基于风力发电基础的光伏发电装置
阅读：588发布：2020-05-08
专利汇可以提供基于风力发电基础的光伏发电装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于 风 力 发电 基础 的 光伏发电 装置，包括置于地下的圆台形 风力 发电 基座 ，圆台形风力发电基座的环形斜面由扇环形的采光区域及扇形的检修区域组成；采光区域上固定连接有多个 钢 桩，每个钢桩上部固定连接有置于地面上方的光伏板；检修区域内具有一条位于正北方向的扇形半径。相较 现有技术 ，本实用新型能够缩短钢桩长度、减少耗材并提供工人维修空间。本实用新型适用于圆台形风力发电基座，用于布设钢桩。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是基于风力发电基础的光伏发电装置专利的具体信息内容。
1.一种基于风力发电基础的光伏发电装置，其特征在于： 包括置于地下的圆台形风力发电基座，圆台形风力发电基座的环形斜面由扇环形的采光区域及扇形的检修区域组成；
采光区域上固定连接有多个钢桩，每个钢桩上部固定连接有置于地面上方的光伏板；检修区域内具有一条位于正北方向的扇形半径。
2.根据权利要求1所述的基于风力发电基础的光伏发电装置，其特征在于：每个钢桩底端固定连接有与风力发电基座斜面相平行的钢板，钢板通过膨胀螺栓与风力发电基座固定相连。
3.根据权利要求1所述的基于风力发电基础的光伏发电装置，其特征在于：检修区域的对称轴位于正北方向，检修区域的扇形圆心角为90°～105°。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的基于风力发电基础的光伏发电装置，其特征在于：采光区域上具有与扇环形共圆心的多条弧线，每条弧线上皆固定有呈弧形分布的钢桩。
5.根据权利要求4所述的基于风力发电基础的光伏发电装置，其特征在于：扇环形采光区域划分成多组扇形区，每个扇形区内光伏板间通过光伏电缆串联成组串，多个组串并联接入组串式逆变器。
基于风力发电基础的光伏发电装置
技术领域
背景技术
[0002] 目前光伏发电装置中对光伏板的钢桩固定方式通常采用将钢桩埋入地下混凝土基座中进行固定，这种固定方式存在以下缺陷：一、由于光伏板置于地面上的高度是确定的（约为1m），而为了保证混凝土基座的稳定性，混凝土基座也是置于地下确定深度的（约为3m）；这样，混凝土基座上安装钢桩的平面是置于地下确定深度的水平面，那么埋入地下的钢桩长度是相同的，无法通过缩短钢桩埋入地下的长度而达到节约材料的目的，耗材较多；
二、现有技术中的混凝土基座在使用时需要提前浇筑制作，不仅需耗费较多的劳动力，劳动强度大，而且也增加了时间成本，降低了工作效率；三、位于正北方向的区域为光伏板的阴影区，即便设置光伏板取电效率也很低。
实用新型内容
二、现有技术中的混凝土基座在使用时需要提前浇筑制作，不仅需耗费较多的劳动力，劳动强度大，而且也增加了时间成本，降低了工作效率；三、位于正北方向的区域为光伏板的阴影区，即便设置光伏板取电效率也很低。
实用新型内容
[0003] 为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种基于风力发电基础的光伏发电装置，以达到缩短钢桩长度、减少耗材并提供工人维修空间的目的。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种基于风力发电基础的光伏发电装置，包括置于地下的圆台形风力发电基座，圆台形风力发电基座的环形斜面由扇环形的采光区域及扇形的检修区域组成；采光区域上固定连接有多个钢桩，每个钢桩上部固定连接有置于地面上方的光伏板；检修区域内具有一条位于正北方向的扇形半径。
[0005] 作为本实用新型的限定，每个钢桩底端固定连接有与风力发电基座斜面相平行的钢板，钢板通过膨胀螺栓与风力发电基座固定相连。
[0006] 作为本实用新型的进一步限定，检修区域的对称轴位于正北方向，检修区域的扇形圆心角为90°～105°。
[0007] 作为本实用新型的另一种限定，采光区域上具有与扇环形共圆心的多条弧线，每条弧线上皆固定有呈弧形分布的钢桩。
[0009] 由于采用了上述的技术方案，本实用新型的基于风力发电基础的光伏发电装置与现有技术相比，所取得的有益效果是：
[0010] （1）本实用新型在风力发电基座埋入地下一定深度以保证风力发电基座稳定性的前提下，利用圆台形风力发电基座上环形斜面的倾斜度，缩短钢桩的埋入地下的长度，减少耗材；现有技术中的钢桩直径需考虑所能承受的垂直方向载荷与水平方向载荷，本实用新型只需考虑水平方向载荷设置钢桩直径，大大减小了钢桩直径的大小，减少耗材；
[0011] （2）本实用新型能够利用现有圆台形风力发电基座作为太阳能发电基础，无需提前浇筑混制作，减少劳动力，降低劳动强度；
[0012] （3）本实用新型通过设置维修区置于正北方向，由于此方向为光伏板的阴影区，光伏板取电效率极低，本实用新型在正北方向设置检修区域能为工人检修站立或存放工具提供空间，利于检修工作的顺利进行；
[0013] （4）本实用新型通过设置弧形分布的钢桩，能够收集位于不同时刻的太阳光能，提高光伏板的利用率；通过设置与风力发电基座平行设置的钢板，能够使钢桩与风力发电机座更稳固的连接；
[0014] （5）本实用新型每个扇形区内光伏板间通过光伏电缆串联成组串以防止局部阴影遮挡而造成输出的电能损失，避免各光伏组串因局部光伏板被遮挡使得整组串发电量显著降低的情况发生；
[0015] 综上所述，本实用新型结构稳定、使用方便、生产成本低，节约国家用于建设光伏项目的土地资源，实用性强。
[0017] 下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
[0018] 图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
[0019] 图2为本实用新型实施例1的钢桩4与风力发电基座1的连接关系示意图；
[0020] 图3为本实用新型实施例1的风力发电基座1的俯视图。
[0021] 图中：1、风力发电基座；2、采光区域；3、检修区域；4、钢桩；5、光伏板；6、钢板；7、膨胀螺栓；8、风机；9、素土；11、第一扇形区；12、第二扇形区；13、第三扇形区；14、第四扇形区；15、第五扇形区；16、第六扇形区。
具体实施方式
[0022] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023] 实施例1 一种基于风力发电基础的光伏发电装置
[0024] 如图1至图3所示，本实施例利用风力发电基座1作为太阳能发电基础，在风力发电基座1上布设光伏板5的钢桩4。
[0025] 风力发电基座1置于地下，为圆台形混凝土风力发电基座。风力发电基座1的曲面（即斜面）为圆环形，将风力发电基座1的环形斜面划分成采光区域2及检修区域3。
[0026] （1）检修区域3
[0027] 检修区域3为扇形，检修区域3位于北侧，不能接受太阳光的直射为光伏板5的阴影区，故此区域内不设置光伏板5及钢桩4，可供设备检修或为检修工具的放置提供空间。检修区域3内具有一条位于正北方向的扇形半径，优选的，检修区域3的扇形对称轴位于正北方向。检修区域3的扇形圆心角为90°～105°。
[0028] （2）采光区域2
[0029] 采光区域2为扇环形，则扇环形圆心角为255°～270°。在采光区域2内固定有多个钢桩4，每个钢桩4上部固定连接有置于地面上方的太阳能光伏板5。钢桩4为钢管桩。每个钢桩4底端焊接有钢板6，每个钢板6通过膨胀螺栓7与风力发电基座1固定相连。钢板6与风力发电基座1斜面的倾斜角度相同。
[0030] 采光区域2上具有与扇环形共圆心的多条弧线，如图3所示的弧线A1C1、弧线A2C2、弧线A3C3，每条弧线上皆固定有呈弧形分布的钢桩4，即在弧线A1C1上分布设有多个钢桩4，在弧线A2C2上分布设有多个钢桩4，在弧线A3C3上分布设有多个钢桩4。这样，由于不同弧线相对地面的深度不同，故不同弧线上钢桩4的长度不同，在风力发电基座1上布置光伏发电钢桩，相较于现有技术能够减小钢桩4的使用长度，减少耗材。
[0031] 扇环形采光区域2划分成多组扇形区，如图3中的第一扇形区11，第二扇形区12，……、第六扇形区16，每个扇形区内光伏板5间通过光伏电缆串联成组串，多个组串并联接入组串式逆变器。也就是说，每一扇形区的光伏电缆分别与组串式逆变器的输入端相连。
组串逆变器为现有技术中能将光伏板5输电线输出的直流电转变为交流电的装置。本实施例中光伏板5的结构以及光伏板5中将光能转化为电能的部件皆采用现有技术中太阳能发电的常用结构。
组串逆变器为现有技术中能将光伏板5输电线输出的直流电转变为交流电的装置。本实施例中光伏板5的结构以及光伏板5中将光能转化为电能的部件皆采用现有技术中太阳能发电的常用结构。
[0032] 本实施例的安装方法包括以下步骤：
[0033] 步骤一：划分安装区域
[0034] 将圆台形风力发电基座1上扇环形采光区域划分成第一扇形区11、第二扇形区13、……第（n）扇形区，共（n）组扇形区域,其中，n≥2。并且还满足以下条件：
[0035] 当n为偶数时，第一扇形区11与第二扇形区12关于扇形检修区域的对称轴线对称设置，……，第（n）扇形区与第（n-1）扇形区关于扇形检修区域的对称轴线对称设置;
[0036] 当n为奇数时，第一扇形区11与第二扇形区12关于扇形检修区域的对称轴线对称设置，……，第（n-2）扇形区与第（n-1）扇形区关于扇形检修区域的对称轴线对称设置。
[0037] 步骤二：分区安装钢桩4
[0038] 第（一）步：第一扇形区11安装钢桩4
[0039] 先挖开第一扇形区11上的素土9，即由地面挖至风力发电基座1的表面，沿标记位置在使用膨胀螺栓钻孔机（电锤）打安装孔；然后将光伏板5下方的钢桩4固定在第一扇形区11的安装孔内，再在第一扇形区11上回填素土9，并夯实素土9。具体来说：
[0040] 第（一1）步，挖开第一扇形区11弧A1B1上的素土9，沿第一扇形区11内的弧A1B1标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧A1B1打多个安装孔，将焊接在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧A1B1上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土中，即在弧A1B1的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0041] 第（一2）步，挖开第一扇形区11弧A2B2上的素土9，沿第一扇形区11内的弧A2B2标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧A2B2打多个安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓4一一对应安装在弧A2B2上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土中，即在弧A2B2的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0042] ……
[0043] 第（一m）步，挖开第一扇形区11弧AmBm上的素土9，沿第一扇形区11内的弧AmBm标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧AmBm打多个安装孔，将每个固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓4安装在第一扇形区的安装孔内，再将钢桩4埋入素土中，即在弧AmBm的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0044] 其中，m≥1，弧A1B1、弧A2B2、……、弧AmBm的圆心为第一扇形区11的扇形顶点，且弧A1B1的弧长、弧A2B2的弧长、……、弧AmBm的弧长依次递增或依次递减。
[0045] 第（二）步：第二扇形区12安装钢桩4
[0046] 先挖开第二扇形区12上的素土9，即由地面挖至风力发电基座1的表面，沿标记位置在使用膨胀螺栓钻孔机（电锤）打安装孔；然后将光伏板5下方的钢桩4固定在第二扇形区12的安装孔内，再在第二扇形区12上回填素土9，并夯实素土9。具体来说：
[0047] 第（二1）步，挖开第二扇形区12弧C1D1上的素土9，沿第二扇形区12内的弧C1D1标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧C1D1打多个安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧C1D1上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土9中，即在弧C1D1的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0048] 第（二2）步，挖开第二扇形区12弧C2D2上的素土9，沿第二扇形区12内的弧C2D2标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧C2D2打多个安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧C2D2上的安装孔内，再将钢桩埋入素土9中，即在弧C2D2的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0049] ……
[0050] 第（二q）步，挖开第二扇形区12弧CqDq上的素土9，沿第二扇形区12内的弧CqDq标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧CqDq打多个安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧CqDq上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土9中，即在弧CqDq的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0051] 其中，q≥1，弧C1D1、弧C2D2、……、弧CqDq的圆心为第二扇形区12的扇形顶点，且弧C1D1的弧长、弧C2D2的弧长、……、弧CqDq的弧长依次递增或依次递减。
[0052] ……
[0053] 第（n）步：第（n）扇形区安装钢桩4
[0054] 先挖开第（n）扇形区上的素土9，即由地面挖至风力发电基座1的表面，沿标记位置在使用膨胀螺栓钻孔机（电锤）打安装孔；然后将光伏板5下方的钢桩4固定在第（n）扇形区的安装孔内，再在第（n）扇形区上回填素土9，并夯实素土9。具体来说：
[0055] 第（n1）步，挖开第（n）扇形区弧E1F1上的素土9，沿第（n）扇形区内的弧E1F1标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧E1F1打多个安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧E1F1上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土9中，即在弧E1F1的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0056] 第（n2）步，挖开第（n）扇形区弧E2F2上的素土9，沿第（n）扇形区内的弧E2F2标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧E2F2上打多个安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧E2F2上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土9中，即在弧E2F2的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0057] ……
[0058] 第（np）步，挖开第（n）扇形区弧EpFp上的素土9，沿第（n）扇形区内的弧EpFp标记桩点位置（即打孔位置），根据标记桩点位置，沿弧EpFp上打多个呈弧形分布的安装孔，将固定在钢桩4底端的钢板6通过膨胀螺栓7一一对应安装在弧EpFp上的安装孔内，再将钢桩4埋入素土9中，即在弧EpFp的钢桩4上回填素土9，并夯实素土9。
[0059] 其中，p≥1，弧E1F1、弧E2F2、……、弧EpFp的圆心为第（n）扇形区的扇形顶点，且弧E1F1的弧长、弧E2F2的弧长、……、弧EpFp的弧长依次递增或依次递减。
[0060] 并且，弧A1B1、弧C1D1、……、弧E1F1位于同一圆上，即弧A1B1、弧C1D1、……、弧E1F1圆心共点、半径相同；弧A2B2、弧C2D2、……、弧E2F2位于同一圆上；……；弧AmBm、弧CqDq、……、弧EpFp位于同一圆上。
[0061] 以此完成钢桩4的固定。在风电发电基座1上布设完钢桩4后，可采用常用的钢桩4与光伏板5的连接方式，将光伏板5固定在钢桩4上。
[0062] 以上所有实施例中所述的“多个”、“多组”，表示至少为2个或至少为2组。
[0063] 需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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