撑并通过绳索辅助固定于地面，难以安装于海面，无法应用于海洋环境下。

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组合式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组合式索杆结构的海上光伏发电装置，利用索杆结构降低装置重量，减少制作成本，通过光伏穹顶增加光伏板单位面积覆盖率，提高太阳能吸收率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种组合式索杆结构的海上光伏发电装置。通过索和杆张拉成形构成底部浮式框架，可降低材料成本，减少装置重量并保持一定的承载能力。应用四棱锥式索穹顶结构增加了的光伏板的单位面积覆盖率，同时，多组装置进行组合形成波浪面结构，其谷面可对折射的太阳能进行二次吸收，提高太阳能吸收率。

本发明提供的一种组合式索杆结构的海上光伏发电装置包含可漂浮于海面的浮式框架，安装于浮式框架上方的光伏穹顶，以及将整体装置固定于海面的系泊系统。多组海上光伏发电装置组合后呈波浪面，其谷面通过光伏穹顶的相互折射可提高太阳能吸收率。所述的浮式框架利用装配式浮力球提供主要浮力，两组浮式框架间通过侧面的四根连接索相连，四个光伏穹顶呈两行两列均布于每个浮式框架上方，整个装置通过系泊缆绳固定于海面。