一种水上光伏电站的导流板的制作方法

一种水上光伏电站的导流板
1.本技术为申请日2017年6月5日；申请号为201710412638.x；发明名称为“一种水上光伏电站的导流板”的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及水上光伏技术领域，特别地涉及一种水上光伏电站的导流板。


背景技术：

3.水上光伏是指利用闲置的水面来建设光伏电站的光伏发电应用。水上光伏电站具有不占用陆地土地资源，减少水体蒸发，避免藻类生长等诸多优点，有着广阔的发展前景。漂浮式水上光伏电站包括多个浮体组成的浮体阵列。实践中发现浮体阵列容易受到风的破坏。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种水上光伏电站的导流板，包括：第一部分；以及第二部分，其中第二部分相对于第一部分呈特定角度；其中，当第二部分与水平面基本垂直时，第一部分与水平呈大约5-30
°
角。
5.如上所述的导流板，其中第一部分上包括第一组安装点和第二组安装点，其中第一组和第二组安装点经配置将导流板安装到水上光伏电站的浮体上。
6.如上所述的导流板，其中第一组安装点通过长支架且第二组安装点通过短支架将导流板安装到水上光伏电站的浮体上。
7.如上所述的导流板，其中第二部分包括第三组安装点。
8.如上所述的导流板，其中第三组安装点经配置将第二部分与短支架连接。
9.如上所述的导流板，进一步包括第三部分，第三部分相对于第一部分呈特定角度；其中，当第三部分与水平面基本垂直时，第一部分与水平呈大约5-30
°
角；其中第三部分与第二部分位于第一部分相邻的两个边上。
10.根据本发明的另一个方面，提出一种水上光伏电站，包括：排列成行和列的浮体形成的浮体阵列；排列成行和列的光伏组件形成的光伏阵列，其中光伏阵列的光伏组件安装在浮体阵列的部分浮体上；以及多个导流板，其安装在浮体阵列的部分浮体上；其中，多个导流板中第一导流板位于光伏阵列的外侧，第一导流板的上端与光伏阵列最外侧的第一光伏组件的上端相互靠近且相互间隔。
11.如上所述的光伏电站，其中第一导流板与第一光伏组件倾斜方向相反且第一导流板的上端高于第一光伏组件的上端。
12.如上所述的光伏电站，其中第一导流板的上端与第一光伏组件上端的水平距离大约为10-100厘米，优选为20-75厘米，更优为30-60厘米，最优为40-50厘米。
13.如上所述的光伏电站，其中第一导流板的上端与第一光伏组件上端的高度差大约为5-50厘米，优选为10-40厘米，更优为15-30厘米，最优为20厘米。
14.如上所述的光伏电站，其中第一导流板包括：第一部分；以及第二部分，其中第二部分相对于第一部分呈特定角度；其中，当第二部分与水平面基本垂直时，第一部分与水平呈大约5-30
°
角。
15.如上所述的光伏电站，其中第一部分上包括第一组安装点和第二组安装点，其中第一组和第二组安装点经配置将导流板安装到水上光伏电站的浮体上。
16.如上所述的光伏电站，其中第一组安装点通过长支架且第二组安装点通过短支架将导流板安装到水上光伏电站的浮体上。
17.如上所述的光伏电站，其中第二部分包括第三组安装点。
18.如上所述的光伏电站，其中第三组安装点经配置将第二部分与短支架连接。
19.如上所述的光伏电站，进一步包括第三部分，第三部分相对于第一部分呈特定角度；其中，当第三部分与水平面基本垂直时，第一部分与水平呈大约5-30
°
角；其中第三部分与第二部分位于第一部分相邻的两个边上。
20.如上所述的光伏电站，其中长支架与短支架也适于光伏组件的安装。
21.如上所述的光伏电站，其中第一部分与水平呈大约10-15
°
角。
22.如上所述的光伏电站，其中多个导流板中第二导流板位于光伏阵列的外侧，其中第一导流板和第二导流板位于光伏阵列的相邻侧。
23.如上所述的光伏电站，其中多个导流板中至少一个是可透过的。
24.根据本发明的另一个方面，提出一种水上光伏电站的施工方法，包括：将多个浮体组装成浮体阵列，其中浮体阵列包括多于其上所要安装的光伏组件的一组浮体；以及将多个光伏组件和多个导流板安装到浮体阵列的多个浮体上，其中将多个导流板中第一导流板安装到多个光伏组件形成的光伏阵列的外侧，第一导流板的上端与光伏阵列最外侧的第一光伏组件的上端相互靠近且相互间隔。
25.如上所述的方法，进一步包括：将多个导流板中的第二导流板安装到多个光伏组件形成的光伏阵列的外侧，其中第一导流板和第二导流板位于光伏阵列的相邻侧。
附图说明
26.下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
27.图1是漂浮式水上光伏电站的部分结构示意图；
28.图2是根据本发明的一个实施例的安装有导流板的浮体阵列的一部分的示意图；
29.图3是根据本发明的一个实施例的安装有导流板的浮体阵列的一部分的俯视示意图；
30.图4是根据本发明的一个实施例的安装有导流板的浮体阵列的一部分的剖面示意图；
31.图5a和图5b示出了根据本发明的一个实施例的导流板安装方式；
32.图6a-图6f示出了根据本发明的一个实施例的长短支架具体结构；
33.图7a-图7f是根据本发明的实施例的导流板的示意图；以及
34.图8是根据本发明的一个实施例的漂浮式光伏电站施工方法的流程图。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在以下的详细描述中，可以参看作为本技术一部分用来说明本技术的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本技术的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本技术的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本技术的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
37.图1是漂浮式水上光伏电站的部分结构示意图。从图1中可以看出，漂浮式水上光伏电站包括了多个浮体组成的浮体阵列，而光伏组件是安装在浮体阵列上。因为光伏组件相对于水平线具有一定的倾角，所以在一定程度上使得风对于浮体阵列的影响更大。
38.为了使浮体阵列的结构更加稳定，延长漂浮式浮体阵列使用寿命，本发明提出了在浮体阵列的周围安装导流板，以降低风对浮体阵列的影响。
39.图2是根据本发明的一个实施例的安装有导流板的浮体阵列的一部分的示意图。图3是根据本发明的一个实施例的安装有导流板的浮体阵列的一部分的俯视示意图。图4是根据本发明的一个实施例的安装有导流板的浮体阵列的一部分的剖面示意图。
40.参考图2-图4，在主浮体101上安装有光伏组件110。主浮体101位于浮体阵列边缘。图2和图3中还示出了主浮体101周围的4个横向浮体102-105。主浮体101和横向浮体102-105都是光伏阵列的一部分。根据本发明的一个实施例，在主浮体101之外，增加了另一个主浮体107。与浮体单元的其他主浮体类似，主浮体107连接到与其相邻的横向浮体102和105。
41.参考图3，为了使得主浮体107的连接更为稳固，与其他的主浮体类似，在主浮体107的外侧增加横向浮体108和109，并且与主浮体107相连。
42.根据本发明的一个实施例，在主浮体107上安装导流板120。参考图2和图4，导流板120的倾斜方向与光伏组件110的倾斜方向相反，且导流板的上端略高于光伏组件的上端。根据本发明的一个实施例，导流板的上端与光伏组件上端的水平距离大约为10-100厘米，优选为20-75厘米，更优为30-60厘米，最优为40-50厘米。根据本发明的一个实施例，导流板的上端与光伏组件上端的高度差大约为5-50厘米，优选为10-40厘米，更优为15-30厘米，最优为20厘米。
43.参考图2和图4，导流板采用折线形式。导流板120包括第一部分121和第二部分122。第一部分121和第二部分122一体成型，并且相互弯折。其中，第一部分121与水平的夹角大约为5
°‑
30
°
，优选为10
°‑
15
°
，与光伏组件与水平的夹角大致相同。第二部分122基本垂直于水平面。导流板的第二部分可以有效地阻止风从导流板下进入光伏组件的下方，从而进一步提高浮体阵列的抗风能力。根据本发明的一个实施例，第二部分122的下端距离浮体表面的距离大约为5-10厘米。
44.参考图4，与利用长短支架401和402固定光伏组件类似，导流板也可以采用类似的长短支架403和404固定以类似的方式固定。由此可以保证安装元件的通用性，提高施工的效率。为了保证导流板上端的高度高于光伏组件的高度，导流板120的第一部分121长于光
伏组件110的长度。
45.图5a和图5b示出了根据本发明的一个实施例的导流板安装方式。图6a-图6f示出了长短支架的具体结构。
46.根据本发明的一个实施例，如图所示，通过长支架501和短支架502提供对导流板503的支撑，实现了导流板503一定倾角的倾斜。长短支架501和502的一端安装到主浮体的支座5051和5052上，从而实现与主浮体的连接。长短两种支架的另一端安装到导流板503上，从而实现与导流板503的连接。长短支架501和502的高度可以根据实际需要来加工，而主浮体本身是平坦的。由此，本发明的光伏阵列可以实现不同的角度从而适应于不同的地域。而且，支架可以为铝合金构件，成本不高；而本发明的主浮体以及其他浮体则可以成为标准化构件，进行大规模的生产，从而使得成本降低。另一方面，主浮体的标准化也使得安装时无需考虑主浮体的角度，使安装更为方便。
47.长支架501包括支架主体506和连接件5012。二者均可以为平行的板状金属材料形成，在金属板材之间每隔一定间距包括平行的连接板。具体而言，连接件5012包括上部部分5013和下部部分5014，下部部分5014向内弯折，形成可以在主浮体支座5051的梯形平台上向内延伸的两条底边5015。连接件5012的下部部分5014与主浮体的支座5051的t行凸条形状相互配合，两条底边5015适于插入到主浮体的支座5051的t形凸条的水平延伸部分与梯形平台之间的沟槽中，形成紧密配合关系，而实现二者之间的安装。支架主体506包括上部部分5016、中间部分5017和下部部分5018。下部部分5018向外弯折，形成在主浮体支座5051的梯形平台上向外延伸的两条底边5019。支架主体506的下部部分5018与连接件5012形状相互配合，从而可以实现二者之间的安装。支架主体506的上部部分5016包括从其上以一定角度向外延伸并在末端弯折形成折边的托板50161。托板50161与压条50162配合，将导流板的一部分压紧在两者之间，并通过贯通型栓锁50163固定，从而将导流板固定在长支架上。
48.短支架502的结构与长支架501类似，包括支架主体5021和连接件5022。短支架的连接件5022与长支架的连接件5012类似，只是高度较矮，这里不再赘述。短支架主体5021包括上部部分5023和下部部分5024，但并不存在中间部分；并且，上部部分5023与下部部分5024呈一定的角度。下部部分5024在形状上与连接件5022配合并向外弯折，形成在主浮体支座5052的梯形平台上向外延伸的两条底边。为了增加强度，下部部分5024在形状上与连接件5022可以通过贯通型栓锁5025固定。短支架的上部部分5023包括从其上延伸的并在边缘向内弯折的托板5026。与短支架配合的弯折压板包括第一部分50271，其与托板5026配合并在边缘往外弯折；弯折压板包括第二部分50272，其与短支架的上部部分5023的一侧配合，并在边缘向内弯折。弯折压板5027的第一部分50271与托板5026在其间可以压住导流板的一部分，而弯折压板5027的第二部分50272与短支架的上部部分5023之间可以通过贯通型栓锁5028固定，从而也将导流板压紧。
49.根据本发明的一个实施例，参考图4，导流板120的第二部分122可以与短支架404通过连接件405相互固定。连接件405的实例包括螺钉、铆钉、卡合件、焊接件、粘合剂等。
50.本领域技术人员应当理解，可以将支架主体的下部部分设置成既向内延伸与主浮体支座上的t形凸条配合又要向外延伸形成支撑结构，这种实施方式也在本发明的保护范围之中。然而，其在加工工艺上是复杂和不可取的，也容易造成强度上的不良影响。通过连接件引入，在于使得支架主体的下部部分可以向外弯折而形成更为稳定的结构，而连接件
的下部向内弯折，实现与主浮体支座的紧密结合。而支架主体与连接件的配合相对容易实现。
51.在强度允许的情况下，支架上可以舍弃向外弯折的部分，从而使得支架的设计更为简单和低成本。根据本发明的一个实施例，参考图6c、6d、6e和6f，除了长短支架的部分结构以外，本实施例的其他部分与上一实施例相同。主浮体上设置4个支座。两组长短共4个支架可安装在主浮体上的4个支座上，而支撑导流板。
52.举例而言，弯折压板66和67与支架601和602配合，将导流板与支架601和602固定，从而实现导流板的固定。参考图6c-6f，长支架601包括上部部分603、过渡部分604、中间部分605和下部部分606。短支架602包括上部部分607和下部部分608。弯折压板66和67分别与长短支架601和602配合，实现导流板的固定。
53.本实施例的短支架602与上一实施例的短支架502非常类似，但是下部部分608变化为向内弯折，由此下部部分608直接与主浮体支座的t形凸条配合，实现支架与主浮体之间的安装，从而省略了连接件。类似地，长支架601的下部部分606也变化为向内弯折，从而直接与主浮体支座的t形凸条配合，省略了连接件。
54.本实施例的另一个变化在于，长支架601上增加了过渡部分604。过渡部分的存在既可以增加长支架601的强度，使得过渡更为平缓，而且具有更强的抗外力能力，也可以支持弯折压板的固定方式，更利于安装的实施。
55.通过风洞试验进一步确认了导流板的技术效果。风洞试验的数据表明，导流板的作用主要是使气流平顺，防止尾部出现漩涡。而气流漩涡会产生很大吸力，是对浮体阵列最具破坏力的因素。导流板的加入避免了尾部气流旋涡的产生，大大提高了浮体阵列的抗风能力。
56.进一步地，风洞试验的数据说明，导流板不会明显降低浮体阵列上承载的整体风压，但是可以明显降低与其相邻的光伏组件的风荷载体型系数，从而对最容易受到风影响的浮体提供有效的保护。
57.进一步地，在导流板与水平夹角为10
°‑
15
°
，导流板的上端与光伏组件上端的水平距离大约为40-50厘米，且导流板的上端略高的情况下，导流板对浮体阵列的抗风能力提高最多，大约是其他情况的1.5倍。
58.进一步地，通过风洞试验发现，除了浮体阵列的后侧风吸力最大之外，在浮体阵列的两侧也有一定的吸力，可能引起浮体阵列的破坏。
59.根据本发明的一个实施例，位于浮体阵列边缘的导流板包括第三部分。导流板的第三部分与第一部分一体成型且向内弯折，且第三部分与第二部分相邻但不与第二部分在第一部分的同一条边上。导流板的第三部分可以防止在浮体阵列的两侧出现气流旋涡，从而对浮体阵列提供保护。
60.图7a-图7f是根据本发明的实施例的导流板的示意图；其中图7a、图7c和图7e是导流板的侧视图，而图7b、图7d和图7f是导流板的展开视图。如图7a和7b所示是位于浮体阵列的一侧边缘的导流板的示意图。其中，导流板710包括第一部分711、第二部分712、和第三部分713。第一部分与第二部分在图7b所示的虚线部分弯折，而第一部分与第三部分在图7b中所示的实线部分弯折。经过弯折后，第二部分712、和第三部分713基本与水平面垂直，而第一部分711与水平成大约5-30
°
角，优选10-15
°
角。第三部分713为浮体阵列的侧面提供了额
外的保护。进一步地，图7b中示出了导流板与长短支架的连接点714-719的位置。
61.如图7c和7d所示是位于浮体阵列的中间的导流板的示意图。其中，导流板720包括第一部分721和第二部分722。第一部分与第二部分在图7b所示的虚线部分弯折。经过弯折后，第二部分722基本与水平面垂直，而第一部分721与水平成大约5-30
°
角，优选20-25
°
角。进一步地，图7b中示出了导流板与长短支架的连接点724-729的位置。
62.如图7e和7f所示是位于浮体阵列的另一侧边缘的导流板的示意图。其中，导流板730包括第一部分731、第二部分732、和第三部分733。第一部分与第二部分在图7b所示的虚线部分弯折，而第一部分与第三部分在图7b中所示的实线部分弯折。经过弯折后，第二部分732、和第三部分733基本与水平面垂直，而第一部分731与水平成大约5-30
°
角，优选30-35
°
角。第三部分733为浮体阵列的侧面提供了额外的保护。进一步地，图7b中示出了导流板与长短支架的连接点734-739的位置。
63.根据本发明的一个实施例，在浮体阵列的两侧也安装导流板以进一步减少侧面气流造成的影响。
64.根据本发明的一个实施例，导流板可以是可透过的。例如导流板可以做成蜂窝状，其目的是减少导流板上的风荷载，同时对后侧浮体阵列的影响不大。
65.图8是根据本发明的一个实施例的漂浮式光伏电站施工方法的流程图。如图8所示，所述施工方法包括如下步骤：
66.在步骤810，将多个浮体组装成浮体阵列，其中浮体阵列包括多于其上所要安装的光伏组件的一组浮体。
67.在步骤820，将光伏组件和导流板安装到浮体阵列的浮体上，其中光伏组件与水平呈第一倾角，导流板与水平呈第二倾角，且最外侧光伏组件的上端与导流板的上端靠近但相互间隔。
68.根据本发明的一个实施例，导流板的上端高于最外侧光伏组件的上端。
69.根据本发明的一个实施例，步骤820进一步包括，将另一组导流板安装到光伏组件所组成的阵列一侧的浮体上。
70.上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。