本發明屬于水上設備,具體涉及一種海上承載裝置。
背景技術:
1、隨著海上光伏產業的快速發展,海上發電系統已經能夠依賴并網逆變器等電氣元件實現從發電端到使用端的電能傳輸。
2、傳統的海上光伏發電承載裝置主要是水母漂浮式,它是在漂浮平臺上直接安裝光伏支架和光伏面板,由于光伏面板緊貼海面,因而存在容易被腐蝕的問題。
3、為了解決上述問題,避免元器件損壞,現有技術提出了在海上漂浮平臺上構建鋼結構的解決方案。鋼結構的下層空間可安放電器元件箱,上層空間則用于安裝光伏面板,從而在同一空間內滿足并網發電與輸電的一體化需求。但是鋼結構部分不僅要承受來自上層的光伏組件面板的恒定荷載以及自身的重量,冬季的雪荷載,以及海面上吹來的風荷載等可變荷載,還需承受下方海上漂浮平臺傳來的波浪荷載。波浪荷載受風和潮汐的影響,變化無常,長時間不同頻率的波浪荷載作用會使鋼結構疲勞,耐久性不足。
技術實現思路
1、本發明提出了一種基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其目的是:解決承載裝置受波浪載荷影響易疲勞、耐久性不足的問題。
2、本發明技術方案如下:
3、一種基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,包括平臺部分和安裝在平臺部分上的鋼結構部分;
4、所述鋼結構部分包括若干呈矩陣形式排列的鋼柱,還包括若干沿前后方向設置的主鋼梁和若干沿左右方向設置的次鋼梁,所述主鋼梁安裝在鋼柱的頂部,所述次鋼梁連接在相鄰的主鋼梁之間;所述主鋼梁與對應連接的鋼柱之間以及主鋼梁與對應連接的次鋼梁之間均為浮動連接;
5、所述鋼柱的下端通過彈性連接節點與平臺部分相連接。
6、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:主鋼梁與對應連接的鋼柱之間的浮動連接是指,主鋼梁的底部設有第二連接板,對應的鋼柱的上端連接有第三連接板,所述第二連接板和第三連接板之間設有滑動板,所述第二連接板、滑動板和第三連接板上設有位置相互對應的、用于實現三者之間緊固件連接的第一條形孔,第一條形孔沿左右方向設置。
7、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:主鋼梁與對應連接的次鋼梁之間的浮動連接是指,主鋼梁的側方固定安裝有成對的連接角鋼,對應的次鋼梁的端部位于成對的連接角鋼之間,所述連接角鋼和次鋼梁上設有位置相互對應的、用于實現三者之間緊固件連接的第二條形孔,第二條形孔沿左右方向設置。
8、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:所述平臺部分包括若干沿前后方向設置、左右排列的浮管,相鄰的浮管之間通過連接模塊相連接;
9、同一主鋼梁所對應連接的鋼柱下端的彈性連接節點與同一浮管相連接。
10、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:所述彈性連接節點包括上連接部、下連接部以及連接在上連接部和下連接部之間的彈簧;
11、所述鋼柱的下端連接有底板,所述上連接部與底板通過緊固件連接;
12、所述下連接部通過連接機構與浮管相連接。
13、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:所述上連接部和下連接部之間還設有水平限位機構,所述水平限位機構包括固定在上連接部上的限位套和安裝在下連接部上的第一限位桿,所述第一限位桿穿過所述限位套。
14、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:所述上連接部和下連接部之間還設有豎直限位機構,所述豎直限位機構包括固定在上連接部上的第二限位桿和安裝在下連接部上的限位架,所述第二限位桿向下穿過所述限位架上的橫板后與限位螺母相連接。
15、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:每組彈性連接節點中的彈簧為多組,以對應的鋼柱為中心呈矩陣形式排列。
16、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:所述鋼結構部分還包括連接在鋼柱與其頂部相連接的主鋼梁之間、和/或連接在鋼柱與其頂部通過主鋼梁所對應連接的次鋼梁之間的第一柔性支撐件。
17、作為所述基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置的進一步改進:所述鋼結構部分還包括連接在相鄰的主鋼梁之間的第二柔性支撐件,每組相鄰的主鋼梁之間有兩組交叉設置的第二柔性支撐件。
18、相對于現有技術,本發明具有以下積極效果:
19、1、本發明通過彈性連接節點實現鋼柱與平臺部分的連接,當平臺部分受到的波浪載荷向鋼結構部分傳遞時,彈性連接節點可以通過變形有效地耗散掉波浪能量,減小對鋼結構部分的沖擊。
20、2、本發明在主鋼梁和鋼柱之間以及主鋼梁和次鋼梁之間都采用浮動連接的方式,當載荷在鋼結構部分內部傳遞時,浮動連接可以進一步消散波浪能量。
21、3、本發明將平臺部分設計成多個浮管左右并排設置的結構,由于大直徑的浮管在前后方向上具有較好的剛性,因此平臺自身的變形趨勢主要是沿左右方向的“蛇”形變形,即該結構形式可以將所受的波浪載荷化解為不同浮管之間在豎直方向和水平方向上的相對運動趨勢。進一步地,同一根主鋼梁所連接的鋼柱均與同一根浮管相連接、且連接處設有彈性連接節點,所以平臺部分受到波浪載荷后,平臺部分向鋼結構部分傳遞的主要是豎直方向的載荷以及沿左右方向的內部作用力。通過下方彈性連接節點消散掉豎直方向上的載荷后,鋼結構內部傳遞的主要是沿左右方向的作用力。此時恰好可以通過主鋼梁與鋼柱之間、主鋼梁和次鋼梁之間的浮動連接進行進一步消散,從而實現了波浪載荷按不同方向的分解消散以及先依賴彈性變形、后依賴抵抗式浮動連接的分步消散,不僅降低了每個部件的受力大小,而且大大簡化了部件的受力情況,從而提升了整個裝置的抗波動能力和耐久性。
22、4、彈性連接節點處還設置有限位裝置,通過約束上連接部和下連接部的相對位移可以保證彈簧始終處于彈性變形的范圍內。
23、5、柔性支撐件不僅可以提高鋼結構部分自身的抗載荷能力,而且可以在載荷消失后輔助鋼結構的各部件回到初始位置,從而使各浮動連接節點重復發揮耗能作用。
24、6、浮動連接處的條形孔能夠避免部件之間相對位移過大,確保柔性支撐件始終處于彈性變形的范圍內,起到保護柔性支撐件的作用。
1.一種基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:包括平臺部分和安裝在平臺部分上的鋼結構部分;
2.如權利要求1所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:主鋼梁(18)與對應連接的鋼柱(16)之間的浮動連接是指,主鋼梁(18)的底部設有第二連接板(21),對應的鋼柱(16)的上端連接有第三連接板(26),所述第二連接板(21)和第三連接板(26)之間設有滑動板(25),所述第二連接板(21)、滑動板(25)和第三連接板(26)上設有位置相互對應的、用于實現三者之間緊固件連接的第一條形孔(22),第一條形孔(22)沿左右方向設置。
3.如權利要求1所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:主鋼梁(18)與對應連接的次鋼梁(19)之間的浮動連接是指,主鋼梁(18)的側方固定安裝有成對的連接角鋼(23),對應的次鋼梁(19)的端部位于成對的連接角鋼(23)之間,所述連接角鋼(23)和次鋼梁(19)上設有位置相互對應的、用于實現三者之間緊固件連接的第二條形孔(24),第二條形孔(24)沿左右方向設置。
4.如權利要求2或3所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:所述平臺部分包括若干沿前后方向設置、左右排列的浮管(1),相鄰的浮管(1)之間通過連接模塊(2)相連接;
5.如權利要求4所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:所述彈性連接節點包括上連接部(4)、下連接部(7)以及連接在上連接部(4)和下連接部(7)之間的彈簧(14);
6.如權利要求5所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:所述上連接部(4)和下連接部(7)之間還設有水平限位機構,所述水平限位機構包括固定在上連接部(4)上的限位套(5)和安裝在下連接部(7)上的第一限位桿(6),所述第一限位桿(6)穿過所述限位套(5)。
7.如權利要求5所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:所述上連接部(4)和下連接部(7)之間還設有豎直限位機構,所述豎直限位機構包括固定在上連接部(4)上的第二限位桿(15)和安裝在下連接部(7)上的限位架(13),所述第二限位桿(15)向下穿過所述限位架(13)上的橫板后與限位螺母相連接。
8.如權利要求5所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:每組彈性連接節點中的彈簧(14)為多組,以對應的鋼柱(16)為中心呈矩陣形式排列。
9.如權利要求1所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:所述鋼結構部分還包括連接在鋼柱(16)與其頂部相連接的主鋼梁(18)之間、和/或連接在鋼柱(16)與其頂部通過主鋼梁(18)所對應連接的次鋼梁(19)之間的第一柔性支撐件(27)。
10.如權利要求1所述的基于海上漂浮平臺的光伏支架承載裝置,其特征在于:所述鋼結構部分還包括連接在相鄰的主鋼梁(18)之間的第二柔性支撐件(20),每組相鄰的主鋼梁(18)之間有兩組交叉設置的第二柔性支撐件(20)。