海上薄膜式光伏系统的系泊装置和系泊方法与流程

本发明涉及海上光伏发电，尤其涉及一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置和系泊方法。

背景技术：

1、随着能源需求的不断增长以及可再生能源的重要性日益凸显，人们纷纷将目光投向了具有清洁、无污染、可永续利用的特点的海洋可再生能源。其中，海上光伏发电作为一种创新的太阳能利用方式，逐渐引起了广泛的关注。海上光伏发电采用柔性薄膜结构，能承受巨大的结构应力与长期的日光照射，同时具备良好的随浪性，还可充分借助水冷效应来提升光伏换电效率。海上光伏发电具有发电量高、土地占用少、易与其他产业相结合等特点，有利于优化能源消费结构，已经逐渐成为海上可再生能源开发技术的热点研究方向。

2、相关技术中，为保证海上薄膜式光伏系统的稳定工作，需要考虑漂浮式结构的系泊问题。然而，现有系泊装置通过多组系泊缆成组系泊于一个大型的系泊缆-浮标框架之中，在海浪的冲击作用下，由于各系泊点受力不均匀，会导致受较大系泊力的一侧发生薄膜上浪和面内变形，影响发电效率。

3、因此，目前亟待需要提供一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置和系泊方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置和系泊方法，可以为光伏薄膜提供水平拉力，防止光伏薄膜侧面入水和面内变形。

2、第一方面，本发明一个实施例提供了一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置，所述海上薄膜式光伏系统的外浮圈的外侧开设有通长的环形凹槽；

3、所述系泊装置包括：滑块、缆绳、浮筒组件和多根锚链；

4、所述滑块的第一端可移动地设置于与所述环形凹槽内，第二端与所述缆绳的一端连接；

5、所述浮筒组件包括预设尺寸的浮板、连接杆和配重球；所述连接杆的一端与所述浮板的底面连接、另一端与所述配重球连接；所述缆绳的另一端与所述浮板的侧壁连接；每根所述锚链的一端分别与所述配重球的侧壁连接，另一端分别固定于海床上；

6、当海浪推动所述外浮圈运动时，所述浮板为所述缆绳提供水平拉力，并保证所述滑块沿所述环形凹槽滑动。

7、第二方面，本发明一个实施例提供了一种海上薄膜式光伏系统的系泊方法，利用上述的系泊装置进行系泊，所述方法包括：

8、将所述滑块的第一端可移动地设置于与所述环形凹槽内，第二端与所述缆绳的一端连接；

9、将所述连接杆的一端与所述浮板的底面连接、另一端与所述配重球连接；

10、将所述缆绳的另一端与所述浮板的侧壁连接；将每根所述锚链的一端分别与所述配重球的侧壁连接，另一端分别固定于海床上；

11、当海浪推动所述外浮圈运动时，通过所述浮板为所述缆绳提供水平拉力，并保证所述滑块沿所述环形凹槽滑动。

12、第三方面，本发明一个实施例提供了一种海上薄膜式光伏系统，包括内浮圈、圆形的防水薄膜、光伏板、所述外浮圈和上述的系泊装置；

13、所述外浮圈套设于所述内浮圈的外部，所述薄膜固定于所述内浮圈的内侧，所述光伏板设置于所述薄膜远离海水的一侧。

14、本发明实施例提供了一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置和系泊方法。首先，预设尺寸的大水线面浮板体积大，密度小，与大质量配重球通过一长连接杆相连，当浮板由于水平拉力产生纵摇或横摇时，将快速产生回复力矩，恢复浮板的正浮状态，保证浮板发生垂荡运动时缆绳连接点的垂向位置尽量保持于水线面附近，进而保证缆绳仅产生水平拉力，防止外浮圈和薄膜结构单侧入水。其次，当海浪推动所述外浮圈运动时，缆绳通过滑块沿环形凹槽自由滑动，几乎不提供周向力，减小外浮圈周向运动载荷。此外，本申请采用单连接点的设计方式，可以避免多连接点导致的外浮圈和薄膜的面内变形。由此可见，本申请可以为光伏薄膜提供水平拉力，防止光伏薄膜侧面入水和面内变形。

技术特征：

1.一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置，其特征在于，所述海上薄膜式光伏系统的外浮圈(1)的外侧开设有通长的环形凹槽(11)；

2.根据权利要求1所述的系泊装置，其特征在于，所述浮筒组件(23)还包括连接环(234)，所述连接环(234)的内径小于所述配重球(233)的直径，所述连接环(234)套设于所述浮板(231)和所述配重球(233)之间的连接杆(232)上。

3.根据权利要求2所述的系泊装置，其特征在于，每根所述锚链(24)的一端分别与所述连接环(234)的侧壁连接，另一端分别固定于海床上。

4.根据权利要求1所述的系泊装置，其特征在于，所述滑块(21)包括第一支杆(211)、第二支杆(212)和第三支杆(213)，三个支杆的第一端相互连接，所述第一支杆(211)和所述第三支杆(213)对称的分布于所述第二支杆(212)的两侧；三个支杆的第二端分别设置于所述环形凹槽(11)内，三个支杆的第一端与所述缆绳(22)远离所述浮板(231)的一端连接。

5.根据权利要求4所述的系泊装置，其特征在于，所述环形凹槽(11)的横截面为优弧；所述第一支杆(211)和所述第三支杆(213)设置于所述环形凹槽(11)内的一端分别连接有一个圆球(214)，所述圆球(214)的直径与所述优弧的直径相匹配。

6.根据权利要求5所述的系泊装置，其特征在于，所述外浮圈(1)的材料为弹性材料，所述外浮圈(1)的周向设置有一处截断接口，所述接口的两侧均设置有一个具有缺口的法兰(12)，所述缺口的位置与所述凹槽(11)的位置重合；

7.一种海上薄膜式光伏系统的系泊方法，其特征在于，利用权利要求1-6任一项所述的系泊装置(2)进行系泊，所述方法包括：

8.一种海上薄膜式光伏系统，其特征在于，包括内浮圈(3)、圆形的防水薄膜(4)、光伏板(5)、所述外浮圈(1)和权利要求1-6任一项所述的系泊装置(2)；

9.根据权利要求8所述的海上薄膜式光伏系统，其特征在于，还包括多个沿所述薄膜(4)的周向间隔布置的排水组件(6)；每个所述排水组件(6)均包括预设高度的矩形侧壁(61)和第一挡板(62)；所述侧壁的一端与所述薄膜(4)连接，且所述矩形侧壁(61)与所述薄膜(4)连接处围成的矩形端面穿过所述薄膜(4)与海水连通；所述第一挡板(62)的一端与所述矩形侧壁(61)中的一个内壁面连接，另一端向下倾斜且与所述矩形侧壁(61)的内壁面之间具有供海水流通的间隙。

10.根据权利要求9所述的海上薄膜式光伏系统，其特征在于，每个所述排水组件(6)还包括第二挡板(63)；所述第二挡板(63)的一端与所述第一挡板(62)连接的壁面的对侧壁面连接，另一端向下倾斜且与所述矩形侧壁(61)的内壁面之间具有供海水流通的间隙；

技术总结本发明涉及海上光伏发电技术领域，尤其涉及一种海上薄膜式光伏系统的系泊装置和系泊方法。海上薄膜式光伏系统的外浮圈的外侧开设有通长的环形凹槽；系泊装置包括：滑块、缆绳、浮筒组件和多根锚链；滑块的第一端可移动地设置于与环形凹槽内，第二端与缆绳的一端连接；浮筒组件包括预设尺寸的浮板、连接杆和配重球；连接杆的一端与浮板的底面连接、另一端与配重球连接；缆绳的另一端与浮板的侧壁连接；每根锚链的一端分别与配重球的侧壁连接，另一端分别固定于海床上；当海浪推动外浮圈运动时，浮板为缆绳提供水平拉力，并保证滑块沿环形凹槽滑动。本申请，可以为光伏薄膜提供水平拉力，防止光伏薄膜侧面入水和面内变形。技术研发人员：李刚,刘博,张显涛,崔少云,刘瀚昱,刘旭东,付登锋,柳振海,唐栋梁,黄文贺受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4