水上光伏初步设计.docx
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水上光伏初步设计
水上光伏电站方案（土建）
1、方案说明
1.浮体的选择：
由于现在的时间紧张，如考虑到使用年限、维护及成本等多方面的因素。
对浮体进行相应的设计及施工等难度较高，短期内无法完成。
故现不考虑其他方面问题，只为对上部电气部分的关键技术进行验证，则浮体采用沿海地区以广泛应用的成品浮筒作为主材料。
2.受力计算：
由于本公司现有的能力无法对水面上浮体各种连接材料的受力进行相应的计算，所以具体选用的材料强度、尺寸等无法确定，需与外部其他公司取得相应的配合。
（此方案未经受力计算）。
3.施工方面：
由于水上光伏电站的施工，在本公司乃至于国内无任何可参考的经验，现需工程中心、工程技术部及系统设计部等部门的帮助，提出可行的意见、想法及指导，以便能顺利的完成此项工作。
4.安装地理位置：
现方案以山东济宁市为拟建位置进行进行相应计算
2、浮体及支撑设计方案
1.浮体：
为便于在岸上组装、吊运浮体，现将100kw面积均分为4个单元，基本每个单元尺寸为20m×20m，根据实际安装地点尺寸会相应调整。
浮体结构：
预制塑料浮箱+工字钢整体底座
将100kw面积均分为4个单元
2.浮箱
一般尺寸为500*500*400mm（长*宽*高），每平方米由4个浮筒组成，每平方米负载为350kg。
浮筒优点：
1 浮筒的正常工作环境在－60℃到80℃
2 浮筒具有抗冻性、紫外线、汽油、油污、咸水、贝类侵蚀等特性
3 环保科技产品、零污染、不破坏环境
4 一次成型无缝、耐用防渗水结构
5 符合Hunt吸水试验
6 结实、抗冲击力强
7 既能快速安装且安全可靠
8 正常使用寿命为15年以上
3.H型钢钢梁底座
现拟采用H型钢为：
大H型钢：
如图中蓝色所示，规格为200*200*8*12mm（质量50.5kg/m）
小H型钢：
如图中青色所示，规格为125*125*6.5*9mm（质量23.8kg/m）
H型钢采用焊接及高强螺栓连接，表面涂刷防腐漆。
4.支架
支架根据池板型号及俯角进行具体确定，采用铝合金支架并作防腐处理，安装于H型钢上。
支架设计概图如下图:
倾角33.38°C.
5.池板布置
1）选用组件：
本方案拟定采用英利多晶硅245WP太阳能光伏组件，全部为国内封装组件。
其主要技术参数见下表：
太阳能电池组件性能参数表
峰值功率（Wp）
245
短路电流（Isc）
8.63
开路电压（Voc）
37.8
峰值电压（Vmp）
30.2
峰值电流（Imp）
8.11
外形尺寸（mm）
1650×990×40
重量（kg）
19.1
按2*17对每组支架的池板进行排布，具体见下图：
2）单元池板排布:
电池板固定间距为7.13m（中心距），转动间距为8.62m。
总共102块245w电池板（24.99KW），4个单元总发电量为99.96KW。
3、结构及附属设施
1.简易人行道
简易人行道外框采用角钢焊制可上铺防腐木板，美观耐用。
或者购买踏步板成品,现场焊接固定。
2.连接
1 H型钢与浮体连接
间隔一定距离将浮箱边上两耳交接处安放金属支架，并与上部H型钢焊接固定。
2 H型钢间的连接
3 支架与H型钢连接
4 简易人行道与H型钢连接
3.单元连接
1）当安装地点水面无大风浪时采用螺栓刚性连接
2）当风浪较大时可采用在外围角钢均布安装减震器进行连接，如图：
保证其垂直方向自由运动，单元间不发生水平错位，只允许连接方向有小幅运动。
4、材料统计表（单元）
序号
名称
长度（m）/
数量（个）
规格尺寸（mm）
质量（kg/m）
总重（kg）
1
浮箱
585
500*500*400
2
大H型钢
199.6
200*200*8*12
50.5
10079.8
3
小H型钢
108
125*125*6.5*9
23.8
2570.4
4
支架
1125
5
池板
102
1650×990×40
19.1
1948.2
6
简易人行道
136
600
5、浮体固定
（1）固定式水上光伏固定办法：
1.离岸较近采用活动铰接装置，将浮体、连接杆和岸边串联在一起；或用缆绳锚固于岸上。
连接杆，刚性
2.水深小于3米时，使用打钢桩、预制桩固定。
抱桩器
3.水深大于3米时，可采用锚块沉于水底，缆绳牵引的锚固方法。
拉簧
通过拉簧固定装置将浮体平台与水底混凝凝土锚块固定在一起，拉簧装置由特制的防腐天然纤维和金属元件组成。
其非常牢固且张力稳定，适用于水位落差6m以内的各种类型浮码头，浮码头在水位变化的同时始终保持着相同的水平位置和干舷高度。
锚链
浮体通过已选定的合适位置的混凝土锚块，依靠锚链将码头与海床或者海岸线连接起来。
混凝土锚块的尺寸大小根据水域或者风浪等项目环境决定，此种固定方式适合水位变化不大的水域环境。
（2）跟踪式水上光伏固定办法：
1.离岸较近采用活动铰接装置，将浮体、连接杆和岸边串联在一起，并安装转动设备。
2.水深小于3米时，可在浮体中部连接空隙处及一侧打一钢桩、预制桩固定。
并在其上安装联动装置，或在浮体四周安装螺旋桨自动或半自动控制跟踪。
3.当浮体离岸边较近可采用缆绳固定时，可用缆绳张拉固定于一套筒上，并将套筒套装于与浮体刚性连接的钢性柱上，以此为轴安装跟踪设备进行跟踪。
6、清洗
在池板上方安装喷淋头，从水下定时抽水冲洗池板，提高发电量。
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