本發(fā)明涉及海上光伏發(fā)電，具體涉及一種用于海上光伏發(fā)電的消波裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源需求的不斷增長和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，可再生能源的開發(fā)和利用已成為全球關(guān)注的焦點。海上光伏作為一種新興的可再生能源形式，因其獨特的優(yōu)勢，如廣闊的安裝空間、較高的光照強(qiáng)度和較少的土地占用等，逐漸被視為未來能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。

2、然而，在海上光伏發(fā)電裝置的建設(shè)和運維過程中，一個尤為突出的問題是光伏區(qū)域的消波問題。由于海洋環(huán)境的復(fù)雜性，海上光伏系統(tǒng)需要承受來自海浪、風(fēng)、潮汐等多種自然力的影響。這些自然力不僅會對光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，還可能導(dǎo)致光伏組件和薄膜等關(guān)鍵部件的損壞或失效。具體來說，在劇烈波浪的作用下，薄膜結(jié)構(gòu)可能因承受不住巨大的沖擊力而發(fā)生破損或斷裂，導(dǎo)致光伏組件和薄膜沉入海底，不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能對海洋環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

3、為了解決海上光伏區(qū)域的消波問題，設(shè)置消波結(jié)構(gòu)。具體而言，呈直立式的消波結(jié)構(gòu)安裝在光伏組件的迎浪側(cè)。然而，在實際應(yīng)用中，直立式消波結(jié)構(gòu)的會引起較大的反射系數(shù)，使得波浪的能量耗散較少，導(dǎo)致消波效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于海上光伏發(fā)電的消波裝置，以解決消波效果不佳的問題。

2、具體而言，一種用于海上光伏發(fā)電的消波裝置，包括消波單體，所述消波單體包括支撐基礎(chǔ)和消波結(jié)構(gòu)，所述支撐基礎(chǔ)底部與海床面固定；所述消波結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述支撐基礎(chǔ)的端部為第一端部，所述第一端部安裝在所述支撐基礎(chǔ)的頂部，所述消波結(jié)構(gòu)靠近所述支撐基礎(chǔ)的端部為第二端部，所述第一端部于第一方向設(shè)置在所述第二端部靠近光伏組件的一側(cè)，并且所述第一端部位于所述第二端部上方；其中，第一方向為來浪方向。

3、有益效果：通過令消波結(jié)構(gòu)的第一端部位于第二端部上方，并且令第一端部于來浪方向設(shè)置在第二端部靠近光伏組件的一側(cè)，使得消波結(jié)構(gòu)構(gòu)成斜坡式構(gòu)造，可以降低其反射系數(shù)，又通過將消波結(jié)構(gòu)安裝在支撐基礎(chǔ)的頂部，使得消波結(jié)構(gòu)可以作為消波的主要部分，使得波浪可以在斜坡式的消波結(jié)構(gòu)的表面發(fā)生破碎，在波浪的水平和豎直方向的運動上有效地消除波浪的能量。使得改進(jìn)后的消波結(jié)構(gòu)可以降低波浪對光伏組件造成的沖擊，因此可以降低光伏組件的損壞率和維修頻率，從而降低維護(hù)成本。

4、在一種可選的實施方式中，所述消波結(jié)構(gòu)包括消波殼體，所述消波殼體設(shè)有安裝腔室以及與所述安裝腔室連通的第一開口和第二開口，所述第一開口設(shè)置在所述消波殼體的迎浪側(cè)，所述第二開口設(shè)置在所述消波殼體的背浪側(cè)，所述安裝腔室用于填充柔性介質(zhì)。

5、有益效果：通過在消波結(jié)構(gòu)的消波殼體的迎浪側(cè)設(shè)有第一開口，并使第一開口與消波殼體設(shè)有的安裝腔室連通，使得波浪經(jīng)過第一開口時，會允許一部分波浪進(jìn)入安裝腔室，又通過在安裝腔室內(nèi)部填充柔性介質(zhì)，使得填充的柔性介質(zhì)可以有效地吸收波浪的能量，使得波浪的能量得到耗散，從而降低波浪的沖擊力，同時，通過在消波殼體的背浪側(cè)開設(shè)有第二開口，并使第二開口與安裝腔室連通，令得到緩沖的波浪可以于第二開口處的緩慢流出。即，波浪在經(jīng)過消波殼體時，可以得到柔性介質(zhì)的摩擦、阻尼作用，使得波浪的能量得到耗散，從而使得背浪側(cè)的第二開口處流出的波浪的沖擊力顯著降低，從而延長消波結(jié)構(gòu)的壽命。

6、在一種可選的實施方式中，所述消波殼體包括背浪側(cè)框架，所述背浪側(cè)框架為多段折彎結(jié)構(gòu)以圍合形成安裝腔室，所述背浪側(cè)框架的迎浪側(cè)設(shè)有多個第一開口，所述背浪側(cè)框架的背浪側(cè)設(shè)有多個第二開口。

7、有益效果：通過令消波殼體的背浪側(cè)框架設(shè)置為多段折彎結(jié)構(gòu)，并使消波殼體圍合形成安裝腔室，使得進(jìn)入安裝腔室的波浪可以經(jīng)過多次折彎和反射，使得波浪在安裝腔室內(nèi)得到充分的耗散，又通過將安裝腔室內(nèi)填充柔性介質(zhì)，可以進(jìn)一步耗散波浪的能量。同時，通過在背浪側(cè)框架的迎浪側(cè)設(shè)有多個第一開口，可以增加波浪進(jìn)入安裝腔室的通道，提高了波浪與柔性介質(zhì)的接觸面積，從而增強(qiáng)了波浪能量的吸收和耗散效果。此外，通過在背浪側(cè)框架的背浪側(cè)設(shè)有多個第二開口，可以使得經(jīng)過耗散的波浪能夠更均勻地流出消波殼體，避免了波浪在背浪側(cè)集中和反射，進(jìn)一步降低了波浪對后方設(shè)施的沖擊。

8、在一種可選的實施方式中，所述消波殼體還包括迎浪側(cè)框架，所述迎浪側(cè)框架通過連接結(jié)構(gòu)拆卸安裝在所述背浪側(cè)框架的迎浪側(cè)；其中，所述迎浪側(cè)框架設(shè)有多個，多個迎浪側(cè)框架沿著第二方向間隔設(shè)置，第二方向于水平基準(zhǔn)面內(nèi)垂直于第一方向。

9、有益效果：通過在背浪側(cè)框架的迎浪側(cè)安裝有多個沿著第二方向間隔設(shè)置的迎浪側(cè)框架，可以有效地分散波浪對消波殼體的沖擊力，以提高背浪側(cè)框架的迎浪側(cè)對波浪的抗沖擊能力，減少殼體因直接沖擊而受損的風(fēng)險。

10、在一種可選的實施方式中，所述消波單體設(shè)有多個，多個所述消波單體沿著第二方向分為至少兩組。

11、有益效果：通過令多個消波單體于第二方向分為至少兩組，可以形成更廣泛的消波區(qū)域，有助于減少波浪對光伏組件和其他海上設(shè)施的損害。同時，分組設(shè)置的消波單體能夠形成更堅固的防護(hù)屏障，以抵御風(fēng)浪的長期侵蝕和沖刷。

12、在一種可選的實施方式中，任一消波單體組沿著第一方向依次布置有多排消波單體；其中，在相鄰的兩排所述消波單體中，靠近光伏組件的一排所述消波單體中柔性介質(zhì)的孔隙率低于遠(yuǎn)離光伏組件的一排所述消波單體中柔性介質(zhì)的孔隙率。

13、有益效果：通過令任一消波單體組均設(shè)置為沿著第一方向依次布置有多排消波單體的形式，由于相鄰的兩排消波單體中靠近光伏組件的一排消波單體中柔性介質(zhì)的孔隙率低于遠(yuǎn)離光伏組件的一排消波單體中柔性介質(zhì)的孔隙率，使得遠(yuǎn)離光伏組件的消波單體可以吸收和耗散更多的波浪能量，并將剩余的波浪能量傳遞給相近的消波單體，并在兩排消波單體之間進(jìn)行往復(fù)振蕩，構(gòu)成梯度消波的構(gòu)造，有助于進(jìn)一步提高整體的消波效率。

14、在一種可選的實施方式中，相鄰兩組所述消波單體在第二方向間隔設(shè)置。

15、有益效果：當(dāng)波浪撞擊其中一組消波單體時，通過令相鄰兩組消波單體在第二方向間隔設(shè)置，即，將相鄰兩組消波單體在水平基準(zhǔn)面內(nèi)垂直于波浪的來浪方向的方向間隔設(shè)置，會有一部分波浪沿著第二方向分散至相鄰組的消波單體，進(jìn)一步分散波浪能量，有助于降低波浪對光伏組件和其他海上設(shè)施的沖擊。

16、在一種可選的實施方式中，所述第二端部與所述支撐基礎(chǔ)連接；所述消波單體還包括斜撐桿，所述斜撐桿靠近所述支撐基礎(chǔ)的端部為第三端部，所述斜撐桿遠(yuǎn)離所述支撐基礎(chǔ)的端部為第四端部，所述第三端部安裝于所述支撐基礎(chǔ)，并且所述第三端部位于所述第二端部靠近光伏組件的一側(cè)，所述第四端部與所述消波結(jié)構(gòu)連接。

17、有益效果：通過將斜撐桿的第三端部安裝在支撐基礎(chǔ)上，并將斜撐桿的第四端部與消波結(jié)構(gòu)連接，構(gòu)成穩(wěn)定的三角形支撐結(jié)構(gòu)，使得斜撐桿可以為消波結(jié)構(gòu)提供支撐力，有助于消波結(jié)構(gòu)抵抗來自波浪的沖擊力和傾覆力矩，從而提高消波裝置對于波浪的消波效率。

18、在一種可選的實施方式中，所述支撐基礎(chǔ)包括鋼管樁和主體框架，所述鋼管樁豎直安裝于海床面；所述主體框架沿著所述鋼管樁的軸線方向安裝在所述鋼管樁遠(yuǎn)離所述海床面的端部，所述主體框架頂部安裝消波結(jié)構(gòu)。

19、有益效果：通過令鋼管樁豎直安裝在海床面，此時主體框架安裝在鋼管樁頂部，在安裝在主體框架頂部的消波結(jié)構(gòu)承受波浪荷載時，可以通過鋼管樁傳遞至海床，實現(xiàn)荷載的傳遞，確保消波裝置整體結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

20、在一種可選的實施方式中，所述支撐基礎(chǔ)還包括灌漿導(dǎo)管，所述灌漿導(dǎo)管的灌漿入口位于所述鋼管樁外，所述灌漿導(dǎo)管的灌漿出口朝向所述鋼管樁內(nèi)部延伸。

21、有益效果：通過令灌漿導(dǎo)管的灌漿入口位于鋼管樁外，灌漿導(dǎo)管的灌漿出口延伸至鋼管樁內(nèi)部，可以為鋼管樁內(nèi)部灌注混凝土漿料，以填充鋼管樁內(nèi)部的空隙，從而提高樁身的密實度和整體強(qiáng)度，有助于增強(qiáng)鋼管樁的承載能力，使其更好地承受、傳遞波浪的荷載，并約束鋼管樁周圍土體的變形，提高其抗拔能力，使得鋼管樁在受到波浪的向上拉力時更加穩(wěn)定，不易拔出，并減少因波浪荷載引起的土體沉降，有助于保證頂部的消波結(jié)構(gòu)較好的進(jìn)行消波。