水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统及其制作安装流程技术方案

本发明专利技术公开了水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统及其制作安装流程，该浮体架台系统包括复合材料矩形管浮体主梁，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁和镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架。所述复合材料矩形管浮体主梁之间的连接方式为将相邻复合材料矩形管浮体主梁端部对齐拼接后套入槽型复合材料抱箍中，槽型复合材料抱箍顶部封闭；所述复合材料矩形管浮体主梁与镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁之间通过槽型复合材料抱箍和不锈钢螺栓或手糊复合材料进行连接，将多个复合材料浮体单元沿纵、横两向组装成整体。本发明专利技术结构构件可很好地应用于水上光伏电站的建设，实现满足光伏电站25年使用年限的要求。

Composite rectangular tube floating platform system for floating photovoltaic power generation on water and its fabrication and installation process

The invention discloses a composite rectangular pipe floating bench system for floating photovoltaic power generation on water and its manufacturing and installation process. The floating bench system comprises a composite rectangular pipe floating main beam, a galvanized steel, composite or aluminium alloy rectangular pipe floating secondary beam and a galvanized steel, composite or aluminium alloy guideless support. The connection mode of the composite rectangular pipe floating main beam is that the end of the adjacent composite rectangular pipe floating main beam is aligned and spliced, then inserted into the groove composite hoop, and the top of the groove composite hoop is closed; the composite rectangular pipe floating main beam and the galvanized steel, composite material or aluminum alloy rectangular pipe floating secondary beam pass through the groove composite hoop and stainless steel. Bolts or hand pasted composite materials are connected to assemble a number of composite floating units into a whole along the longitudinal and horizontal directions. The structure component of the invention can be well applied to the construction of the photovoltaic power station on water and meet the requirement of the 25-year service life of the photovoltaic power station.

【技术实现步骤摘要】
水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统及其制作安装流程
本专利技术涉及水面漂浮光伏电站建设领域，具体来说就是一种绿色环保、全生命周期长、后期维护费用低、应用于水上光伏发电的复合材料浮体架台系统及其安装流程。
技术介绍
近些年来随着我国社会经济的不断发展，我国光伏发电产业已步入一个飞速发展的阶段。截至2017年底，我国已成为全球规模最大的光伏市场。目前我国光伏电站主要以大型集中式地面光伏发电站为主。随着数量的高速增长，大多数光伏发电系统普遍形成了两大发展难题：一是建造工程占地面积大；二是我国光资源好的西部、北部等地区普遍存在限电问题且弃光率较高，而南方可提供建造地面光伏电站的土地较少。除此之外，国内目前还有很多屋顶光伏发电系统、光伏幕墙发电系统和光伏大棚等，但都存在发电规模受限的问题。与传统地面光伏电站相比，水上漂浮式光伏发电系统最大的特点是可以适应各种水面，节省土地；可以节省大量土建工作，安装施工周期短；可以降低光伏组件温度，比地面或屋面光伏组件输出更高功率；可以有效减少水面蒸发量，抑制藻类繁殖，保护水资源；可以更好地适应自然灾害。作为水面光伏电站的重要支撑平台，浮动平台是关系到整个光伏电站能否正常运行的重要环节，应当具备良好的耐腐蚀性能、低密度、抗冻胀、抗风浪、抗光氧化、抗紫外线分解等特性。现有浮动平台中的浮体单元通常采用高密度聚乙烯材料，其使用寿命在10-15年左右，难以满足光伏电站全生命周期25年的要求。而复合材料水上浮动平台使用寿命可达30年以上，能很好地解决了以上问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术问题，提出了一种水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统及其制作安装流程，具有绿色环保、耐腐蚀的优良特性，使用寿命可达30年以上，满足光伏电站全生命周期25年的使用要求，适用于于水上光伏电站的建设。本专利技术采用的技术方案为：一种水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统，该浮体架台系统包括复合材料矩形管浮体主梁，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁和镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架。所述复合材料矩形管浮体主梁包括复合材料矩形管外壳、复合材料横隔板(依实际需要考虑设置与否)和聚苯泡沫内胆，聚苯泡沫内胆设置在复合材料矩形管外壳内；复合材料矩形管浮体主梁也可以变化截面形状，并采用拉挤成型工艺制备。所述复合材料矩形管浮体主梁与镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁之间的连接方式分为两种：一、沿复合材料矩形管浮体主梁的轴线方向按固定间距设置槽型复合材料抱箍，复合材料矩形管浮体主梁套入槽型复合材料抱箍之中；镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍挑耳通过不锈钢螺栓进行连接；二、复合材料抱箍也可与复合材料矩形管外壳一次成型，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍挑耳通过不锈钢螺栓进行连接；所述复合材料矩形管浮体主梁之间的连接方式为将相邻复合材料矩形管浮体主梁端部对齐拼接后套入槽型复合材料抱箍中，槽型复合材料抱箍顶部采用镀锌钢压板封闭，槽型复合材料抱箍与镀锌钢压板间采用胶栓混合连接。所述镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架包括前立柱、后立柱、立柱柱帽和立柱底板；所述立柱底板通过不锈钢螺栓固定在镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁上，镀锌钢或铝合金立柱底板和前立柱、后立柱之间采用焊接方式连接，复合材料立柱底板和前立柱、后立柱之间采用模压方式连接，立柱柱帽嵌套于前立柱、后立柱顶部，太阳能电池板通过螺栓固定在立柱柱帽之上。所述复合材料矩形管浮体主梁和槽型复合材料抱箍所用复合材料均为树脂基纤维增强复合材料。作为优选，所述复合材料为树脂基纤维增强复合材料，纤维可采用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶纤维等，树脂可采用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或者环氧树脂等。作为优选，所述镀锌钢、复合材料或铝合金浮体次梁采用镀锌钢型材、铝合金型材、复合材料拉挤型材、复合材料夹芯梁或格构增强复合材料夹芯梁等。作为优选，所述镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁的截面形状为方管型，镀锌钢、复合材料或铝合金前立柱、后立柱的截面形状也为方管型，前立柱、后立柱顶部沿15°方向斜切。作为优选，所述单根复合材料矩形管浮体主梁的长度为8-12米，单根镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁的长度为6米，根据光伏阵列横向设计长度可通过连接件连接形成任意的长度。上述水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统的制作安装流程包括以下步骤：a、采用热镀锌工艺、拉挤成型工艺或真空导入工艺制备镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁、前立柱、后立柱、立柱底板和立柱柱帽；根据设计参数要求切割成型；镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁、槽型复合材料抱箍挑耳和立柱底板连接处根据设计参数要求进行开孔，前立柱、后立柱与立柱底板之间采取焊接或模压方式连接，前立柱、后立柱与立柱柱帽之间以及立柱柱帽与太阳能光伏板之间的连接处根据设计参数要求进行开孔；b、采用拉挤成型工艺制作复合材料矩形管浮体主梁，根据设计参数要求将复合材料矩形管外壳切割成所需的长度；c、复合材料矩形管浮体主梁与镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁间的连接方式分为两种：一、沿复合材料矩形管浮体主梁的轴线方向按固定间距设置槽型复合材料抱箍，复合材料矩形管浮体主梁套入槽型复合材料抱箍之中；镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍挑耳通过不锈钢螺栓进行连接；二、复合材料抱箍也可与复合材料矩形管外壳一次成型，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍挑耳通过不锈钢螺栓进行连接；d、复合材料矩形管浮体主梁之间的连接方式为将相邻复合材料矩形管浮体主梁端部对齐拼接后套入槽型复合材料抱箍中，槽型复合材料抱箍顶部采用镀锌钢压板封闭，槽型复合材料抱箍与镀锌钢压板之间采用胶栓混合连接，将复合材料矩形管浮体主梁沿纵向连成整体；e、立柱底板和前立柱、后立柱之间采用焊接或模压方式连接，底板两端开孔，孔位与镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁上开孔孔位一致，并通过不锈钢螺栓将二者固定；立柱柱帽嵌套于前立柱、后立柱顶部，采用螺栓与前立柱、后立柱对穿连接；太阳能电池板按固定的角度通过螺栓固定在立柱柱帽之上。有益效果：本专利技术结构形式简单、结构构件可实现批量化生产、安装施工方便，可很好地应用于水上光伏电站的建设。通过将传统浮动平台中的高密度聚乙烯浮体单元和有导轨钢结构支架分别采用复合材料矩形管浮体单元和无导轨支架进行替代，提高了浮体架台系统的使用寿命，可实现满足光伏电站25年使用年限的要求，解决了当前浮体架台系统使用寿命难以与光伏电站全生命周期相匹配的问题。附图说明图1为本专利技术复合材料矩形管浮体架台系统(无太阳能电池板)；图2为本专利技术复合材料矩形管浮体架台系统(固定太阳能电池板)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统，其特征在于：该浮体架台系统包括复合材料矩形管浮体主梁，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管次梁和镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架；所述复合材料矩形管浮体主梁包括复合材料矩形管外壳、复合材料横隔板和泡沫内胆，泡沫内胆设置在复合材料矩形管内；所述复合材料矩形管浮体主梁与镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁之间的连接方式分为两种：一、沿复合材料矩形管浮体主梁轴线方向按固定间距设置槽型复合材料抱箍，复合材料矩形管浮体主梁套入槽型复合材料抱箍之中；镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按槽型复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍挑耳通过不锈钢螺栓进行连接；二、槽型复合材料抱箍与复合材料矩形管外壳一次成型或胶接或手糊粘结，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按槽型复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍翼缘通过不锈钢螺栓进行连接；所述复合材料矩形管浮体主梁之间的连接方式为将相邻复合材料矩形管浮体主梁端部对齐拼接后嵌入槽型复合材料抱箍中，槽型复合材料抱箍顶部采用镀锌钢压板封闭，槽型复合材料抱箍与镀锌钢压板之间采用胶栓混合连接；所述镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架包括前立柱、后立柱、立柱柱帽和立柱底板；立柱底板通过不锈钢螺栓固定在浮体次梁上，镀锌钢或铝合金立柱底板和前立柱、后立柱之间采用焊接方式连接，复合材料立柱底板和前立柱、后立柱之间采用模压方式连接，立柱柱帽嵌套于前立柱、后立柱顶部，太阳能电池板通过螺栓固定在立柱柱帽之上；所述复合材料矩形管浮体主梁和槽型复合材料抱箍所用复合材料均为树脂基纤维增强复合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统，其特征在于：该浮体架台系统包括复合材料矩形管浮体主梁，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管次梁和镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架；所述复合材料矩形管浮体主梁包括复合材料矩形管外壳、复合材料横隔板和泡沫内胆，泡沫内胆设置在复合材料矩形管内；所述复合材料矩形管浮体主梁与镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁之间的连接方式分为两种：一、沿复合材料矩形管浮体主梁轴线方向按固定间距设置槽型复合材料抱箍，复合材料矩形管浮体主梁套入槽型复合材料抱箍之中；镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按槽型复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍挑耳通过不锈钢螺栓进行连接；二、槽型复合材料抱箍与复合材料矩形管外壳一次成型或胶接或手糊粘结，镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁沿复合材料矩形管浮体主梁的垂直方向按槽型复合材料抱箍的设置间距搁置于复合材料矩形管浮体主梁之上，并与槽型复合材料抱箍翼缘通过不锈钢螺栓进行连接；所述复合材料矩形管浮体主梁之间的连接方式为将相邻复合材料矩形管浮体主梁端部对齐拼接后嵌入槽型复合材料抱箍中，槽型复合材料抱箍顶部采用镀锌钢压板封闭，槽型复合材料抱箍与镀锌钢压板之间采用胶栓混合连接；所述镀锌钢、复合材料或铝合金无导轨支架包括前立柱、后立柱、立柱柱帽和立柱底板；立柱底板通过不锈钢螺栓固定在浮体次梁上，镀锌钢或铝合金立柱底板和前立柱、后立柱之间采用焊接方式连接，复合材料立柱底板和前立柱、后立柱之间采用模压方式连接，立柱柱帽嵌套于前立柱、后立柱顶部，太阳能电池板通过螺栓固定在立柱柱帽之上；所述复合材料矩形管浮体主梁和槽型复合材料抱箍所用复合材料均为树脂基纤维增强复合材料。2.根据权利要求1所述的水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统，其特征在于：所述树脂基纤维增强复合材料，纤维采用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维或者芳纶纤维，树脂采用不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、聚氨酯树脂或者环氧树脂。3.根据权利要求1所述的水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统，其特征在于：所述镀锌钢、复合材料或铝合金矩形管浮体次梁采用不锈钢型材、镀锌钢型材、铝合金型材、复合材料拉挤型材、复合材料夹芯梁或格构增强复合材料夹芯梁。4.根据权利要求1所述的水上漂浮式光伏发电用复合材料矩形管浮体架台系统，其特征在于：所述镀锌钢、复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：方海，刘伟庆，吴启凡，庄勇，齐玉军，方园，霍瑞丽，韩娟，祝露，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京工大复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32