一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法

1.本发明涉及可再生能源技术以及海洋水上发电领域，特别涉及一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法。

背景技术：

2.海洋蕴含着大量的清洁能源，包括风能、潮汐能、太阳能、波浪能。沿海地区海上太阳能资源丰富，通过利用沿海地区的太阳能资源发电，可有效缓解能源紧张的局面。目前我国已经在沿海地区建立多座固定式水上光伏电站。
3.目前沿海地区的固定式光伏电站以桩基固定式光伏电站为主，不仅工期时间长，而且成本费用高。安装基础时，不仅打桩耗费时间长，同时需要一定的时间养护后方可安装后续的支架，极大地延长施工工期。同时，中国北方沿海地区的海面会在冬季结冰，海冰会对发电装置的柱基产生猛烈的撞击作用，海冰长期的撞击作用则会使发电装置的柱基结构发生破坏。因此，本专利提出一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，不仅降低了装置的成本费用节省了大量的安装工期，同时在桩基处设置的抗冰锥结构可以有效阻止冬季沿海区域海冰对柱基产生的撞击破坏，为海洋能源的高效开发利用进行有效的助力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，以吸力基础作为一体化结构的基础，在成本上降低了电站的费用，同时在柱基结构设置了抗冰锥结构，有效克服冬季时沿海区域海冰对柱基产生的撞击破坏。最后通过吸力基础结合一体化安装技术，节省了大量的安装时间，提高电站的施工效率，节省施工成本。
5.本发明采用以下的技术方案：一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，包括吸力基础、柱基结构、抗冰锥结构、固定支架、光伏发电系统；光伏发电系统通过固定支架固定，固定支架安装在柱基上方，抗冰锥结构通过灌浆处理固定在柱基结构设计高度处，柱基的下方设置吸力基础，整个一体化结构通过吸力基础固定。
6.光伏发电系统由光伏板和逆变器组成，光伏发电系统设置在固定支架的上部。
7.固定支架由若干个钢支架组成，支架之间通过钢螺栓螺帽进行连接，支架通过螺栓安装固定在柱基结构的上方，固定支架进行防腐蚀喷漆处理。
8.柱基结构由钢结构组成，柱基下方设置钢法兰盘，并与吸力基础进行连接，柱基结构进行防腐蚀喷漆处理。
9.抗冰锥结构由抗冰锥外壳，内部加强肋板，密封垫板组成，抗冰锥结构采用钢材料。抗冰锥外壳用于抵抗冬季浮冰对柱基的撞击，内部加强肋板用于加强抗冰锥外壳的抵抗性。密封垫板将抗浮冰外壳有效的密封处理，防止海水进入壳内，抗冰锥结构进行防腐蚀喷漆处理。
10.吸力基础，采用钢材料，通过自重贯入和压力贯入，使吸力基础贯入至海床设计深度。
11.本发明一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法的优点在于：本专利在实现太阳能高效发电的同时，在柱基结构处设置的抗冰锥结构有效克服冬季时沿海区域海冰对柱基结构产生的撞击破坏，保护发电装置，延长发电装置的工作寿命，提高发电装置的安全性能。同时通过吸力基础结合一体化安装技术，节省大量的安装工期以及施工成本，提高海上固定式光伏电站的安装施工效率。
附图说明
12.下面结合附图对本发明专利进一步说明：图1是本发明整体外观结构布置示意图图2是本发明整体外观结构在海上的布置示意图图3是本发明单体结构示意图图4是本发明单体结构后视示意图图5是本发明固定支架结构示意图图6是本发明的抗冰锥结构内部示意图图中：1为光伏发电系统，2为固定支架，3为抗冰锥结构，3-1为抗冰锥外壳，3-2为密封板，3-3为加强肋板，4为柱基结构，5为吸力基础
具体实施方式
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
14.如图1和2所示，一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法。其中包括：光伏发电系统、固定支架、抗冰锥结构、柱基结构、吸力基础；光伏发电系统置于固定支架上，固定支架通过螺栓安装固定在柱基结构上，抗冰锥结构通过螺栓以及密封胶固定在柱基上，整个装置通过吸力基础固定在海床上。
15.在本实施案例中，光伏发电系统由光伏板和逆变器组成，光伏发电系统设置在固定支架的上部，根据指定海域的纬度，对光伏板进行最佳倾斜角处理。同时根据指定海域的海床条件、海水深度、以及光伏板的重量，决定两个柱基结构上方之间设置的光伏板数量。
16.在本实施案例中，固定支架由若干个钢支架组成，支架之间通过钢螺栓螺帽进行连接，支架通过螺栓安装固定在柱基结构的上方，并根据光伏板的数量设置相应的固定支架。
17.在本实施案例中，柱基结构采用圆柱钢结构，柱基与吸力基础通过不锈钢法兰盘连接。
18.在本实施案例中，抗冰锥结构由抗冰锥外壳，内部加强肋板，密封垫板组成。通过水文观测，得到指定沿海海域历史的最高涨潮面以及最低退潮面的相应高度，抗冰锥结构范围以历史最高和最低潮位分别向上和向下延伸一定长度，从而保证全年海面的上下波动均在抗冰锥结构的范围内。
19.在本实施案例中，吸力基础采用钢材质，并通过自重贯入和压力贯入，使吸力基础贯入至海床设计深度。
20.在本实施案例中，所述一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法的安装过程具体为：首先将光伏板、光伏支架、柱基结构、抗冰锥结构、吸力基础运送到装配工厂或者装配码头，然后将柱基结构通过法兰盘固定在吸力基础顶板上，在柱基设计高度处安装抗冰锥结构。将一定数目的电站一体化结构通过固定支架连接成一排，并在支架上方安装光伏板，一体化结构陆上装配完成。用驳船将组装完成的装置运送到指定海域，通过安装船起重机将一排电站一体化结构吊放至指定位置上方，通过一体化结构自身的重力进行吸力基础的自重沉贯，然后启动驳船上方的抽水泵，实现一排一体化结构的吸力基础同时进行吸力沉贯，直至吸力基础沉贯至海床指定深度，对吸力基础的顶部进行密封处理，一体化安装过程完成。整个施工过程耗时短，所需施工成本低，简单快捷。
21.上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.本发明提出一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，包括吸力基础、柱基结构、抗冰锥结构、固定支架、光伏发电系统；光伏发电系统通过固定支架固定，固定支架安装在柱基上方，抗冰锥结构通过灌浆处理固定在柱基结构设计高度处，柱基的下方设置吸力基础，整个发电装置通过吸力基础固定。2.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的光伏发电系统由光伏板和逆变器组成，光伏发电系统设置在固定支架的上部。3.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的固定支架由若干个钢支架组成，支架之间通过钢螺栓螺帽进行连接，支架通过螺栓安装固定在柱基结构的上方，固定支架需进行防腐蚀喷漆处理。4.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的柱基结构由钢结构组成，柱基下方设置钢法兰盘，并与吸力基础进行连接，柱基结构需进行防腐蚀喷漆处理。5.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的抗冰锥结构由抗冰锥外壳，内部加强肋板，密封垫板组成，抗冰锥结构采用钢材料，抗冰锥结构需进行防腐蚀喷漆处理。6.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的吸力基础，采用钢材料，通过自重贯入和压力贯入，使吸力基础贯入至海床设计深度。7.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的安装方法具体为：首先将光伏板、光伏支架、柱基结构、抗冰锥结构、吸力基础运送到装配工厂或者装配码头，然后将柱基结构通过法兰盘固定在吸力基础顶板上，在柱基设计高度处安装抗冰锥结构；将一定数目的电站一体化结构通过固定支架连接成一排，并在支架上方安装光伏板；用驳船将组装完成的一体化结构运送到指定海域，通过安装船起重机将一排电站一体化结构吊放至指定位置上方，通过一体化结构自身的重力进行吸力基础的自重沉贯，然后启动驳船上方的抽水泵，实现一排一体化结构的吸力基础同时进行吸力沉贯，直至吸力基础沉贯至海床设计深度，对吸力基础的顶部进行密封处理，一体化安装完成。8.根据权利要求1所述的一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，所述的特征包括：具有防浮冰撞击、快速施工、节省施工成本的效果。

技术总结

本发明提出一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法。其中包括：吸力基础、柱基结构、抗冰锥结构、固定支架、光伏发电系统；光伏发电系统通过固定支架固定，固定支架安装在柱基上方，抗冰锥结构通过灌浆处理固定在柱基结构设计高度处，柱基的下方设置吸力基础，整个一体化结构通过吸力基础固定。目前沿海地区的桩基固定式光伏电站，不仅成本费用高和施工工期时间长，而且无法有效防止冬季浮冰对发电装置柱基结构的破坏。通过提出一种海上固定式抗浮冰光伏电站一体化结构及安装方法，不仅降低了装置的成本费用和节省了大量的安装工期，同时在桩基处设置的抗冰锥结构可以有效阻止冬季沿海区域海冰对柱基产生的撞击破坏。坏。坏。