浮箱和光伏发电系统的制作方法

1.本技术实施例涉及光伏发电设备技术领域，尤其涉及一种浮箱和光伏发电系统。

背景技术：

2.在水面发电的光伏组件通常安装在浮箱阵列上，浮箱阵列由多个呈阵列排布的浮箱连接而成。相关技术中的浮箱通常为立方体形状，使用过程中立方体楞的位置容易出现破损，导致浮箱内部进水失效。

技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种浮箱和光伏发电系统，在使用过程中更加可靠，不容易进水失效。
4.一方面，本技术实施例提供了一种浮箱，包括顶板、底板以及连接所述顶板和所述底板的侧壁，所述顶板、底板以及所述侧壁共同围成密闭的空腔，所述顶板用于安装光伏组件，使用时所述顶板位于水面以上，所述底板和部分所述侧壁探入水中；
5.所述侧壁背离所述空腔的外侧面整体为平滑过渡的曲面。
6.在一些实施方式中，所述侧壁背离所述空腔的外侧面在所述底板的正投影为圆形。
7.在一些实施方式中，所述侧壁背离所述空腔的外侧面在所述底板的正投影为椭圆形。
8.在一些实施方式中，所述顶板在所述底板的正投影面积大于所述底板的面积。
9.在一些实施方式中，所述顶板背离所述空腔的侧面设有反光涂层。
10.在一些实施方式中，所述空腔内设有连接所述顶板和所述底板的立柱。
11.在一些实施方式中，所述立柱与所述侧壁朝向所述空腔的侧面连接。
12.在一些实施方式中，所述顶板的周缘设有朝向所述底板延伸的包边，所述包边环绕所述侧壁。
13.在一些实施方式中，所述侧壁和所述底板一体成型，且所述侧壁朝向所述顶板的一端预埋有钢筋，所述顶板上设有钢筋插孔，所述钢筋穿设在所述钢筋插孔内；所述侧壁和所述顶板通过灌浆工艺连接。
14.另一方面，本技术实施例提供了一种光伏发电系统，包括所述的浮箱。
15.本技术实施例中，侧壁背离空腔的外侧面整体为平滑过渡的曲面。其中，平滑过渡的曲面是指表面光滑不存在楞的曲面，因此侧壁各处不存在应力集中的位置，也就不容易被破坏从而导致浮箱内部进水。另外，由于侧壁的外侧面为平滑过渡的曲面，因此流向浮箱侧壁的水流可以在平滑过渡的曲面的导引下，流向其他位置，降低了水流对浮箱侧壁的冲击，从而使侧壁不容易在水流长时间冲击下破坏。
附图说明
16.图1为本技术实施例提供的一种浮箱的示意图一；
17.图2为本技术实施例提供的一种浮箱的示意图二；
18.图3为本技术实施例提供的一种浮箱中顶板的示意图；
19.图4为本技术实施例提供的一种浮箱中箱体的示意图；
20.图5为本技术实施例提供的一种浮箱的局部放大图；
21.图6为本技术实施例提供的一种浮箱中顶板的局部放大图。
22.附图标记：
23.10－顶板；11－包边；12－加强肋；13－灌浆孔；14－钢筋插孔；15－溢浆孔；
24.20－侧壁；21－立柱；
25.30－底板；31－钢筋；
具体实施方式
26.光伏组件需要安装在不受遮挡的开阔的区域。随着经济的发展，陆地资源越来越紧张，陆地上适合安装光伏组件的位置越来越少。因此，越来越来的光伏组件安装在水面，形成在水面发电的光伏发电系统。
27.在水面发电的光伏发电系统通常包括能够漂浮在水面上的浮箱以及安装在浮箱上的光伏组件。实际应用过程中，光伏发电系统可以包括多个浮箱，多个浮箱呈阵列排布且连接在一起，形成漂浮在水面的安装平台，光伏组件以及与光伏组件电连接的电缆、逆变器等其他电气设备连接在安装平台上。示例性地，每个浮箱上均安装一个光伏组件，以使多个光伏组件形成光伏组件方阵。
28.相关技术中，浮箱整体呈立方体形状，浮箱包括多条楞，由于楞的位置处往往会出现应力集中，加上使用过程中不断被水流冲击，容易导致楞位置处出现破损，从而使外部的水从破损处进入浮箱内部，使浮箱浮力降低，不能将光伏组件支撑在水面以上。
29.鉴于此，本技术实施例提供了一种浮箱，浮箱可以应用于上述的光伏发电系统，也可以应用在其他应用场景中，例如航标、测风浮标等其他水上漂浮载体。为描述方便，本技术实施例仅以用于光伏发电系统为例进行说明。
30.如图1至图6所示，浮箱包括顶板10、底板30以及连接顶板10和底板30的侧壁20，顶板10、底板30以及侧壁20共同围成密闭的空腔，顶板10用于安装光伏组件，使用时顶板10位于水面以上，底板30和部分侧壁20探入水中。
31.顶板10和底板30可以为相对设置的板状件，侧壁20位于顶板10和底板30之间，并连接顶板10和底板30。示例性地，侧壁20的一端与顶板10的周缘连接，侧壁20的另一端与底板30的周缘连接。
32.为方便安装光伏组件，顶板10上可以预制安装结构。例如，顶板10上设有安装支架，光伏组件连接在安装支架上；或者，顶板10上设有安装斜坡，光伏组件连接在安装斜坡上。本技术实施例对光伏组件与顶板10的连接方式不做限定，只要使光伏组件安装在顶板10上，且在使用了过程中光伏组件位于上面以上即可。
33.实际应用过程中，为提高顶板10和底板30的强度，顶板10和底板30上可以设置加强肋12。示例性地，顶板10上设有相互垂直的两根加强肋12，底板30上同样设有相互垂直的
两根加强肋12。加强肋12的高度可以根据顶板10的受力大小灵活设置。
34.顶板10、底板30以及侧壁20共同围成密闭的空腔，可以使降低浮箱的整体重量，使浮箱可以漂浮在水面，从而将光伏组件支撑在水面以上。另外，设置空腔后，使得浮箱材料的选择范围更广，既可以选择密度比水小的材料，也可以选择密度比水大的材料(例如高性能混凝土)。本技术实施例中仅以浮箱为高性能混凝土浮箱为例进行说明。可以理解的是，浮箱还可以为hdpe材料，通过吹塑成型。
35.当浮箱为混凝土浮箱时，既可以通过浇筑一体成型，也可以通过预制多个零件，将多个零件装配形成浮箱。
36.示例性地，分别预制顶板10、底板30和侧壁20，然后将顶板10、底板30和侧壁20连接，形成浮箱。
37.示例性地，底板30和侧壁20为一体结构，整体呈上端开口的箱体结构，将预制的顶板10与箱体连接形成浮箱。由于底板30和部分侧壁20在使用过程中浸入水中，因此底板30和侧壁20为一体结构可以降低底板30和侧壁20在水中的接缝，从而防止外部的水通过接缝浸入浮箱内部，提高了浮箱的可靠性。另外，底板30和侧壁20为一体结构可以降低零件的数量，从而降低装配难度。
38.其中，当浮箱通过多个零件装配形成时，本技术实施例对各个零件之间的连接方式不做限定，可以通过灌浆连接的方式，也可以通过粘接、螺栓连接等方式实现。
39.需要说明的是，将光伏组件安装在浮箱的顶板10后，浮箱顶板10既可以位于水面以下，也可以位于水面以上，只要使得光伏组件位于水面以上即可。例如，当顶板10上设置安装支架时，顶板10可以位于水面以下，浮箱通过安装支架将光伏组件支撑在水面以上。
40.相关技术中，浮箱呈立方体形状，浮箱浸入水中的部分包括多条楞，浮箱位于楞的位置处往往会出现应力集中，受外力作用时容易破坏。因此浮箱在水中受到长时间水流冲击时，楞的位置处的结构容易破坏，导致水从破坏处浸入浮箱内部。本技术实施例中，侧壁20背离空腔的外侧面整体为平滑过渡的曲面。其中，平滑过渡的曲面是指表面光滑不存在楞的曲面，因此侧壁20各处不存在应力集中的位置，也就不容易被破坏从而导致浮箱内部进水。另外，由于侧壁20的外侧面为平滑过渡的曲面，因此流向浮箱侧壁20的水流可以在平滑过渡的曲面的导引下，流向其他位置，降低了水流对浮箱侧壁20的冲击，从而使侧壁20不容易在水流长时间冲击下破坏。
41.并且，相关技术中浮箱的侧壁20由多个平面连接而成，取其中一个平面为例进行说明。假设浮箱在此平面的法向方向所受的水流的冲击力是一定的，冲击力的受力面积即为此平面的面积。当侧壁20的外侧面为平滑过渡的曲面时，浮箱在上述法向方向所受的水流的冲击力的受力面积为曲面的面积，而曲面的面积大于平面的面积，使得浮箱在同一方向所承受的压强降低，从而使得浮箱承受水流冲击的能力得到提高。
42.相关技术中，浮箱在水流的冲击下容易发生旋转，从而使浮箱带动光伏组件旋转，使得光伏组件的受光面偏离太阳的照射方向，降低了光伏发电的效率。因此，侧壁20背离空腔的外侧面在底板30的正投影可以为圆形。当侧壁20的外侧面在底板30的正投影为圆形时，即侧壁20沿水平面的截面为圆形，侧壁20沿周向均为对称结构，当水流流向侧壁20时，侧壁20在朝向水流方向的面上受力均匀，从而不会发生旋转。
43.实际应用过程中，侧壁20沿不同水平面的截面的直径可以相同，也可以不同。例
如，沿远离底板30的方向，圆形的直径可以逐渐增大，也可以逐渐减小，还可以先增大后减小，也可以先减小后增大。
44.当然，侧壁20背离空腔的外侧面在底板30的正投影也可以为椭圆形。浮箱在使用过程中，浮箱收到的水流的冲击往往在一个方向或者在相反的两个方向上，因此只要侧壁20沿水流方向的两侧结构对称即可使得浮箱不容易旋转，椭圆形为对称结构，当侧壁20在底板30的正投影为椭圆形时，可以使得浮箱不容易在水流的冲击下发生旋转。
45.实际应用时，椭圆形的长轴可以与水流方向平行或垂直。当椭圆形的长轴与水流方向平行时，可以使得浮箱受水流的冲击的面积降低，从而提高浮箱的稳定性。
46.在一些实施例方式中，顶板10在底板30的正投影面积大于底板30的面积。即顶板10的尺寸较大，而底板30的尺寸较小，这使得连接顶板10和底板30的侧壁20呈倾斜状，从而使得浮箱整体呈上端大下端小的锥台状。浮箱整体呈锥台状，且浮箱尺寸小的一端浸入水中，使得浮箱更加稳定，不容易晃动。
47.示例性地，顶板10的几何中心与底板30的几何中心相对设置，使得浮箱结构更加匀称，增加了浮箱在水中的稳定性。例如，顶板10和底板30均为圆形，浮箱整体呈圆锥台状。
48.当然，顶板10的几何中心与底板30的几何中心也可以偏离一定距离，本技术对顶板10和底板30的相对位置不作限定。
49.在一些实施方式中，顶板10背离空腔的侧面设有反光涂层。反光涂层是指光线反射率较高的涂层，能够将大部分照射到反光涂层的光线反射。顶板10用于安装光伏组件，在顶板10背离空腔的侧面设置反光涂层可以使得照射到顶板10的光线通过反光涂层再次反射并部分照射到光伏组件上，从而提高了光伏组件的发电效率。
50.反光涂层可以为油漆，也可以为其他表面光滑的涂层。需要说明的是，当反光涂层为油漆时，顶板10背离空腔的表面较光滑，从而使得油漆表面光滑，提高油漆的反射率。
51.在一些实施方式中，空腔内设有连接顶板10和底板30的立柱21。实际应用过程中，为了降低浮箱的整体重量，提高浮箱的浮力，侧壁20的厚度通常设置的较薄，将顶板10连接在侧壁20后，侧壁20可能在顶板10以及顶板10上光伏组件的载荷压迫下发生破坏。因此，在空腔内设置立柱21，通过立柱21支撑顶板10，从而降低了顶板10对侧壁20的压迫，提高了浮箱的可靠性。
52.示例性地，空腔内设有多个立柱21，多个立柱21沿侧壁20的周向间隔设置。使得顶板10的受力更加均匀。
53.其中，本技术实施例对立柱21具体的结构不作限定，只要能起到支撑顶板10的作用即可。立柱21可以为圆柱形、多边形柱，还可以为锥台状等。
54.在一些实施方式中，立柱21与侧壁20朝向空腔的侧面连接，即立柱21临近侧壁20设置，使得侧壁20受顶板10的压力进一步降低。另外，立柱21与侧壁20连接使得立柱21的加工难度降低，例如，立柱21和侧壁20可以通过浇筑一次成型。
55.在一些实施方式中，顶板10的周缘设有朝向底板30延伸的包边11，包边11环绕侧壁20。包边11环绕侧壁20使得包边11可以覆盖侧壁20与顶板10的接缝，使得浮箱内部空腔的密封性更好，方式接缝受到破坏。包边11的高度可以根据实际情况灵活设置，只要能够覆盖顶板10和侧壁20的接缝即可。
56.示例性地，顶板10为圆形顶板10，包边11连接在圆形的周缘，呈圆环状。
57.当顶板10上设有加强肋12时，包边11的高度大于加强肋12的高度，同时保证加劲肋的高度和侧壁20伸入顶板10结构的深度之和等于顶板10结构包边11的高度。
58.在一些实施方式中，侧壁20和底板30一体成型，且侧壁20朝向顶板10的一端预埋有钢筋31，顶板10上设有钢筋插孔14，钢筋31穿设在钢筋插孔14内；侧壁20和顶板10通过灌浆工艺连接。
59.示例性地，顶板10上设有钢筋插孔14、灌浆孔13和溢浆孔15。灌浆连接时，将钢筋31插入钢筋插孔14内，并通过灌浆孔13灌注混凝土，当溢浆孔15溢出混凝土时停止灌注，并等待固化。
60.浮箱的加工方法可以包括：
61.步骤1：根据光伏支架的选型，制作浮箱的箱体和顶板10的混凝土浇筑模板，并留置检测试块。
62.步骤2：当检测试块强度达到设计标准时，运输到施工现场进行装配安装，箱体结构钢筋31和顶板10钢筋插孔14进行对孔，安装方式采用灌浆连接。
63.步骤3：安装锚固件及附属配件。
64.步骤4：配件抗拔抽检试验。
65.步骤5：浮箱下水投入运营。
66.另一方面，本技术实施例提供了一种光伏发电系统，包括的上述的浮箱。
67.本技术实施例中，浮箱的侧壁20背离空腔的外侧面整体为平滑过渡的曲面。其中，平滑过渡的曲面是指表面光滑不存在楞的曲面，因此侧壁20各处不存在应力集中的位置，也就不容易被破坏从而导致浮箱内部进水。另外，由于侧壁20的外侧面为平滑过渡的曲面，因此流向浮箱侧壁20的水流可以在平滑过渡的曲面的导引下，流向其他位置，降低了水流对浮箱侧壁20的冲击，从而使侧壁20不容易在水流长时间冲击下破坏。
68.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
69.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
70.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种浮箱，其特征在于，包括顶板、底板以及连接所述顶板和所述底板的侧壁，所述顶板、底板以及所述侧壁共同围成密闭的空腔，所述顶板用于安装光伏组件，使用时所述顶板位于水面以上，所述底板和部分所述侧壁探入水中；所述侧壁背离所述空腔的外侧面整体为平滑过渡的曲面。2.根据权利要求1所述的浮箱，其特征在于，所述侧壁背离所述空腔的外侧面在所述底板的正投影为圆形。3.根据权利要求1所述的浮箱，其特征在于，所述侧壁背离所述空腔的外侧面在所述底板的正投影为椭圆形。4.根据权利要求2或3所述的浮箱，其特征在于，所述顶板在所述底板的正投影面积大于所述底板的面积。5.根据权利要求1所述的浮箱，其特征在于，所述顶板背离所述空腔的侧面设有反光涂层。6.根据权利要求1所述的浮箱，其特征在于，所述空腔内设有连接所述顶板和所述底板的立柱。7.根据权利要求6所述的浮箱，其特征在于，所述立柱与所述侧壁朝向所述空腔的侧面连接。8.根据权利要求1所述的浮箱，其特征在于，所述顶板的周缘设有朝向所述底板延伸的包边，所述包边环绕所述侧壁。9.根据权利要求8所述的浮箱，其特征在于，所述侧壁和所述底板一体成型，且所述侧壁朝向所述顶板的一端预埋有钢筋，所述顶板上设有钢筋插孔，所述钢筋穿设在所述钢筋插孔内；所述侧壁和所述顶板通过灌浆工艺连接。10.一种光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求1－9任一项所述的浮箱。

技术总结

本申请提供了一种浮箱和光伏发电系统，涉及光伏发电技术领域。浮箱包括顶板、底板以及连接所述顶板和所述底板的侧壁，所述顶板、底板以及所述侧壁共同围成密闭的空腔，所述顶板用于安装光伏组件，使用时所述顶板位于水面以上，所述底板和部分所述侧壁探入水中；所述侧壁背离所述空腔的外侧面整体为平滑过渡的曲面。浮箱可靠性高，不容易漏水。不容易漏水。不容易漏水。