[发明专利]一种模块化水上光伏结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种模块化水上光伏结构及其施工方法，结构由自下而上依次设置的桩基结构、承插结构、光伏板支撑结构和光伏组件；桩基结构由若干根固设在水体中的桩基础构成；光伏板支撑结构为一顶面为斜面的桁架结构；承插结构包括若干根插头和若干块板塞，插头沿周向固定在光伏板支撑结构底面上并与若干根桩基础一一对应并呈同轴设置；板塞固定在桩基础的内壁上，使各桩基础的顶端形成有腔室；光伏组件固定在光伏板支撑结构顶面上；该模块化水上光伏结构结构设计合理，能够大幅度降低水上安装工作量，仅需要依靠海上起重设备将陆上组装好的起吊模块与水上桩基结构对接固定后，即可完成模块化水上光伏结构的的安装，作业成本低、施工便捷、高效。

技术领域

本发明涉及水面、湖泊、近海、远海水上光伏技术领域，特别涉及一种模块化水上光伏结构及其施工方法。

背景技术

目前，光伏发电设备需要由较多零散组件拼装而成。仅就光伏板一项而言，现阶段常用的光伏板单片功率为550Wp，而要完成100MWp海上光伏电站，则需要拼装约18万片光伏板，即光伏发电设置本身即作业量巨大。

近几年，水上光伏发电设施施工大面积开展，由于水上作业的特殊性，在水上进行光伏发电设施施工作业的中，每个工作面均需船舶进行配合，导致无法大面积展开施工，而大量而繁琐的拼装作业如果也在水上完成必然不是可行的方案。因此，为了减少作业船舶、提供施工效率，有必要设计一种模块化水上光伏结构，以实现岸上拼装与水面吊装相结合的施工方法，不仅节省船舶作业的时长，同时也能实现节省人工成本和设施造价成本的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有施工便捷、加快施工进度、降低施工成本的优点的模块化水上光伏结构。

本发明的另一目的是提供一种上述模块化水上光伏结构的施工方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种模块化水上光伏结构，由自下而上依次设置的桩基结构、承插结构、光伏板支撑结构和光伏组件；其中，桩基结构由若干根桩基础构成，其根据预设的桩间距固定在水体中；桩基础为直桩或斜桩；光伏板支撑结构为一个顶面为斜面的桁架结构，其纵向长度大于或等于纵向方向上的一倍桩距，其横向长度大于或等于横向方向上的一倍桩距，其顶面的倾斜角度与光伏组件中光伏板的最佳采光角度相适应；在光伏板支撑结构的两侧对称设置有两个吊点；承插结构包括若干根插头和若干块板塞，二者的数量与桩基础的数量相同；若干根插头的顶端沿周向固定在光伏板支撑结构底面上，并保持与若干根桩基础一一对应并呈同轴设置；若干块板塞固定在桩基础的内壁上，使各桩基础的顶端内腔形成四个顶端开口、底端封闭的腔室；插头的直径与桩基础的内径相适应；光伏组件以其光伏板朝上的方式固定在光伏板支撑结构的顶面上，并保持其光伏板板面以最佳采光夹角斜向设置。

进一步地，桩基础为钢筋混凝土桩、钢结构桩、或其他形式的混凝土与钢材组合结构桩。

进一步地，承插结构、光伏板支撑结构和光伏组件依次连接形成起吊模块，且起吊模块的重心与其几何重心重合。

进一步地，光伏板支撑结构由若干根支撑柱、若干根顶梁、若干根斜向支撑柱和四根底梁构成；其中，四根底梁呈水平设置并通过首尾依次连接固定形成一个矩形底框；支撑柱的数量与桩基础的数量相同或多于桩基础的数量，其以竖直设置的方式固定在矩形底框上，并能够形成与各桩基础呈一一对应设置；若干根顶梁分别固定在相邻支撑柱的顶端、或位于对侧的两根顶梁之间；若干根斜向支撑柱分别斜向设置在顶梁和位于顶梁下方的底梁之间。

作为本实施例的一个优选技术方案，支撑柱的数量应与构成桩基结构的桩基础的数量一致，或多于构成桩基结构的桩基础的数量。另外，底梁、斜向支撑的数量、截面尺寸、布置位置可以根据具体水域的荷载要求进行优化；顶部支撑梁的数量可根据光伏组件的尺寸灵活调整，且顶部支撑梁的布置方式根据承插结构、光伏板支撑结构和光伏组件的重心位置灵活调整。