本发明涉及海上光伏发电领域,特别是涉及一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构及其施工方法。
背景技术:
1、目前,全球面临着能源危机和环境污染等严峻挑战,开发和利用可再生能源已成为各国的共识和战略选择。太阳能作为一种清洁、无限、可再生的能源,具有广阔的开发前景。光伏技术是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能的技术,是目前最成熟、最广泛应用的太阳能利用方式之一。海上光伏是新兴太阳能利用方向,其具有光照条件好、温度低、占陆地面积少、不影响农业和生态等优点。大力推进海上光伏发电的研究和应用,可以有效缓解陆地资源的紧张,提高新能源的供给能力。
2、因为海上环境特殊,海上光伏结构除承受风、雪、波浪、海冰等荷载作用外,还受海洋高湿高盐的腐蚀破坏。加之海上施工总体周期长、难度大、成本高,人工检修不便,为更加便捷、安全、经济地实现海上光伏发电,需要提出一种结构可靠、施工方便、费用低廉、耐久性好的海上光伏平台结构。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本发明提出了一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构及其施工方法,用以解决上述现有技术中存在的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构包括:架设于海上的钢桁架平台;
3、连接所述钢桁架平台并用于支撑所述钢桁架平台的多个钢管桩,所述钢桁架平台和所述钢管桩之间通过斜撑单元连接;
4、铺设于所述钢桁架平台上的光伏组件;
5、以及设置于所述钢桁架平台北侧的箱变平台;
6、所述钢桁架平台上设置有电缆栈桥;
7、所述电缆栈桥包括横梁、纵梁、钢格栅、电缆槽盒、转轴结构;
8、两个所述纵梁相对布置,多个所述横梁设置于两个所述纵梁之间并且其两端分别与两个所述纵梁固定连接,多个所述横梁沿所述纵梁的长度方向延伸,形成梯状结构;
9、多个所述钢格栅分别铺设于多个所述横梁上;
10、两组所述电缆槽盒分别设置在所述钢格栅的两侧,并与所述横梁固定连接;
11、多个所述转轴结构均设置在所述纵梁上,使所述横梁可进行折叠。
12、进一步地,所述斜撑单元由焊接球和斜撑杆组成,所述焊接球焊接在所述钢管桩的顶部,所述焊接球顶部与所述斜撑杆焊接,所述斜撑杆与所述钢桁架平台固定连接;
13、所述焊接球上焊接有多个斜撑杆,多个所述斜撑杆在所述焊接球上呈中心放射状。
14、进一步地,所述钢桁架平台由上弦杆、下弦杆、腹杆、檩条组成,所述上弦杆和下弦杆相对设置,所述腹杆设置有多个,且多个所述腹杆设置于所述上弦杆和所述下弦杆之间并固定连接所述上弦杆和所述下弦杆;多个所述檩条设置于所述上弦杆上,多个所述上弦杆分别沿南北和东西两个方向延伸,并相互交错形成钢桁架平台的上平面,所述檩条沿东西方向分布,所述光伏组件通过螺钉与所述檩条固定。
15、进一步地,所述箱变平台由水平杆、竖直杆、连接斜杆组成,用于承受箱变荷载,并将荷载传递到所述钢桁架平台,多个所述水平杆水平设置所述上弦杆上,多个所述竖直杆竖直设置在所述水平杆的一端,所述竖直杆的底部与所述上弦杆连接。
16、进一步地,所述栈桥桩由钢管桩和焊接板组成;所述焊接板焊接于所述钢管桩的顶部,所述电缆栈桥布置在所述焊接板顶部。
17、进一步地,还包括栈桥桩,位于所述钢桁架平台的一侧,为所述电缆栈桥提供搭接平台,所述电缆栈桥焊接在下弦杆上,并搭接在所述栈桥桩上。
18、进一步地,所述电缆栈桥还包括护栏立柱、连杆;
19、多个所述护栏立柱沿所述纵梁的长度方向分布,并等间距的焊接在所述纵梁上;
20、多个所述连杆分别设置在相邻两个所述护栏立柱之间并与所述护栏立柱固定连接。
21、本发明还提供了上述设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构的施工方法,包括以下步骤:
22、s1:钢管桩进行桩基施工:钢管桩及栈桥桩在陆上工厂制作完成后运输至海上,使用打桩船预先对钢管桩进行沉桩;
23、s2:斜撑体系、钢桁架平台和箱变平台施工:在陆上对对斜撑体系、钢桁架平台和箱变平台进行制作,并焊接完成;
24、s3:电缆栈桥施工:在陆上将电缆栈桥事先制作好,计算好转折位置,焊接转轴结构,最后将其焊接在钢桁架平台的下弦杆上;伸出部分折叠后绑扎在下弦杆上;
25、s4:光伏组件的安装及调试:光伏组件通过螺栓安装到檩条上,并在陆上完成光伏组件的电缆接线及调试,确保光伏板之间连接通畅,并将电缆事先放进电缆槽盒中;
26、s5:整体运输吊装焊接:将斜撑体系、光伏组件、钢桁架平台、箱变平台和绑扎好的电缆栈桥整体运输至现场,通过吊装船整体吊装至钢管桩上方,将斜撑体系与焊接球进行焊接施工;
27、s6:重复s5步骤,完成多个光伏平台的安装,随后解除南北向相邻电缆栈桥的绑扎,将电缆栈桥展开旋转至栈桥桩的焊接板处进行焊接连接,完成海上光伏平台结构的整体安装。
28、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
29、一、采用安装在钢桁架平台上的箱变平台,传统的箱变平台往往与光伏支架分离,需单独打桩,将箱变平台集成到钢桁架平台上,减少钢材及海上施工作业流程,达到施工方便和费用低廉的目的;
30、二、采用可折叠式的电缆栈桥,电缆栈桥焊接在钢桁架平台上,可同时提供电缆布置通道和人工检修通道,提高电缆线路的安全性、合理性,降低人员检修难度,有利于后期检查维护工作,电缆栈桥设置转轴结构,吊装过程中可进行折叠减小吊装体积,吊装后可旋转展开至栈桥桩进行搭接,实现施工方便、费用低廉的目的,该电缆栈桥的栈桥桥面以上空间足够充裕,能够满足运维一人的巡视工作,并提高了巡视的工作效率;
31、三、采用钢桁架平台作为光伏组件的受力结构,光伏组件通过螺栓与檩条连接,檩条平铺在上弦杆上,上弦杆通过腹杆与下弦杆整体焊接成桁架结构,这种连接结构可靠、刚度好,可以有效的承担光伏组件的荷载,达到结构可靠、耐久性好的目的;
32、四、采用斜撑体系作为桩基和钢桁架平台的连接组件,通过斜撑的长度控制钢平台的角度,使光伏组件向南呈一定角度斜铺,每块光伏组件之间预留一定的遮挡间距,从而最大限度的利用光照资源,提高光伏组件的发电量;此外,采用焊接球将斜撑和钢管桩焊接,避免应力集中和焊接不牢靠等问题,达到耐久性好、结构可靠的目的;
33、五、采用钢管桩作为结构系统的桩基础,传统光伏常采用phc管桩,虽然单价较低,但是桩间距较小且抗冰和抗波浪能力差,采用钢管桩可以抵抗更大的水平荷载和竖向荷载,从而达到结构可靠、耐久性好的目的;
34、六、采用整体施工方法,光伏组件、钢桁架平台、箱变平台、电缆栈桥和斜撑体系可在陆上加工厂完成焊接、螺栓连接以及防腐工艺后,电缆栈桥折叠后绑扎在钢桁架平台上,后整体运输到现场与钢管桩进行焊接,电缆栈桥解绑展开焊接到栈桥桩上,减少现场的海上施工作业时间与工序,降低施工难度和经济成本,达到费用低廉、施工方便的目的。
35、为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
1.一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于:所述斜撑单元(2)由焊接球(21)和斜撑杆(22)组成,所述焊接球(21)焊接在所述钢管桩(1)的顶部,所述焊接球(21)顶部与所述斜撑杆(22)焊接,所述斜撑杆(22)与所述钢桁架平台(3)固定连接;
3.根据权利要求1所述的一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于:所述钢桁架平台(3)由上弦杆(31)、下弦杆(32)、腹杆(33)、檩条(34)组成,所述上弦杆(31)和下弦杆(32)相对设置,所述腹杆(33)设置有多个,且多个所述腹杆(33)设置于所述上弦杆(31)和所述下弦杆(32)之间并固定连接所述上弦杆(31)和所述下弦杆(32);多个所述檩条(34)设置于所述上弦杆(31)上,多个所述上弦杆(31)分别沿南北和东西两个方向延伸,并相互交错形成钢桁架平台的上平面,所述檩条(34)沿东西方向分布,所述光伏组件(5)通过螺钉与所述檩条(34)固定。
4.根据权利要求3所述的一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于:所述箱变平台(4)由水平杆(41)、竖直杆(42)、连接斜杆(43)组成,用于承受箱变荷载,并将荷载传递到所述钢桁架平台(3),多个所述水平杆(41)水平设置所述上弦杆(31)上,多个所述竖直杆(42)竖直设置在所述水平杆(41)的一端,所述竖直杆(42)的底部与所述上弦杆(31)连接。
5.根据权利要求4所述的一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于:所述栈桥桩(7)由钢管桩(71)和焊接板(72)组成;所述焊接板(72)焊接于所述钢管桩(71)的顶部,所述电缆栈桥(6)布置在所述焊接板(72)顶部。
6.根据权利要求1所述的一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于:还包括栈桥桩(7),位于所述钢桁架平台(3)的一侧,为所述电缆栈桥(6)提供搭接平台,所述电缆栈桥(6)焊接在下弦杆(31)上,并搭接在所述栈桥桩(7)上。
7.根据权利要求1所述的一种设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构,其特征在于:所述电缆栈桥(6)还包括护栏立柱(63)、连杆(64);
8.权利要求1-7任一项所述的设置箱变平台和电缆栈桥的海上光伏平台结构的施工方法,其特征在于:包括以下步骤: