【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上漂浮式光伏发电，特别是涉及一种三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统及建构方法。
技术介绍
1、全球化石能源日渐枯竭，且全球变暖问题日益严峻，大力发展可再生能源成为发展共识。其中太阳能作为一种可持续利用的能源，具有显著优势，因而光伏发电建设的发展规模不断扩大。由于传统地面光伏电站受土地资源稀缺的限制，故水上光伏发电系统应运而生。丰富的海洋资源则为海上光伏的发展提供条件，其不占用土地资源，水面开阔无遮挡，且水面具有高反射光，提高了光伏的工作效率，此外水体还起到对光伏组件冷却的效果，从而延长了光伏组件的使用寿命。
2、海上光伏主要分为漂浮式与固定桩基式两种，相比于装机固定式海上光伏，漂浮式光伏具有能长期有效抵抗海水侵蚀、占地小、性能强、潜力大等显著优势，并且我国海洋资源开发有着逐步走向深远海的趋势，因此发展漂浮式光伏是大势所趋。但漂浮式光伏的发展仍面临一系列挑战：一方面，海洋环境相对于内陆、内湖环境更为恶劣，海上漂浮式光伏系统将面临更恶劣的风、浪、流环境条件；另一方面，漂浮式光伏基础吃水浅，同时其垂向抗弯刚度低，因此其在海洋环境风浪流等荷载下动力响应显著，给结构的设计与施工带来较大的挑战。
技术实现思路
1、针对海上漂浮式光伏系统所处海洋环境易受波浪冲击，其稳定性较差和抗风浪能力较差的不足，本专利技术提出了一种三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统。
2、本专利技术的另一个目的是提供所述水上漂浮式光伏阵列系统的构建方法。
3、为实现本专
4、一种三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，包括外框架以及呈阵列连接排布在所述外框架内的漂浮式光伏单体，所述外框架通过系泊缆锚固于海床上；
5、每一个漂浮式光伏单体包括浮体以及通过上层支撑框架可拆卸且角度可调的安装在浮体上的光伏板，所述浮体四个边角位置分别设置一个浮体连接板，与外框架相连接的浮体通过浮体连接板与所述外框架内部的吊耳相连接；
6、阵列内部同行或同列相邻的两个漂浮式光伏单体均通过钢索相连，阵列内部同行或同列相邻的两个漂浮式光伏单体之间均连接有至少一个液压式波浪能发电装置，阵列最外周不设置液压式波浪能发电装置；除阵列四个边角的浮体连接板外，阵列最外周的每一个浮体连接板的下部均设置一个振荡浮子式波浪能发电装置。
7、在上述技术方案中，所述浮体中填充聚氨酯。
8、在上述技术方案中，所述外框架采用钢制的外框架。
9、在上述技术方案中，所述外框架的四个角隅处分别设置一组系泊缆。
10、在上述技术方案中，每组系泊缆中的两根系泊缆相互平行，与x轴和y轴夹角均为45°，所述系泊缆采用聚酯纤维缆。
11、在上述技术方案中，所述浮体的横截面为八边形，所述浮体的每一个斜边位置固定有一个连接部，所述连接部为四棱台结构，每一个连接部上连接一个所述的浮体连接板。
12、在上述技术方案中，每一个浮体的四个侧壁上均设置连接卸扣，钢索的两端均连接在连接卸扣上。
13、在上述技术方案中，每一个侧壁上设置两个连接卸扣。
14、在上述技术方案中，在阵列的x轴方向上，相邻的两个漂浮式光伏单体之间的液压式波浪能发电装置连接在浮体的上端，在阵列的y轴方向上，相邻的两个漂浮式光伏单体之间的液压式波浪能发电装置连接在浮体边角的浮体连接板上。
15、本专利技术的另一方面，还包括所述三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统的建构方法，包括以下步骤：
16、步骤1，施工平台搭建：搭建平台作为水上漂浮式光伏阵列系统的安装平台，用于其组装和下水，所述施工平台设置带有倾角的斜坡用于水上漂浮式光伏阵列系统整体的下水；
17、步骤2，支架拼接安装：将上层支撑框架安装在浮体上；
18、步骤3，浮体拼接安装：将安装好上层支撑框架的浮体按照每行每列，通过钢索一一连接，初步形成光伏阵列。
19、步骤4，波浪能发电装置安装：在步骤3得到的初步形成的光伏阵列中，按照横向、纵向一一对应设置液压式波浪能发电装置，除阵列四角外，阵列最外圈其余的浮体连接板下部装配振荡浮子式波浪能发电装置，得到带有发电装置的光伏阵列。
20、步骤5，钢制外框架安装：将钢制外框架安装在步骤4得到的带有发电装置的光伏阵列的外侧一圈；
21、步骤6，光伏板安装：将光伏板安装在浮体固定好的上层支撑框架上，并进行性能测试，确保其稳定性；
22、步骤7：锚固系统安装：当步骤6得到的光伏阵列入水至指定位置后，设置4组系泊缆绳，分布于阵列预留的4个角隅处，并将系泊缆绳锚固在海床上，系泊缆绳为光伏阵列提供系泊力。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、1.本专利技术通过在漂浮式光伏单体连接处设置波浪能获能液压装置，具体为液压式和振荡浮子式波浪能发电装置，当系统受到波浪冲击时，可通过其增加光伏系统的阻尼，从而实现系统的减振。在达到减振目的的同时，将波浪能收集起来转换为可利用的其它能量形式，从而实现海上光伏和波浪能资源的综合开发。
25、2.本专利技术通过钢索将多个漂浮式光伏单体按行、列串联在一起，在此基础上对应设置波浪能获能液压装置，分布排列整齐，并在最外圈设置钢制外框架，提高了整个光伏系统强度，此阵列为海上漂浮式光伏系统提供规整的排列方式，便于生产和安装的模块化。
26、3.本专利技术每行、每列的漂浮式光伏单体间设置液压式波浪能发电装置，在光伏阵列最外圈设置多个振荡浮子式波浪能发电装置，实现在垂荡、横荡、纵荡三个自由度上的减振，同时收集波浪冲击下的波浪能，将其转化为可利用的能量形式，从而进一步提高系统发电效率，实现多能互补，在提高系统稳定性、安全性的同时，进一步提高系统的模块化与经济性，具有较好的发展前景。
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1.一种三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，包括外框架以及呈阵列连接排布在所述外框架内的漂浮式光伏单体，所述外框架通过系泊缆锚固于海床上；
2.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述浮体中填充聚氨酯。
3.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述外框架采用钢制的外框架。
4.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述外框架的四个角隅处分别设置一组系泊缆。
5.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，每组系泊缆中的两根系泊缆相互平行，与x轴和y轴夹角均为45°，所述系泊缆采用聚酯纤维缆。
6.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述浮体的横截面为八边形，所述浮体的每一个斜边位置固定有一个连接部，所述连接部为四棱台结构，每一个连接部上连接一个所述的浮体连接板。
7.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，每一个浮体的四
8.如权利要求7所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，每一个侧壁上设置两个连接卸扣。
9.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，在阵列的X轴方向上，相邻的两个漂浮式光伏单体之间的液压式波浪能发电装置连接在浮体的上端，在阵列的Y轴方向上，相邻的两个漂浮式光伏单体之间的液压式波浪能发电装置连接在浮体边角的浮体连接板上。
10.如权利要求1所述三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统的建构方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，包括外框架以及呈阵列连接排布在所述外框架内的漂浮式光伏单体，所述外框架通过系泊缆锚固于海床上；
2.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述浮体中填充聚氨酯。
3.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述外框架采用钢制的外框架。
4.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述外框架的四个角隅处分别设置一组系泊缆。
5.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，每组系泊缆中的两根系泊缆相互平行，与x轴和y轴夹角均为45°，所述系泊缆采用聚酯纤维缆。
6.如权利要求1所述的三自由度减振的水上漂浮式光伏阵列系统，其特征在于，所述浮体的横...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁盛，范会渠，胡思文，
申请(专利权)人：夏尔特拉上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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