用于海上风光同场的光伏支撑结构的制作方法

本技术涉及可再生能源发电，具体涉及一种用于海上风光同场的光伏支撑结构。

背景技术：

1、海上风电与海上光伏同场开发是指在海上风电场场区内，利用风机之间的未利用海域空间，布设海上光伏发电系统开发海上太阳能。海上风光同场开发的优势在于，一是集约节约用海，海上风电用海具有一定排他性，风机之间的空余海域铺设海上光伏组件，共用送出廊道和登陆点，能够实现多维立体用海与资源综合开发；二是降低建造成本，风光同场开发可共用升压站、送出廊道以及地勘水文等前期资料，分摊降低建造成本；三是提升电能质量，风电光伏出力特性不同，有一定互补性，同场开发可提升输出电能质量。

2、然而，在保证已规划海上风电场发电量的情况下，进行海上光伏的同场开发建设，对海上光伏基础与支撑结构的设计、施工有极高要求。特别是在已建海上风电场中新建海上光伏时，如何保障已建风电场不受桩土扰动等施工影响，以及光伏施工船机在场内安全作业等，都是亟需解决的难点问题。

3、目前，在水深条件小于10m时，多提出采用固定式桩基作为海上光伏的支撑结构；在水深条件大于10m时，多以浮体作为海上光伏组件的支撑结构，在海上风光同场条件下，漂浮式光伏结构体系的制造、下水、浮运、锚泊等依旧存在较多难点。

4、为了减轻海上风电场建设对海洋环境的影响，当前海上风电场原则上应在水深超过10米、离岸10公里以外的海域开发建设风电项目。固定式桩基在向高水深水域适用时，工程量大，桩基础制作、施工成本大的缺点更加明显。

技术实现思路

1、为克服现有海上风光同场建设中固定式桩基光伏结构施工工程量大、施工成本高且主要适用于水深较浅海域的技术问题，本实用新型提供一种用于海上风光同场的光伏支撑结构。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、用于海上风光同场的光伏支撑结构，包含用于发电的海上风电场和光伏面板，光伏面板铺设在海上风电场的风电机组之间的空余海域，还包含固定连接在风电机组上的第一轨索，第一轨索包含中间的平行段和两端的锚固段，平行段平行于水平面设置，设置在风电机组之间，锚固段用于将第一轨索两端锚固在海底；还包含框架式钢桁结构，框架式钢桁结构固定连接在相邻的第一轨索上，框架式钢桁结构上端面铺设光伏面板。

4、在本申请中，提出了一种适用于海上风光同场场景的海上光伏支撑结构，具体的是以轨索锚固系统固定的固定式支撑结构。相对于现有的固定式桩基光伏结构，本申请的支撑结构，具体的包含第一轨索和框架式钢桁结构，便于实施、工程量小、施工成本低且可适用于更深海域，且在适用已建风电场附近施工时，已建风电场不受桩土扰动。

5、在一些实施例中，以相邻的四个风电机组为一个单元，一个单元内四个风电机组连线呈矩形，矩形长边两端的风电机组之间设置第一轨索平行段。

6、在本实施例中，以相邻的四个风电机组为一个单元，一个单元内四个风电机组连线呈矩形按照此标准划分，由于风电机组均在一个单元的端点位置，在一个单元内中间没有风电机组，便于光伏面板的铺设，也避免风电同场施工后，难以对风电机组进行维修或维护；进一步的，在矩形长边对应设置第一轨索，便于更好的支撑光伏面板。

7、在一些实施例中，在一个单元内，矩形长边对应的第一轨索包含两组上下轨索，每组上下轨索由两根钢索组成，两根钢索在平行段上下平行设置，框架式钢桁结构上下两端分别与上下平行的钢索连接固定。

8、在本实施例中，如上设置第一轨索，使得框架式钢桁结构上下两端均固定于钢索之上，以提供良好的安装固定效果，便于在光伏发电作业期间，对框架式钢桁结构提供长期定位与支撑效果。

9、在一些实施例中，每组上下轨索的两根钢索共同锚固于一个轨索锚固系统。

10、在本实施例中，由上易得，每组上下轨索设置在风电机组之间，亦即前述的平行段包含上下平行的钢索，此处为了简化施工、减小工程量，可将一组上下轨索的两根钢索共同锚固于一个轨索锚固系统。

11、在一些实施例中，在一个单元内，框架式钢桁结构沿矩形长边方向分为多段截断钢桁梁单元，多段截断钢桁梁单元固定连接。

12、在本实施例中，多段截断钢桁梁单元固定连接形成框架式钢桁结构，便于施工时光伏面板支撑结构的安装；且结合框架式钢桁结构沿矩形长边方向分为多段，此时在施工时，第一轨索可作为安装截断钢桁梁单元的移梁轨道，以对截断钢桁梁单元的安装过程提供导向和上部支撑，便于安装施工。

13、在一些实施例中，在一个单元内，矩形两个长边对应的第一轨索水平高度不同。

14、在本实施例中，考虑到依据施工地点日照环境不同，通常会对光伏面板的角度进行对应设置，矩形两个长边对应第一轨索水平高度不同，以使得安装的光伏面板达成预设角度，显而易见的，此处水平高度差和光伏面板倾角相关。

15、在一些实施例中，第一轨索平行段高度位于风电场设计高水位以上。

16、在本实施例中，第一轨索平行段高度设置在风电场设计高水位以上，以尽可能确保光伏面板不受海流波浪的影响。

17、在一些实施例中，风电机组包含下端的风电机组基础和上端的风电机组塔筒，第一轨索固定连接在风电机组基础上。

18、在本实施例中，第一轨索安装在风电机组基础上，减少光伏支撑结构对风电机组塔筒的受力影响。

19、在一些实施例中，光伏面板送出电缆通过框架式钢桁结构与风电机组送出电缆连接。

20、在本实施例中，框架式钢桁结构便于内部穿设电缆，且光伏面板如上铺设在一个单元内，亦即四个风电机组内，便于光伏面板送出电缆和风电机组送出电缆的连接，极大降低了工程造价。

21、本实用新型的有益效果是：

22、1、创新性提出一种可用于海上风光同场条件下的无桩基固定式光伏支撑结构，相对于现有的固定式桩基光伏结构，本申请的支撑结构，具体的包含第一轨索和框架式钢桁结构，便于实施、工程量小、施工成本低且可适用于更深海域，且在适用已建风电场附近施工时，已建风电场不受桩土扰动。

23、2、传统漂浮式海上光伏系统是由浮体支撑光伏面板漂浮于海面上，长期受波浪、海流等荷载影响，光伏发电效率低、支撑结构强度要求高，且需使用动态海缆送出，造价成本进一步提高。本发明提出的用于海上风光同场的光伏支撑结构底部位于风电场设计高水位以上，避免波浪、海流等荷载影响，结构更加稳定，提高了光伏的发电效率，并且送出电缆可安置于框架式钢桁结构中，接入风电机组送出海缆，极大降低了工程造价。

24、3、以相邻四个风电机组为一个单元划分，便于光伏面板的铺设，且光伏面板铺设实施不影响风电机组维护；辅之以框架式钢桁结构分段设计，第一轨索在施工中可兼顾作为截断钢桁梁单元的安装导向和上部支撑，便于安装施工。

技术特征：

1.用于海上风光同场的光伏支撑结构，包含用于发电的海上风电场和光伏面板(6)，光伏面板(6)铺设在海上风电场的风电机组(5)之间的空余海域，其特征是，还包含固定连接在风电机组(5)上的第一轨索(1)，第一轨索(1)包含中间的平行段和两端的锚固段，平行段平行于水平面设置，设置在风电机组(5)之间，锚固段用于将第一轨索(1)两端锚固在海底；

2.如权利要求1所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，以相邻的四个风电机组(5)为一个单元，一个单元内四个风电机组(5)连线呈矩形，矩形长边两端的风电机组(5)之间设置第一轨索(1)平行段。

3.如权利要求2所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，在一个单元内，矩形长边对应的第一轨索(1)包含两组上下轨索(7)，每组上下轨索(7)由两根钢索组成，两根钢索在平行段上下平行设置，框架式钢桁结构(3)上下两端分别与上下平行的钢索连接固定。

4.如权利要求3所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，每组上下轨索(7)的两根钢索共同锚固于一个轨索锚固系统(2)。

5.如权利要求2所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，在一个单元内，框架式钢桁结构(3)沿矩形长边方向分为多段截断钢桁梁单元(10)，多段截断钢桁梁单元(10)固定连接。

6.如权利要求2所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，在一个单元内，两个矩形长边对应的第一轨索(1)水平高度不同。

7.如权利要求1所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，第一轨索(1)平行段高度位于风电场设计高水位以上。

8.如权利要求1所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，风电机组(5)包含下端的风电机组基础(4)和上端的风电机组塔筒(8)，第一轨索(1)固定连接在风电机组基础(4)上。

9.如权利要求1-8任一项所述的用于海上风光同场的光伏支撑结构，其特征是，光伏面板(6)送出电缆通过框架式钢桁结构(3)与风电机组(5)送出电缆连接。

技术总结
本技术公开的是可再生能源发电技术领域的一种用于海上风光同场的光伏支撑结构。用于海上风光同场的光伏支撑结构，包含用于发电的海上风电场和光伏面板，光伏面板铺设在海上风电场的风电机组之间的空余海域，还包含固定连接在风电机组上的第一轨索，第一轨索包含中间的平行段和两端的锚固段，平行段平行于水平面设置，设置在风电机组之间，锚固段用于将第一轨索两端锚固在海底；还包含框架式钢桁结构，框架式钢桁结构固定连接在相邻的第一轨索上，框架式钢桁结构上端面铺设光伏面板。本申请第一轨索和框架式钢桁结构作为支撑结构，便于实施、工程量小、施工成本低且可适用于更深海域，在适用已建风电场附近施工时，已建风电场不受桩土扰动。

技术研发人员：刘欣怡,胡中波,史楠,刘畅博,田德帅
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20240408
技术公布日：2025/3/13