便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构及其方法

本发明涉及一种便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构及其方法，涉及海上光伏发电。

背景技术：

1、人们越来越关注太阳能、风能等可再生清洁能源的开发与使用。其中太阳能光伏发电建造成本低且便于安装，近年来蓬勃发展。由于陆上光伏的开发利用不能完全满足日益增长的能源需求，人们逐渐开始在广阔的水域布置光伏系统。目前我国绝大部分水上光伏建在内陆湖泊和水库等水域，海上光伏的应用刚刚开始。海上光伏电站的基础型式分为固定式和漂浮式。固定式光伏电站多采用桩基基础，存在成本较高和适用水深较浅等缺点，而漂浮式光伏电站适用水深范围广，成为当前主要的研究热点和发展方向。

2、现有海上漂浮式光伏结构大多沿用传统内陆水上多浮筒一体化的结构形式，多浮体间采用设置在四角上的连接耳板和连接插销连接，整体上限制了各浮体间的平动和转动，连接属于刚性连接。分析中一般将连成整体的多浮体视为一个大型刚体平台，整体结构尺寸大，在恶劣的海洋环境中浮体所受波浪力较大，浮体间连接件之间的受力也较大，对结构承载能力和刚度的要求高，为保证结构安全性所需用料多，成本高；另外，该大型刚体平台在海洋环境作用下系泊系统受力较大，因此对系泊系统的承载力要求高，成本也较高。

3、专利cn 217496489u公布了一种海上漂浮式光伏浮体柔性连接结构，该结构在各浮体上预埋纵横向管道，并通过连接缆绳贯穿预埋管连接各浮体，因此整体为柔性连接形式，相比于传统刚性连接可减小波浪荷载及连接受力。但在使用中发现该结构存在如下问题：浮体上需预制贯通管道，制作工艺相对复杂；各浮体间采用缆绳连接的柔性连接形式，虽可减小受力，但各浮体间相对转角较大，稳定性不好，不利于光伏系统稳定发电及上人检修；浮体间缆绳采用缆绳结限位及橡胶塞缓冲，缆绳结易磨损，存在耐久性不足的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构及其方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，包括阵列分布的若干个浮体，相邻浮体之间均经连接件相连接，所述连接件均为弹性体，且相邻浮体之间均设置有转动限位组件，用以限制相邻浮体之间的相对过大转角。

3、优选的，所述浮体的上表面均固连有光伏板。

4、优选的，所述连接件均包括弹性连接板，所述弹性连接板的两相对端侧均固连有弹簧，所述弹簧的另一端均与同侧相对应的浮体的周侧部固连。

5、优选的，所述浮体的周侧部均开设有凹腔，所述弹性连接板的端部均穿插入同侧的凹腔内部，所述弹簧均位于对应凹腔内部，所述弹性连接板的端部均固设有第一限位凸部，所述凹腔的腔口上均固设有用以阻挡第一限位凸部往外脱出的第二限位凸部，避免弹性连接板的端部脱离凹腔。

6、优选的，所述转动限位组件均包括限位挡板，所述限位挡板固定在其中一个浮体的周侧部，并与所相邻的浮体的周侧部之间存在间距。

7、优选的，所述限位挡板的限位外端面上均固设有橡胶垫，所述橡胶垫与所相邻的浮体的周侧部之间存在间距。

8、优选的，所述转动限位组件中的限位挡板的数量具有若干个并分布在弹性连接板的两侧。

9、优选的，所述转动限位组件中的限位挡板的数量为偶数个，其中半数的限位挡板沿弹性连接板对称固定在其中一浮体的上周侧部，另外半数的限位挡板沿弹性连接板对称固定在所相邻的浮体的下周侧部，相邻浮体之间的限位挡板呈上下一一对应，且这些上下一一对应的限位挡板之间均插设有可拆卸的插销；所述限位挡板上均开设有销孔，所述销孔的孔壁上均开设有径向延伸的槽缝，所述插销的顶部均固设有插销头，底部周侧均固设有用以插销拔插时穿过槽缝的卡凸部。

10、优选的，所述浮体的形状为长方形，所述连接件设置在浮体每个周侧部的中间位置，所述转动限位组件在浮体每个相邻周侧部均有设置，且限位挡板均设置在该相邻周侧部中靠近方形拐角的位置。

11、一种便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构的工作方法，按以下步骤进行：（1）在海洋环境荷载作用下，浮体间相对水平运动使浮体间连接件内部的弹簧产生拉伸和压缩变形，浮体间产生一定的相对水平位移；同时，浮体间相对转动也包括浮体间连接件中部的弹性连接板弯曲变形，浮体间也会产生一定的相对转角位移；（2）相邻浮体间分别设有上部和下部的限位挡板，当拔除插销时，分别限制相反方向的浮体间相对转角；限位挡板端部均设有橡胶垫，削减浮体间在限位挡板上发生碰撞时的冲击力；当插设插销时，插销穿过上、下限位挡板固定相邻两浮体，形成临时刚性的整体结构，便于上人检修维护作业。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：浮体间连接呈有限刚度，在浮体发生相对运动时可弹性变形，起到缓冲作用。相比于完全刚性连接形式，能有效降低浮体所受波浪荷载作用和连接件受力；相比于完全柔性连接形式，又可减小浮体间相对转角；同时设有限位限制浮体间的相对转角过大，便于日常运行维护。该连接结构可平衡所受荷载作用及稳定性，具有受力性能好、稳定性好、便于运维和经济性好等优势。

13、下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：包括阵列分布的若干个浮体，相邻浮体之间均经连接件相连接，所述连接件均为弹性体，且相邻浮体之间均设置有转动限位组件，用以限制相邻浮体之间的相对过大转角。

2.根据权利要求1所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述浮体的上表面均固连有光伏板。

3.根据权利要求1所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述连接件均包括弹性连接板，所述弹性连接板的两相对端侧均固连有弹簧，所述弹簧的另一端均与同侧相对应的浮体的周侧部固连。

4.根据权利要求3所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述浮体的周侧部均开设有凹腔，所述弹性连接板的端部均穿插入同侧的凹腔内部，所述弹簧均位于对应凹腔内部，所述弹性连接板的端部均固设有第一限位凸部，所述凹腔的腔口上均固设有用以阻挡第一限位凸部往外脱出的第二限位凸部，避免弹性连接板的端部脱离凹腔。

5.根据权利要求1所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述转动限位组件均包括限位挡板，所述限位挡板固定在其中一个浮体的周侧部，并与所相邻的浮体的周侧部之间存在间距。

6.根据权利要求5所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述限位挡板的限位外端面上均固设有橡胶垫，所述橡胶垫与所相邻的浮体的周侧部之间存在间距。

7.根据权利要求5所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述转动限位组件中的限位挡板的数量具有若干个并分布在弹性连接板的两侧。

8.根据权利要求7所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述转动限位组件中的限位挡板的数量为偶数个，其中半数的限位挡板沿弹性连接板对称固定在其中一浮体的上周侧部，另外半数的限位挡板沿弹性连接板对称固定在所相邻的浮体的下周侧部，相邻浮体之间的限位挡板呈上下一一对应，且这些上下一一对应的限位挡板之间均插设有可拆卸的插销；所述限位挡板上均开设有销孔，所述销孔的孔壁上均开设有径向延伸的槽缝，所述插销的顶部均固设有插销头，底部周侧均固设有用以插销拔插时穿过槽缝的卡凸部。

9.根据权利要求1所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，其特征在于：所述浮体的形状为长方形，所述连接件设置在浮体每个周侧部的中间位置，所述转动限位组件在浮体每个相邻周侧部均有设置，且限位挡板均设置在该相邻周侧部中靠近方形拐角的位置。

10.一种如权利要求1-9任一所述的便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构的工作方法，其特征在于，按以下步骤进行：（1）在海洋环境荷载作用下，浮体间相对水平运动使浮体间连接件内部的弹簧产生拉伸和压缩变形，浮体间产生一定的相对水平位移；同时，浮体间相对转动也包括浮体间连接件中部的弹性连接板弯曲变形，浮体间也会产生一定的相对转角位移；（2）相邻浮体间分别设有上部和下部的限位挡板，当拔除插销时，分别限制相反方向的浮体间相对转角；限位挡板端部均设有橡胶垫，削减浮体间在限位挡板上发生碰撞时的冲击力；当插设插销时，插销穿过上、下限位挡板固定相邻两浮体，形成临时刚性的整体结构，便于上人检修维护作业。

技术总结本发明涉及一种便于运维的海上漂浮式光伏浮体弹性连接结构，包括阵列分布的若干个浮体，相邻浮体之间均经连接件相连接，所述连接件均为弹性体，且相邻浮体之间均设置有转动限位组件，用以限制相邻浮体之间的相对过大转角。浮体间连接呈有限刚度，在浮体发生相对运动时可弹性变形，起到缓冲作用。相比于完全刚性连接形式，能有效降低浮体所受波浪荷载作用和连接件受力；相比于完全柔性连接形式，又可减小浮体间相对转角；同时设有限位组件限制浮体间的相对转角过大，且可以设置为临时刚性，便于日常运行维护。该连接结构可平衡所受荷载作用及稳定性，具有受力性能好、稳定性好、便于运维和经济性好等优势。技术研发人员：吴兆旗,林伟,张炜桦受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15