专利摘要

本实用新型公开了一种漂浮式海上光伏发电平台，包括平台框架，潜水浮筒，水面浮筒，悬挂架，支撑浮子，光伏板框架，光伏板，桩基础和张力腿；所述平台框架包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，上层框架和下层框架通过立柱连接；所述潜水浮筒固定连接在所述下层框架上；所述水面浮筒固定连接在所述立柱的顶部；所述支撑浮子沿所述平台框架的纵向布置；所述悬挂架布置在支撑浮子的顶面上和上层框架的纵向边框上；所述光伏板框架沿平台框架的横向布置，其两端分别通过弹簧连接在悬挂架上。本实用新型在具备经济可行性与施工便利性的前提下，提高平台抵抗风、浪、流荷载的能力，以实现水上漂浮式光伏发电平台在海洋开放水域的应用。

权利要求

1.一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，包括：

平台框架(1)，包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，所述上层框架和所述下层框架之间通过立柱连接；

潜水浮筒(2)，所述潜水浮筒(2)固定连接在所述下层框架上；

水面浮筒(3)，所述水面浮筒(3)固定连接在所述立柱的顶部；

支撑浮子(5)，所述支撑浮子沿所述平台框架(1)的纵向布置，所述支撑浮子通过预应力浮子定位缆(4)固定连接在所述平台框架(1)内；

悬挂架(6)，在所述支撑浮子(5)的顶面上和所述上层框架的纵向边框上布置所述悬挂架(6)，所述悬挂架(6)沿所述平台框架(1)的纵向布置；

光伏板框架(7)，所述光伏板框架(7)沿所述平台框架(1)的横向布置，所述光伏板框架(7)的两端分别通过弹簧(12)连接在所述悬挂架(6)上；

光伏板(11)，所述光伏板(11)固定连接在所述光伏板框架(7)上；

桩基础(10)，所述桩基础(10)固定在海床内；以及，

张力腿(9)，所述张力腿(9)的一端与所述桩基础(10)固定连接、另一端与所述下层框架固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，光伏发电平台还包括运维通道(8)，所述运维通道(8)由位于同一个所述支撑浮子(5)上前后相邻的两个所述光伏板框架(7)之间的钢板组成，所述钢板的前后两端分别铰接于前后相邻的两个所述光伏板框架(7)上；所述钢板沿所述光伏板框架(7)的横向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述平台框架(1)为防腐钢管焊接而成的矩形钢框架结构。

4.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述潜水浮筒(2)为圆柱形薄壁钢筋混凝土浮筒，所述潜水浮筒(2)的母线与所述下层框架的钢管平行，所述潜水浮筒(2)与所述下层框架的钢管浇筑为一体。

5.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述水面浮筒(3)为聚乙烯浮筒，所述水面浮筒(3)的母线与所述立柱平行。

6.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述支撑浮子(5)为薄壁钢筋混凝土浮体结构，包括上钢筋混凝土平板、下钢筋混凝土平板和位于所述上钢筋混凝土平板与所述下钢筋混凝土平板之间的纺锤型浮箱。

7.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述预应力浮子定位缆(4)为施加预应力的聚乙烯缆绳，包括与所述上层框架处于同一平面的上层预应力浮子定位缆和与所述下层框架处于同一平面的下层预应力浮子定位缆；

所述上层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向上层定位缆本体和横向上层定位缆本体组成，所述纵向上层定位缆本体的两端固定连接在所述上层框架的横向布置钢管上，所述横向上层定位缆本体的两端固定连接在所述上层框架的纵向布置钢管上；所述支撑浮子(5)的上钢筋混凝土平板穿设在所述纵向上层定位缆本体上，并且，所述纵向上层定位缆本体贯穿所述支撑浮子(5)的上钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子(5)的上钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向上层定位缆本体上；

所述下层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向下层定位缆本体和横向下层定位缆本体组成，所述纵向下层定位缆本体与所述纵向上层定位缆本体上、下一一对应，所述横向下层定位缆本体与所述横向上层定位缆本体上、下一一对应；所述纵向下层定位缆本体的两端固定连接在所述下层框架的横向布置钢管上，所述横向下层定位缆本体的两端固定连接在所述下层框架的纵向布置钢管上；所述支撑浮子(5)的下钢筋混凝土平板穿设在所述纵向下层定位缆本体上，并且，所述纵向下层定位缆本体贯穿所述支撑浮子(5)的下钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子(5)的下钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向下层定位缆本体上。

8.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述悬挂架(6)为门式钢管框架支撑结构，所述悬挂架(6)的框架内侧分布所述弹簧(12)，所述弹簧(12)的一端与所述悬挂架(6)固定连接、另一端与所述光伏板框架(7)的端部固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述光伏板框架(7)为由钢管和型钢焊接而成的直角三棱柱钢框架，所述光伏板(11)放置在所述直角三棱柱钢框架的斜边上。

10.根据权利要求1所述的一种漂浮式海上光伏发电平台，其特征在于，所述张力腿(9)为预应力钢缆，所述张力腿(9)与所述下层框架的连接处为所述下层框架的直角点。

说明书

技术领域

本实用新型涉及海上光伏发电技术，特别涉及一种预应力拉索框架悬挂式海上浮式光伏发电平台。

背景技术

近年来，太阳能光伏发电作为一种绿色清洁可再生能源发展迅速。但由于陆上太阳能光伏发电需要占用较大的土地面积和土地资源的稀缺性，使得陆上太阳能光伏发电站的发展受到较大限制，目前大多数陆上太阳能光伏发电站多建立在远离用电中心的荒漠地区，而这使得太阳能光伏发电的用电成本大大增加，从而也制约了太阳能光伏发电的发展。

针对于太阳能光伏发电占用土地资源较多与距离用电中心较远的问题，水上太阳能光伏发电可以很好地解决，此外，水上太阳能光伏发电还具有发电效率高，生态友好，可与养殖业协同发展等优势。但水上太阳能光伏发电面临着适宜开发的封闭水域面积不足的问题，要使水上太阳能光伏发电得到规模化发展，开发海洋水域的水上太阳能光伏发电是必由之路。

海上太阳能光伏发电平台由于处于海洋开放水域，相较于目前在封闭水域的水上太阳能光伏发电平台，海上太阳能光伏发电平台面临着更为恶劣的环境荷载，其设计要求自然与封闭水域的水上太阳能光伏发电平台存在较大差异，因此，开发新型的海上太阳能光伏发电平台对于太阳能光伏发电事业的发展具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种预应力拉索框架悬挂式海上浮式光伏发电平台，使其相对于目前的水上漂浮式光伏发电平台，在具备经济可行性与施工便利性的前提下，提高平台抵抗风、浪、流荷载的能力，以实现水上漂浮式光伏发电平台在海洋开放水域的应用。

本实用新型所采用的技术方案是：一种漂浮式海上光伏发电平台，包括：

平台框架，包括位于水面以上的上层框架和位于水面以下的下层框架，所述上层框架和所述下层框架之间通过立柱连接；

潜水浮筒，所述潜水浮筒固定连接在所述下层框架上；

水面浮筒，所述水面浮筒固定连接在所述立柱的顶部；

支撑浮子，所述支撑浮子沿所述平台框架的纵向布置，所述支撑浮子通过预应力浮子定位缆固定连接在所述平台框架内；

悬挂架，在所述支撑浮子的顶面上和所述上层框架的纵向边框上布置所述悬挂架，所述悬挂架沿所述平台框架的纵向布置；

光伏板框架，所述光伏板框架沿所述平台框架的横向布置，所述光伏板框架的两端分别通过弹簧连接在所述悬挂架上；

光伏板，所述光伏板固定连接在所述光伏板框架上；

桩基础，所述桩基础固定在海床内；以及，

张力腿，所述张力腿的一端与所述桩基础固定连接、另一端与所述下层框架固定连接。

进一步地，光伏发电平台还包括运维通道，所述运维通道由位于同一个所述支撑浮子上前后相邻的两个所述光伏板框架之间的钢板组成，所述钢板的前后两端分别铰接于前后相邻的两个所述光伏板框架上；所述钢板沿所述光伏板框架的横向均匀分布。

进一步地，所述平台框架为防腐钢管焊接而成的矩形钢框架结构。

进一步地，所述潜水浮筒为圆柱形薄壁钢筋混凝土浮筒，所述潜水浮筒的母线与所述下层框架的钢管平行，所述潜水浮筒与所述下层框架的钢管浇筑为一体。

进一步地，所述水面浮筒为聚乙烯浮筒，所述水面浮筒的母线与所述立柱平行。

进一步地，所述支撑浮子为薄壁钢筋混凝土浮体结构，包括上钢筋混凝土平板、下钢筋混凝土平板和位于所述上钢筋混凝土平板与所述下钢筋混凝土平板之间的纺锤型浮箱。

进一步地，所述预应力浮子定位缆为施加预应力的聚乙烯缆绳，包括与所述上层框架处于同一平面的上层预应力浮子定位缆和与所述下层框架处于同一平面的下层预应力浮子定位缆；

所述上层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向上层定位缆本体和横向上层定位缆本体组成，所述纵向上层定位缆本体的两端固定连接在所述上层框架的横向布置钢管上，所述横向上层定位缆本体的两端固定连接在所述上层框架的纵向布置钢管上；所述支撑浮子的上钢筋混凝土平板穿设在所述纵向上层定位缆本体上，并且，所述纵向上层定位缆本体贯穿所述支撑浮子的上钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子的上钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向上层定位缆本体上；

所述下层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向下层定位缆本体和横向下层定位缆本体组成，所述纵向下层定位缆本体与所述纵向上层定位缆本体上、下一一对应，所述横向下层定位缆本体与所述横向上层定位缆本体上、下一一对应；所述纵向下层定位缆本体的两端固定连接在所述下层框架的横向布置钢管上，所述横向下层定位缆本体的两端固定连接在所述下层框架的纵向布置钢管上；所述支撑浮子的下钢筋混凝土平板穿设在所述纵向下层定位缆本体上，并且，所述纵向下层定位缆本体贯穿所述支撑浮子的下钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子的下钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向下层定位缆本体上。

进一步地，所述悬挂架为门式钢管框架支撑结构，所述悬挂架的框架内侧分布所述弹簧，所述弹簧的一端与所述悬挂架固定连接、另一端与所述光伏板框架的端部固定连接。

进一步地，所述光伏板框架为由钢管和型钢焊接而成的直角三棱柱钢框架，所述光伏板放置在所述直角三棱柱钢框架的斜边上。

进一步地，所述张力腿为预应力钢缆，所述张力腿与所述下层框架的连接处为所述下层框架的直角点。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种漂浮式海上光伏发电平台，因采取大跨度光伏板框架与支撑浮子相结合的设计思路，使得浮子的数量大大减少，在提高施工效率的同时，也避免了大量浮子之间的连接可靠度难以保证的问题，而且减小了浮子在水面波浪区的遮蔽面积，从而减小了平台所受的波浪荷载，进而降低了对平台锚固系统的荷载负担，增强了结构整体的安全性与可靠性。

采用预应力浮子定位缆作为支撑浮子之间的连接方式，应力浮子定位缆是施加预应力的聚乙烯缆绳，缆绳两端系于外部框架上，且预应力浮子定位缆贯穿支撑浮子，使得浮子与浮子之间以及浮子与外周钢框架之间的连接更为可靠，并结合悬挂架与光伏板框架之间采用弹簧悬挂连接的设计，实现了浮子与浮子之间和浮子与框架之间的全自由度柔性连接，从而大大减小了弯矩荷载的影响，这既有利于材料的高效利用，又有利于提高平台的抗风浪能力。

平台框架上所附的浮筒分为潜水浮筒和水面浮筒，两种浮筒共同为框架提供远大于框架自重的浮力，从而实现张力腿对张力的需求，而将浮筒分开设置，减少位于水面波浪区的浮筒，可减小平台所受的波浪荷载。

由于该平台所需浮子数量较少，单个浮子体积较大，可采用薄壁钢筋混凝土制作浮子，相较于有机材料浮子具有经济性和耐久性的优势。

受益于外周钢框架与高密度聚乙烯缆绳相结合的结构形式，可使结构具备足够的强度使其满足拖航的需求，从而可将大部分的平台施工工作在港口完成，减少海上作业时间。

受益于光伏板在框架上的搭建方式，使水上光伏的光伏板实现最佳倾斜角度安置，提高光伏发电效率。

附图说明

图1：本实用新型一种漂浮式海上光伏发电平台结构示意图；

图2：图1中A局部放大结构示意图；

图3：图1中B局部放大结构示意图；

图4：本实用新型的浮体部分结构示意图；

图5：本实用新型的悬挂架结构示意图；

附图标注：1-平台框架、2-潜水浮筒、3-水面浮筒、4-预应力浮子定位缆、5-支撑浮子、6-悬挂架、7-光伏板框架、8-运维通道、9-张力腿、10-桩基础、11-光伏板、12-弹簧。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图5所示，一种漂浮式海上光伏发电平台，包括平台框架1、潜水浮筒2、水面浮筒3、预应力浮子定位缆4、支撑浮子5、悬挂架6、光伏板框架7、运维通道8、张力腿9、桩基础10、光伏板11和弹簧12。

所述平台框架1为防腐钢管焊接而成的矩形钢框架结构，包括位于水面以上的上层钢管框架和位于水面以下的下层钢管框架，所述上层钢管框架和所述下层钢管框架之间通过钢管立柱连接；通过控制所述平台框架1的钢管外径与壁厚使钢管在开口闭合时可漂浮于水面上。

所述潜水浮筒2为圆柱形薄壁钢筋混凝土浮筒，套于所述下层钢管框架的钢管上，所述潜水浮筒2的母线与所述下层钢管框架的钢管平行，所述潜水浮筒2与所述下层钢管框架的钢管浇筑为一体。

所述水面浮筒3为高密度聚乙烯浮，套于连接所述上层钢管框架和所述下层钢管框架的所述立柱上，所述水面浮筒3的母线与所述立柱平行，并与立柱的顶部固定连接。

所述支撑浮子5通过所述预应力浮子定位缆4固定连接在所述平台框架1内，沿所述平台框架1的纵向布置。所述支撑浮子5为薄壁钢筋混凝土浮体结构，包括上钢筋混凝土平板、下钢筋混凝土平板和位于所述上钢筋混凝土平板与所述下钢筋混凝土平板之间的纺锤型浮箱。所述上钢筋混凝土平板与所述悬挂架6浇筑为一体；所述上钢筋混凝土平板和所述下钢筋混凝土平板分别被所述预应力浮子定位缆4的上层预应力浮子定位缆和下层预应力浮子定位缆穿过。所述支撑浮子5的排布视所述光伏板框架7的跨度和光伏板11尺寸而定。

所述预应力浮子定位缆4为施加预应力的高密度聚乙烯缆绳，包括与所述上层钢管框架处于同一平面的上层预应力浮子定位缆和与所述下层钢管框架处于同一平面的下层预应力浮子定位缆。所述上层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向上层定位缆本体和横向上层定位缆本体组成，所述纵向上层定位缆本体平行于所述上层钢管框架的纵向布置钢管，其两端系于所述上层钢管框架的横向布置钢管上，所述横向上层定位缆本体平行于所述上层钢管框架的横向布置钢管，其两端系于所述上层钢管框架的纵向布置钢管上；所述纵向上层定位缆本体和所述横向上层定位缆本体的纵横相交处位于所述支撑浮子5内，并与所述支撑浮子5浇筑为一体，具体为：所述支撑浮子5的上钢筋混凝土平板穿设在所述纵向上层定位缆本体上，并且，所述纵向上层定位缆本体贯穿所述支撑浮子5的上钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子5的上钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向上层定位缆本体上。所述下层预应力浮子定位缆由纵向、横向相互垂直排布的纵向下层定位缆本体和横向下层定位缆本体组成，所述纵向下层定位缆本体与所述纵向上层定位缆本体上、下一一对应，所述横向下层定位缆本体与所述横向上层定位缆本体上、下一一对应，所述纵向下层定位缆本体平行于所述下层钢管框架的纵向布置钢管，其两端系于所述下层钢管框架的横向布置钢管上，所述横向下层定位缆本体平行于所述下层钢管框架的横向布置钢管，其两端系于所述下层钢管框架的纵向布置钢管上；所述纵向下层定位缆本体和所述横向下层定位缆本体的纵横相交处位于所述支撑浮子5内，并与所述支撑浮子5浇筑为一体，具体为：所述支撑浮子5的下钢筋混凝土平板穿设在所述纵向下层定位缆本体上，并且，所述纵向下层定位缆本体贯穿所述支撑浮子5的下钢筋混凝土平板的前后端面，所述支撑浮子5的下钢筋混凝土平板的前后两端部分别穿设在相邻两根所述横向下层定位缆本体上。所述预应力浮子定位缆4的每一组上、下对应的纵向上层定位缆本体和纵向下层定位缆本体上串联多个所述支撑浮子5。所述预应力浮子定位缆4的预应力大小应根据当地海况而定。

所述悬挂架6为门式钢管框架支撑结构，沿所述平台框架1的纵向布置；所述悬挂架6的竖向支撑为两根钢管搭接而成的三角支架，所述三角支架的底端固定浇筑于所述支撑浮子5上或焊接于所述上层钢管框架的纵向边框上；所述悬挂架6的框架内侧分布所述弹簧12，所述弹簧12的一端与所述悬挂架6螺栓连接、另一端与所述光伏板框架7的端部螺栓连接。

所述光伏板框架7为由钢管和型钢焊接而成的直角三棱柱钢框架，沿所述平台框架1的横向布置，所述光伏板框架7的两端分别通过所述弹簧12与所述悬挂架6连接。所述光伏板11放置在所述直角三棱柱钢框架的斜边上，所述直角三棱柱钢框架的斜边倾角视当地日照情况而定。

所述运维通道8由位于同一个所述支撑浮子5上前后相邻的两个所述光伏板框架7之间的钢板组成，所述钢板的前后两端分别铰接于前后相邻的两个所述光伏板框架7上；所述钢板沿所述光伏板框架7的横向均匀分布，其间距应便于运维人员的进行运维工作。

所述张力腿9为一端与所述桩基础10固定连接、另一端与所述下层钢管框固定连接的预应力钢缆；所述张力腿9与所述下层钢管框架的连接处为所述下层钢管框架的直角点。

所述桩基础10固定在海床，为经防腐处理的钢管桩基础。

所述光伏板11内嵌固定于所述光伏板框架7上。

本实用新型一种漂浮式海上光伏发电平台的施工过程：(1)完成平台框架1、潜水浮筒2、水面浮筒3、预应力浮子定位缆4、支撑浮子5、悬挂架6、光伏板框架7、运维通道8、光伏板11标准化、一体化生产，并在港口安装预制为一体；(2)将张力腿9、桩基础10连接后在安放海域下沉打桩，张力腿9的上部连接处利用系绳连接浮子，使其在浮于海中，以待与平台框架1连接；(3)将预制成型的光伏发电平台拖航至安放海域，利用卷扬机将张力腿9的上部接口拉出海面，与平台框架1连接。

实施例1

平台框架1横向长边长48m，纵向短边长26m，边宽为1.2m，高2.4m，所用钢管直径为0.3m，壁厚为0.006m；潜水浮筒2直径为1.6m，位于纵向短边的潜水浮筒2长为2.5m，位于横向长边的潜水浮筒2长为7m，壁厚为0.1m；水面浮筒3直径为1.6m，高为1m，壁厚为0.05m；预应力浮子定位缆4直径为0.15m，预应力为3000N；支撑浮子5上、下钢筋混凝土平板形状为两侧扇形与中间矩形组合而成，矩形长4m，宽1m，扇形最高点距离矩形的边为1m，高0.25m，预应力浮子定位缆4的穿孔处高度为平板侧壁中间位置，每层定位缆共两根，其间距为3m，纺锤型浮箱上下表面大圆的直径为1.5m，中间小圆的直径为1m，高为2m，壁厚为0.1m；悬挂架6的前后三角支架高度分别为0.5m，1.5m，两三角支架的顶端采用钢管相连，采用的钢管直径均为0.3m，每根钢管均匀分布8个弹簧12；光伏板框架7长度为16m，长度方向采用直径为0.25m钢管作为棱边，直角三棱柱的斜面与水平面夹角为30°，竖直面高度为1m，直角三角形的边为直径0.15m的钢管，直角三角形框间隔为2m；运维通道8为长0.4m，宽0.25m的钢板，间隔为0.8m；张力腿9在松弛条件下长度为8m，直径为0.15米，共设16根，分为四组，每组四根，分别系于平台框架1的四个直角处；桩基础10直径为2.5m，入土深度为10m，壁厚为0.025m；光伏板11采用多晶硅光伏板11，长2m，宽1m。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

一种漂浮式海上光伏发电平台专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。