[发明专利]一种水面漂浮式太阳能光伏发电组件、系统及其操作方法

权利要求书

1.一种水面漂浮式太阳能光伏发电组件，其特征在于：包括至少二个浮 桶(1)，所述的浮桶(1)间上部的两端分别设有支撑竖杆(2)，二根支撑竖杆(2) 的上部至少设有一个光伏支架，所述的光伏支架包括高支撑架(3)与低支撑架 (4)，所述的高支撑架(3)与低支撑架(4)呈间隔状分布，所述的高支撑架(3) 的上部与低支撑架(4)的上部间设有呈倾斜分布的太阳能电板(5)。

2.根据权利要求1所述的一种水面漂浮式太阳能光伏发电组件，其特征 在于：所述的浮桶(1)上部的两端设有与支撑竖杆(2)相固定的连接法兰(6)；

所述的连接法兰(6)的横截面呈“U”形，所述的连接法兰(6)的上部设有 与支撑竖杆(2)相配接的固定孔(7)；

或，所述的连接法兰(6)的横截面呈“T”形，所述的连接法兰(6)的上部 设有与支撑竖杆(2)相配接的固定孔Ⅰ(8)。

3.根据权利要求1或2所述的一种水面漂浮式太阳能光伏发电组件，其 特征在于：二根支撑竖杆(2)的两端分别设有与支撑竖杆(2)呈上下垂直交叉分 布的支撑横杆(9)，所述的支撑竖杆(2)的两侧端、支撑横杆(9)的两侧端分别 向外延伸，所述的浮桶(1)数量为3个，3个浮桶(1)呈均匀状分布，二根支撑 竖杆(2)间设有支撑斜杆(10)。

4.根据权利要求1或2所述的一种水面漂浮式太阳能光伏发电组件，其 特征在于：所述的高支撑架(3)与低支撑架(4)分别呈斜倾状分布，所述的高支 撑架(3)与支撑竖杆(2)间、低支撑架(4)与支撑竖杆(2)间分别通过定位件(11) 相定位；

所述的高支撑架(3)与低支撑架(4)的上部分别设有太阳能电板支撑梁 (12)，所述的太阳能电板(5)通过太阳能电板支撑梁(12)相紧固。

5.根据权利要求1或2所述的由水面漂浮式太阳能光伏发电组件拼装成 光伏发电系统，其特征在于：包括围廊(13)，所述的围廊(13)由4根廊边(14) 组成，所述的廊边(14)的底部设有均匀分布的廊边浮桶(15)，所述的围廊(13) 中设有均匀分布的光伏发电组件，均匀分布的光伏发电组件形成光伏发电组件 方阵，所述的光伏发电组件方阵的边缘与围廊(13)间、光伏发电组件与光伏发 电组件间分别通过活动连接件(16)相固定，相邻光伏发电组件中的支撑竖杆(2) 与支撑竖杆(2)间、支撑横杆(9)与支撑横杆(9)间通过活动连接件(16)固定， 活动连接件(16)呈铰链连接。

6.根据权利要求1或2所述的由水面漂浮式太阳能光伏发电组件拼装成 光伏发电系统，其特征在于：所述的浮桶(1)上部的中间位设有气孔(17)。

7.根据权利要求5所述的一种水面漂浮式太阳能光伏发电系统的操作方 法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)、前期准备：

①、浮桶与廊边浮桶制备：

浮桶与廊边浮桶的制备方法相同；

由铁板卷成，为了确保质量，采用埋弧焊的焊接方式进行焊接，然后两头 同时采用埋弧焊的方式焊接封住，里面不充气，封头的口子处缩小，以方便生 产时安装，完工后可以增加抗压强度；

浮桶两端用模具定位后焊接连接法兰，以确保尺寸的精确性，安装时井井 有条；在浮桶上，与连接法兰同一直线的中间开有一个气孔，在生产时，在高 温、高压情况下，可以作为气孔，防止浮桶爆炸；成品后，气孔就成为了检修 孔，打开孔盖可以定期检查是否有漏水；在检修更换筒体时，可拆卸连接件后 向筒体内注入水，待下沉时便于取出，同时还可以每隔一段时间通过气孔往里 添加防锈油，以防止此浮桶中从内部生锈；

浮桶成型后，先进行表面除锈清洗，接着作硅烷处理后加温，然后再进行 氟锌喷涂加热半固化，最后进行表面氧碳喷塑固化冷却工艺，以确保产品使用 寿命，同时绿色环保、无污染；

浮筒总浮力的计算：Q总≧(Mf+Mz+Mt)+F；

Q总为浮筒所需的总浮力；

Mf为浮筒重量；

Mz为支架总重量；

Mt为太阳能电板、紧固件及连接导线总重量；

F为当地最大风速时的向下分力；

这里所述的支架是除浮桶外另外配件的重量；

浮桶其浮力大于支撑竖杆、支撑横杆及太阳能组件重量的两倍以上，并能抵 抗13级以下的台风；

②、支撑竖杆、支撑横杆和围廊处理：

对其所用钢材进行热镀锌处理；

(2)、以二个光伏发电组件为一组进行装配：

以六个浮桶为一组进行等分排列，竖直方向的两个浮桶中心距为400CM, 水平方向的两个浮桶中心距为519CM；

浮桶上的连接法兰方向朝上，三个浮桶间的连接法兰通过支撑竖杆相连； 浮桶两端的连接法兰方向朝上，两个连接法兰的中心距为232CM，浮桶位置摆 放好后需用仪器测量浮桶竖直方向的连接法兰是否在一条线上，以确保与支撑 竖杆的安装；支撑竖杆与连接法兰用防锈螺杆及防锈螺帽固定；

在浮桶左右两侧的连接法兰上安装支撑竖杆，支撑竖杆规格为15X7.5CM 的H型钢，总长度为1137CM，支撑竖杆的一端与连接法兰的中心距为 168.5CM，摆放时每根支撑竖杆的第一排孔距为53.5CM的方向要一致，摆放 好后用仪器测量4根支撑竖杆是否在一条水平线上，用防锈螺杆及防锈螺帽固 定；

在支撑竖杆两端安装支撑横杆，以作加固和支撑作用；支撑横杆规格为 15X7.5CM的H型钢，总长度为511CM，支撑横杆的一端与支撑竖杆的中心 距为139.5CM，两端等距；两根支撑横杆安装好后之间的距离为8CM，以便 活动连接件的安装，支撑竖杆与支撑横杆用防锈螺杆及防锈螺帽固定；

二根支撑竖杆间安装支撑斜杆，安装时两根支撑竖杆与两根支撑横杆之间 分别处于平行位置，以确保整个电站方阵有序，支撑斜杆的倾斜角度为50度， 用于固定二根支撑竖杆，以便支架在水面上漂浮稳定，支撑斜杆与支撑竖杆间 用防锈螺杆及防锈螺帽固定；

在支撑竖杆上设置均匀分布的角钢组，角钢组用于固定高支撑架与低支撑 架，角钢组与高支撑架间、角钢组与低支撑架间分别通过防锈螺杆及防锈螺帽 固定；

在高支撑架与低支撑架上分别安装太阳能电板支撑梁，用于固定太阳能电 板；

(3)、组成光伏发电组件方阵：

以96组为一个光伏发电方阵，每个组与组之间的支撑竖杆与支撑横杆之间 全部采用活动连接件，以适应在水面漂浮，减少压力，稳定光伏发电方阵，支 撑横杆间用防锈螺杆及防锈螺帽固定；

(4)、在光伏发电组件方阵外设置围廊：

在围廊边的底部设置围廊浮桶，每条围廊边由多个小围廊边首尾串联而成， 相邻二个小围廊边间通过铰链相活动连接，围廊的上部形成检修平台；

(5)、光伏发电组件方阵与围廊进行拼装：

光伏发电组件方阵与围廊通过活动连接件相铰链连接，铰链连接，更好的吸 收风浪应力，使电池板不受任何外力拉拽影响；

(6)、并网发电：

安装好太阳能电板后，连接电板：将20块单晶电池组件串联为一组；每16 组并联接入1个汇流箱；将16组汇流箱连接到光伏逆变器，经逆变至交流 315V；经隔离升压变压器升压到并网电压并网发电。