EA036603B1 - Solar power plant - Google Patents

Solar power plant Download PDF

Info

Publication number
EA036603B1
EA036603B1 EA201892704A EA201892704A EA036603B1 EA 036603 B1 EA036603 B1 EA 036603B1 EA 201892704 A EA201892704 A EA 201892704A EA 201892704 A EA201892704 A EA 201892704A EA 036603 B1 EA036603 B1 EA 036603B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
power plant
mat
module
modules
plant according
Prior art date
Application number
EA201892704A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201892704A1 (en
Inventor
Берге Бьернеклетт
Original Assignee
Оушн Сан Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оушн Сан Ас filed Critical Оушн Сан Ас
Priority claimed from PCT/NO2017/050139 external-priority patent/WO2017209625A1/en
Publication of EA201892704A1 publication Critical patent/EA201892704A1/en
Publication of EA036603B1 publication Critical patent/EA036603B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/10Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
    • F24S10/17Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds using covers or floating solar absorbing elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/70Waterborne solar heat collector modules
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12Hybrid wind-PV energy systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10Frame structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/20Collapsible or foldable PV modules
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/42Cooling means
    • H02S40/425Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/90Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
    • Y02A40/963Off-grid food refrigeration
    • Y02A40/966Powered by renewable energy sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47Mountings or tracking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

An offshore photovoltaic power plant (100) comprising a pliable mat (2) configured to be arranged on a surface (33) of a body of water, the mat (2) having a plurality of photovoltaic modules (1) fixed thereon. The photovoltaic modules may be marinized and equipped with a buoyant rigid aluminium structure which prevents mechanical damage to the cells. The rigid backside structure may also serve as an efficient heat sink by direct thermal conduction from the solar cells to the pliable mat. There are also provided a fish farm, an offshore power plant, a method of constructing an offshore photovoltaic power plant and a method of installing a floating photovoltaic power plant.

Description

Настоящее изобретение относится к производству возобновляемой энергии и, более конкретно, к устройствам и способам, относящимся к плавучим солнечным электростанциям.The present invention relates to the production of renewable energy and, more specifically, to devices and methods related to floating solar power plants.

Предпосылки изобретенияBackground of the invention

Известны плавучие фотоэлектрические (ФЭ) солнечные энергетические системы, хотя в настоящее время они широко не используются. Такие системы обычно развертывают на спокойной воде, т.е. на озерах, на водохранилищах, образованных плотинами гидроэлектростанций, на реках и т.п. Некоторые из сложностей, связанных с плавучими солнечными энергетическими установками, включают воздействие нагрузок от волн и течений, затруднительное и трудоемкое развертывание станции (или ее компонентов), а также проблемы, связанные с доступом для технического обслуживания и очистки системы (например, от соли или твердых частиц, накапливающихся на поверхностях элементов станции). Кроме того, существующие в настоящее время плавучие солнечные энергетические системы ограничены также своей относительно высокой стоимостью.Floating photovoltaic (PV) solar power systems are known, although they are not widely used at present. Such systems are usually deployed in calm waters, i.e. on lakes, on reservoirs formed by dams of hydroelectric power plants, on rivers, etc. Some of the challenges associated with floating solar power plants include the effects of waves and currents, the cumbersome and time-consuming deployment of the plant (or its components), and problems with access for maintenance and cleaning of the system (e.g. salt or solids). particles accumulating on the surfaces of the station elements). In addition, currently existing floating solar power systems are also limited by their relatively high cost.

Примеры известных из уровня техники аналогов, которые могут быть полезны для понимания предпосылок изобретения, включают US 2012/0242275 А1, который описывает крупномасштабную подвижную океанскую солнечную установку генерации энергии; US 2015/0162866 А1, который описывает несущее устройство для солнечной панели; US 2014/0224165 А1, который описывает устройство для удержания фотоэлектрической панели; а также KR 1011013316 В и KR 101612832 В, которые описывают солнечные элементы, расположенные на плавучих устройствах.Examples of prior art analogs that may be useful in understanding the background of the invention include US 2012/0242275 A1, which describes a large scale mobile ocean solar power generation plant; US 2015/0162866 A1, which describes a carrier for a solar panel; US 2014/0224165 A1, which describes a device for holding a photovoltaic panel; and KR 1011013316 V and KR 101612832 V, which describe solar cells located on floating devices.

В настоящее время существуют как технические, так и экономические проблемы, связанные с плавучими фотоэлектрическими электростанциями. Следовательно, существует необходимость в усовершенствованных системах и способах генерации такой возобновляемой энергии для различных применений и назначений. Настоящее изобретение направлено на обеспечение улучшенных устройств и способов, относящихся к плавучим солнечным электростанциям, обеспечивающих преимущества и/или устраняющих существующие проблемы или недостатки, связанные с известными системами и методами.Currently, there are both technical and economic problems associated with floating photovoltaic power plants. Therefore, there is a need for improved systems and methods for generating such renewable energy for a variety of uses and purposes. The present invention is directed to providing improved devices and methods related to floating solar power plants that provide advantages and / or eliminate the existing problems or disadvantages associated with the known systems and methods.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В одном варианте осуществления предложена прибрежная фотоэлектрическая электростанция, содержащая гнущийся мат, выполненный с возможностью его расположения на поверхности водного пространства, причем этот мат имеет множество закрепленных на нем фотоэлектрических модулей. В приложенной формуле изобретения изложены дополнительные альтернативные и/или особенно выгодные варианты осуществления.In one embodiment, there is provided an coastal photovoltaic power plant comprising a flexible mat adapted to be positioned on the surface of a body of water, the mat having a plurality of photovoltaic modules attached thereto. In the appended claims, additional alternative and / or particularly advantageous embodiments are set forth.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Теперь будут описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Illustrative embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 показывает схематичный вид плавающей в море фотоэлектрической системы;fig. 1 shows a schematic view of a photovoltaic system floating at sea;

фиг. 2 показывает фотоэлектрический модуль, прикрепленный к снабженному отверстиями плавучему мату;fig. 2 shows a photovoltaic module attached to a perforated floating mat;

фиг. 3 показывает сечение фотоэлектрического модуля с элементом жесткости, содержащим теплоотвод;fig. 3 shows a cross-sectional view of a photovoltaic module with a stiffener containing a heat sink;

фиг. 4 показывает сечение фотоэлектрического модуля с охлаждающим элементом жесткости, состоящим из гофрированного профиля;fig. 4 shows a sectional view of a photovoltaic module with a corrugated profile cooling stiffener;

фиг. 5 показывает сечение мата по одному варианту осуществления;fig. 5 shows a cross-sectional view of a mat according to one embodiment;

фиг. 6 показывает фотоэлектрическую систему по одному варианту осуществления;fig. 6 shows a photovoltaic system according to one embodiment;

фиг. 7А-7С показывают фотоэлектрическую систему по одному варианту осуществления;fig. 7A-7C show a photovoltaic system in one embodiment;

фиг. 8А-8В показывают фотоэлектрическую систему по одному варианту осуществления;fig. 8A-8B show a photovoltaic system in one embodiment;

фиг. 9 показывает фотоэлектрическую систему по одному варианту осуществления;fig. 9 shows a photovoltaic system according to one embodiment;

фиг. 10 показывает аспекты фотоэлектрический модуля;fig. 10 shows aspects of a photovoltaic module;

фиг. 11 показывает сечение фотоэлектрического модуля с охлаждающим элементом жесткости, состоящим из гофрированного профиля;fig. 11 shows a sectional view of a photovoltaic module with a corrugated profile cooling stiffener;

фиг. 12а и 12B показывают фотоэлектрическую систему по одному варианту осуществления;fig. 12a and 12B show a photovoltaic system in one embodiment;

Фиг. 13 показывает солнечную электростанцию по одному варианту осуществления.FIG. 13 shows a solar power plant according to one embodiment.

Подробное описаниеDetailed description

Многие стационарные или плавающие прибрежные морские объекты, такие как платформы для добычи нефти и газа, установки для бурения или перерабатывающие установки, требуют для своей работы значительное количество энергии. Другие энергопотребляющие объекты включают в себя крупные рыбоводные хозяйства или населенные людьми острова, которые расположены вдали от электрической сети. Спрос на энергию у этих объектов обычно удовлетворяется посредством дизельных или газотурбинных генераторов. В связи с высоким потреблением энергии, извлекаемой из источников ископаемого топлива, и с последующим выбросом углекислого газа в атмосферу эта деятельность стала причиной серьезных споров среди экологов и политиков. Кроме того, важным фактором, принимаемым во внимание операторами и владельцами таких установок, является стоимость электроэнергии.Many fixed or floating offshore facilities, such as oil and gas platforms, drilling or processing facilities, require significant amounts of energy to operate. Other energy-consuming facilities include large fish farms or human-inhabited islands that are located away from the electrical grid. The energy demand of these facilities is usually met by diesel or gas turbine generators. Due to the high consumption of energy extracted from fossil fuel sources and the subsequent release of carbon dioxide into the atmosphere, these activities have caused serious controversy among environmentalists and politicians. In addition, the cost of electricity is an important factor taken into account by operators and owners of such installations.

В соответствии с описанными здесь вариантами осуществления предложена плавучая установка генерации возобновляемой энергии, пригодная для подключения к обычной наземной электрической сетиIn accordance with the embodiments described herein, there is provided a floating renewable energy generation facility suitable for connection to a conventional land-based electrical network

- 1 036603 по кабелю, или же для автономной, не связанной с электросетью выработки электроэнергии. Варианты ее осуществления могут использоваться в отдаленных или прибрежных морских районах или во внутренних водах и могут быть предназначены, например, для замены работающих на основе ископаемого топлива генераторов или электростанций и, таким образом, для уменьшения выбросов СО2 при производстве электроэнергии. Например, многие густонаселенные районы, включая многие мегаполисы, расположены на побережье. В таких районах имеющаяся площадь или крыши домов, пригодные для использования обычных источников возобновляемой энергии, такой как энергия ветра и солнечная энергия, очень ограничены. В таких районах в соответствии с описанными здесь вариантами осуществления может быть внесен существенный вклад в производство энергии из возобновляемых источников при умеренной стоимости и при высокой эксплуатационной надежности.- 1 036603 by cable, or for autonomous power generation not connected to the power grid. Its embodiments can be used in remote or coastal marine areas or in inland waters and can be designed, for example, to replace fossil-fuel-based generators or power plants and thus reduce CO2 emissions from electricity generation. For example, many densely populated areas, including many metropolitan areas, are located on the coast. In such areas, the available floor space or rooftops suitable for conventional renewable energy sources such as wind and solar power are very limited. In such areas, in accordance with the embodiments described herein, a significant contribution to the production of energy from renewable sources can be made at a moderate cost and with high operational reliability.

Варианты осуществления данной системы пригодны для различных применений и могут быть реализованы, например, для замены или для обеспечения значительной части спроса на энергию в дневное время весной, летом и осенью. Например, фотоэлектрические элементы могут хорошо работать в гибридных системах электроснабжения, в которых гибкие генераторы на основе топлива легко могут нивелировать типичные отклонения, которые возникают при изменяющейся из-за облаков и положения Солнца выходной мощности солнечных энергетических систем. В качестве альтернативы можно также использовать аккумуляторные батареи для накопления энергии.Embodiments of this system are suitable for a variety of applications and can be implemented, for example, to replace or meet a significant portion of the daytime energy demand in spring, summer and fall. For example, photovoltaic cells can work well in hybrid power systems, in which flexible, fuel-based generators can easily offset the typical variances that occur when the power output of solar power systems changes due to clouds and the position of the sun. Alternatively, rechargeable batteries can also be used to store energy.

Стандартный 60- или 72-элементный фотоэлектрический модуль, предназначенный для использования в больших электростанциях, не рассчитан непосредственно на то, чтобы противостоять механическим усилиям, которые могут возникать при ударе волн и/или при сильных порывах ветра в море. Более того, этим модулям обычно требуются сплошные каркасы, которые надежно прикреплены к земле. Установочные каркасы теоретически могут быть расположены на баржах или других плавучих судах, но не без существенных издержек по сравнению, например, с крупномасштабными наземными установками. Описанные здесь варианты осуществления смягчают такие проблемы, связанные с традиционной технологией.The standard 60- or 72-cell PV module for use in large power plants is not directly designed to withstand the mechanical forces that can occur from shock waves and / or strong gusts of wind at sea. Moreover, these modules usually require solid frames that are securely anchored to the ground. Installation cages can theoretically be located on barges or other floating vessels, but not without significant costs compared to, for example, large-scale land-based installations. The embodiments described herein mitigate such problems associated with conventional technology.

Фиг. 1 (не в масштабе) показывает вариант осуществления, содержащий взаимосвязанные фотоэлектрические модули 1, установленные на удлиненных гибких плавучих матах 2. Эти маты 2 прикреплены к буям 3, которые закреплены, например, цепями, полиэфирными или нейлоновыми канатами 4, которые, в свою очередь, прикреплены к морскому дну якорями 5.FIG. 1 (not to scale) shows an embodiment comprising interconnected photovoltaic modules 1 mounted on elongated flexible floating mats 2. These mats 2 are attached to buoys 3, which are secured, for example, by chains, polyester or nylon ropes 4, which in turn , anchored to the seabed 5.

Фиг. 2 (не в масштабе) показывает фотоэлектрический модуль 1, имеющий раму 8 с точками крепления для прикрепления ее к плавучему мату 2 с использованием проушин 9 со скобами 10. Мат 2 может быть перфорирован отверстиями 30, например, для стекания воды, скапливающейся на верхней стороне мата 2.FIG. 2 (not to scale) shows a photovoltaic module 1 having a frame 8 with attachment points for attaching it to a floating mat 2 using lugs 9 with brackets 10. The mat 2 can be perforated with holes 30, for example to drain water that collects on the upper side mat 2.

Фиг. 3 показывает сечение одного варианта осуществления фотоэлектрического модуля 1, пригодного для использования с описанным выше матом 2. Фотоэлектрический модуль 1 имеет ламинат 12, инкапсулирующий солнечные элементы 13 на основе кремния. Модуль 1 построен с легким композитным материалом-наполнителем 6 типа сэндвич и теплоотводящими элементами 7. Теплоотводящие элементы 7 расположены для облегчения отвода тепла с задней стороны ламината 12 в море.FIG. 3 shows a cross-sectional view of one embodiment of a photovoltaic module 1 suitable for use with the above-described mat 2. The photovoltaic module 1 has a laminate 12 encapsulating silicon-based solar cells 13. Module 1 is built with a lightweight sandwich type composite filler material 6 and heat sinks 7. The heat sinks 7 are positioned to facilitate heat dissipation from the rear of the laminate 12 into the sea.

Фиг. 4 показывает сечение второго варианта осуществления, в котором теплоотвод выполнен из алюминиевого профиля или гофрированных теплоотводящих пластин 11, прикрепленных к алюминиевой раме 8 модуля 1.FIG. 4 shows a cross-sectional view of a second embodiment, in which the heat sink is made of an aluminum profile or corrugated heat sink plates 11 attached to the aluminum frame 8 of the module 1.

Вышеописанные варианты осуществления основаны на множественных жестких и усиленных фотоэлектрических модулях 1, которые соединены между собой в нити или матрицы и установлены на больших тонких гибких матах или полосах 2, которые плавают в море. Эти маты или удлиненные полосы-подложки 2 являются полностью гибкими, фактически следуют за движением морских волн и обычно проявляют так называемое гидроупругое поведение. Наличие матов 2, которые могут покрывать большие площади, эффективно предотвращает мелкие волны и брызги. Кроме того, множество матов 2 могут быть взаимосвязаны.The above described embodiments are based on multiple rigid and reinforced photovoltaic modules 1 that are interconnected in strands or dies and mounted on large thin flexible mats or strips 2 that float in the sea. These mats or elongated backing strips 2 are completely flexible, actually follow the movement of sea waves and usually exhibit so-called hydroelastic behavior. Having 2 mats that can cover large areas effectively prevents small waves and splashes. In addition, a plurality of mats 2 can be interconnected.

Маты 2 могут иметь или не иметь перфорационные отверстия, выемки, одноходовые клапаны, насосы или другие приспособления, позволяющие осуществлять удаление накапливающейся воды (такой как, например, дождевая вода). Альтернативно, маты 2 могут быть изготовлены из сетки, т.е. могут иметь относительно большие отверстия. Фиг. 2 показывает пример таких перфорационных отверстий 30, выполненных поперек сквозь мат 2. Если желательно, плавучесть матов 2 может быть рассчитана на удержание тонкой пленки воды поверх некоторых частей или практически всего мата 2. Это может быть благоприятно для охлаждения самого мата 2 и/или фотоэлектрических модулей 1.The mats 2 may or may not have perforations, recesses, one-way valves, pumps, or other devices to allow the removal of accumulated water (such as, for example, rainwater). Alternatively, the mats 2 can be made of mesh, i. E. may have relatively large openings. FIG. 2 shows an example of such perforations 30 made across the mat 2. If desired, the buoyancy of the mats 2 can be designed to hold a thin film of water over some or substantially all of the mat 2. This can be beneficial for cooling the mat 2 itself and / or the photovoltaic modules 1.

Маты 2 могут быть изготовлены из листа, сетки, ткани, пленки или плиты, например, из полиэтилена, полипропилена, полиуретана, этилвинилацетата (ЭВА), синтетического каучука или сополимеров, которые могут производиться в виде больших секций. Альтернативно, ткань может также быть многослойной и/или частично надутой за счет карманов или удлиненных туннелей, содержащих газ, воду с низкой соленостью, плавучие твердые вещества, масла, гели, пены или иные компоненты. Это схематично проиллюстрировано на фиг. 5, показывающей разрез мата 2, изображенного на фиг. 2, с перфорационными отверстиями 30 и карманами 31, содержащими текучую среду или твердый материал с плотностьюThe mats 2 can be made from sheet, mesh, fabric, film or board, for example polyethylene, polypropylene, polyurethane, ethyl vinyl acetate (EVA), synthetic rubber, or copolymers, which can be produced in large sections. Alternatively, the fabric can also be multi-layered and / or partially inflated by pockets or elongated tunnels containing gas, low salinity water, floating solids, oils, gels, foams, or other components. This is illustrated schematically in FIG. 5 showing a section through the mat 2 of FIG. 2, with perforations 30 and pockets 31 containing fluid or solid material with a density

- 2 036603 ниже, чем у воды, т.е. менее чем 1 кг/дм3. Карманы 31 могут быть выполнены в виде удлиненных туннелей вдоль длины мата 2.- 2 036603 lower than near water, i.e. less than 1 kg / dm 3 . The pockets 31 can be made in the form of elongated tunnels along the length of the mat 2.

Фотоэлектрические модули 1 прикреплены к матам 2, например, быстрозащелкивающимися карабинами или скобами 10, которые прикреплены к проушинам 9, которые надежно приварены или встроены в маты 2. Альтернативными средствами фиксации могут быть, например, ремни, пришитые карманы, приваренные петли, соединительные направляющие и т.д. В рамках настоящего изобретения может быть предусмотрено множество других способов фиксации.The photovoltaic modules 1 are attached to the mats 2, for example, with quick-release carabiners or staples 10, which are attached to the lugs 9, which are securely welded or embedded in the mats 2. Alternative means of fixing can be, for example, belts, sewn-on pockets, welded loops, connecting guides and etc. Many other locking methods can be envisaged within the scope of the present invention.

Преимущественно конструкцию рамы 8 и модуля 1 проектируют с тройной целью: во-первых, обеспечение повышенной жесткости и предотвращение разрушения солнечных элементов, во-вторых, способствование тепловому рассеянию посредством отвода тепла к более холодному мату 2 и воде и, наконец, обеспечение воздухонепроницаемой оболочки и тем самым, необязательно, обеспечение плавучести морского модуля.Advantageously, the design of the frame 8 and module 1 is designed with a triple purpose: firstly, to provide increased rigidity and prevent the destruction of solar cells, secondly, to promote heat dissipation by transferring heat to the colder mat 2 and water, and, finally, to provide an airtight envelope and thereby, optionally, ensuring the buoyancy of the marine module.

Относительно тонкие солнечные элементы на основе кремния в фотоэлектрических модулях 1 являются по своей природе хрупкими и подвержены разламыванию. Чтобы устранить проблему разламывания, вызванного беспрестанным движением и/или ударными воздействиями морских волн, модули 1 могут быть упрочнены. Упрочнение может быть достигнуто, например, посредством конструкции несущей рамы 8 и/или добавлением придающего жесткость материала-наполнителя на задней стороне 1b модуля 1. Теплоотводящие элементы 7 и/или теплоотводящие пластины 11 также могут быть спроектированы так, чтобы обеспечивать конструктивную прочность в пределах модуля 1. Таким образом можно создать очень жесткий модуль 1, увеличивающий сопротивление изгибу и эффективный радиус изгиба ламинированных солнечных элементов, а значит, избежать чрезмерных повреждений. Такое упрочнение может использоваться, например, для предотвращения повреждения и обеспечения надежности системы в суровых прибрежных районах. В менее сложных местах, таких как внутренние водоемы, требования к укреплению могут быть понижены.The relatively thin silicon-based solar cells in the photovoltaic modules 1 are inherently fragile and prone to fracture. To eliminate the problem of fracture caused by continuous movement and / or shock effects of sea waves, modules 1 can be strengthened. Strengthening can be achieved, for example, by the design of the support frame 8 and / or by adding a stiffening filler material on the rear side 1b of the module 1. The heat sinks 7 and / or the heat sink plates 11 can also be designed to provide structural strength within the module. 1. In this way, a very rigid module 1 can be created, which increases the bending resistance and effective bending radius of laminated solar cells, and thus avoids excessive damage. This hardening can be used, for example, to prevent damage and ensure system reliability in rugged coastal areas. In less challenging locations, such as inland waterways, the reinforcement requirements can be reduced.

Обычно задняя сторона фотоэлектрического модуля 1 открыта для циркуляции воздуха, чтобы исключить теплоизоляцию, которая может вызвать чрезмерное нагревание солнечных элементов и потерю их электрической эффективности. В одном варианте осуществления эта проблема решена тем, что задней стороне 1b позволяют находиться в тепловой связи (термическом контакте) с морской водой. Это может быть достигнуто обеспечением алюминиевого теплоотводящего элемента 7, 11, прикрепленного к задней стороне 1b модуля 1 или образующего ее часть. Сам по себе благоприятный эффект водяного охлаждения солнечных элементов уже давно установлен и известен в промышленности. Придающий жесткость материал-наполнитель, который также действует как теплоотвод 6, может быть также оснащен охлаждающими каналами, чтобы обеспечить возможность теплового рассеяния непосредственно в воду. Такой композитный (составной) материал-наполнитель 6 может также быть предпочтительно выполнен из материала с благоприятной удельной теплопроводностью.Typically, the rear side of the photovoltaic module 1 is open to air circulation in order to avoid thermal insulation, which can cause the solar cells to overheat and lose their electrical efficiency. In one embodiment, this problem is solved in that the rear side 1b is allowed to be in thermal communication (thermal contact) with seawater. This can be achieved by providing an aluminum heat sink 7, 11 attached to the rear side 1b of the module 1 or forming a part thereof. The beneficial effect of water cooling of solar cells itself has long been established and known in the industry. The stiffening filler material, which also acts as the heat sink 6, can also be equipped with cooling channels to allow heat dissipation directly into the water. Such a composite (composite) filler material 6 can also preferably be made of a material with favorable thermal conductivity.

Прибрежный массив фотоэлектрических модулей может быть спроектирован с достаточной плавучестью для того, чтобы он мог плавать с частично погруженной в воду задней стороной фотоэлектрических модулей 1, делая возможной теплопередачу воде. Модули 1 сами по себе могут быть или не быть плавучими. Нити 2 модулей или множественные нити, образующие массив, закрепляют к морскому дну якорями 5, цепями в сочетании с легким канатом, выполненным, например, из полиэфира или нейлона. Возможны также альтернативные средства швартовки, например нити 2 модулей могут быть прикреплены к суше, например, при применениях вблизи берега или дамбы. Для предотвращения утягивания фотоэлектрической установки подводными течениями и/или силами дрейфа волн устанавливают также буи 3. Г еометрия, а также число и размеры якорей 5 и буев 3 могут быть рассчитаны для минимизации боковых сил дрейфа. Необходимые плавучесть и точки фиксации для постановки на якорь могут также обеспечиваться одним или несколькими бесконечными (замкнутыми) трубчатыми элементами, охватывающими периметр мата. Буи 3 могут быть также оснащены соответствующими фонарями для обозначения местоположения электростанции для моряков.The coastal PV array can be designed with sufficient buoyancy to float with the partially submerged back of the PV modules 1, allowing heat transfer to water. The modules 1 themselves may or may not be floating. The threads 2 of the modules or multiple threads forming an array are fixed to the seabed with anchors 5, chains in combination with a light rope made, for example, of polyester or nylon. Alternative means of mooring are also possible, for example the threads 2 of the modules can be attached to land, for example in applications close to a shore or a dam. To prevent the photovoltaic installation from being pulled by underwater currents and / or by the forces of wave drift, buoys 3 are also installed. Geometry, as well as the number and dimensions of anchors 5 and buoys 3 can be calculated to minimize lateral drift forces. The necessary buoyancy and anchoring points may also be provided by one or more endless (closed) tubular elements that surround the perimeter of the mat. Buoys 3 can also be equipped with appropriate lanterns to indicate the location of the power plant for seafarers.

Для легкого присоединения фотоэлектрических модулей 1 можно использовать быстрые соединители между матами 2 и модулями 1, позволяющие проводить быструю и экономичную установку посредством развертывания фотоэлектрических модулей 1, прикрепленных к гибким матам 2, полосам мата или шлангам, на поверхность с соответствующего судна или с наземного участка (места на берегу), такого как пристань. Модули 1 являются штабелируемыми, и их можно легко разворачивать или сворачивать в случае экстремальных погодных условий. Фотоэлектрические модули 1 электрически соединены между собой с использованием высококачественных, некорродируемых контактов, допускающих погружение в воду. Кроме того, электрические кабели могут, необязательно, быть механически прикреплены к жесткому модулю 1 с тем, чтобы повысить свойства снятия механический напряжений за пределы того, что обусловлено обычными выводами соединительной коробки.For easy connection of PV modules 1, quick connectors can be used between the mats 2 and the modules 1, allowing a quick and economical installation by deploying the PV modules 1 attached to flexible mats 2, mat strips or hoses to the surface from a respective vessel or from a land site ( shore), such as a marina. Modules 1 are stackable and can be easily deployed or collapsed in case of extreme weather conditions. The photovoltaic modules 1 are electrically connected to each other using high quality, non-corrosive contacts that can be immersed in water. In addition, the electrical cables may optionally be mechanically attached to the rigid module 1 in order to enhance the strain relief properties beyond that of conventional junction box terminals.

В зависимости от размера массива фотоэлектрических модулей, числа ниток 2, расчетной пиковой мощности и т.д., фотоэлектрическая система подключена к инверторам, способным преобразовывать электроэнергию в подаваемую предполагаемому наземному или прибрежному потребителю. Если инверторы и трансформаторы не установлены непосредственно на прибрежном объекте конечного пользова- 3 036603 теля, они могут быть герметизированы и выполнены плавучими. Последнее особенно относится к установке большой площади, например, с множественными инверторами последовательно соединенных солнечных модулей (нитей), а также к тому случаю, когда электропитание конечному пользователю подается по главному силовому кабелю.Depending on the size of the PV array array, the number of strings 2, the estimated peak power, etc., the PV system is connected to inverters capable of converting electricity into supply to the intended land or coastal consumer. If inverters and transformers are not installed directly at the offshore end-user facility, they may be sealed and made floating. The latter especially applies to a large-area installation, for example with multiple inverters of solar modules (filaments) connected in series, and also when the power supply to the end user is supplied via the main power cable.

В одном варианте осуществления предварительно собранные нити модулей могут быть штабелированы на палубе судов или барж для их легкого развертывания или сворачивания, например, на зиму, чтобы избежать наиболее экстремальной погоды и сохранить систему тогда, когда способность по выработке электроэнергии понижена вследствие ограниченного количества дневного света. Альтернативно, фотоэлектрическая система может работать лишь сезонно, а зимой отбуксироваться в более благоприятные акватории, например во фьорды. В более благоприятных акваториях эти установки, вполне вероятно, могут эксплуатироваться при сходных условиях инсоляции круглый год. Г оризонтальное расположение модулей 1 при их развертывании идеально подходит для почти вертикальной инсоляции вблизи экваториальных вод, но эта плавучая система или же сами модули альтернативно могут изготавливаться с постоянным наклоном, например, в 20-30° для оптимизации освещенности в северном или южном полушарии. Наклон модулей может быть достигнут также посредством подъема верхней поверхности мата вдоль линий или ребер, обеспечиваемых туннелями или секциями с более высокой плавучестью. Аналогичным образом, можно обеспечить углубления или пазы с использованием более плотного материала, например кабелями или цепями. Небольшой наклон модулей иногда может быть благоприятным для отвода дождевой воды и/или обеспечения возможности естественной очистки модулей.In one embodiment, the pre-assembled strings of modules can be stacked on the deck of ships or barges for easy deployment or folding, for example, for the winter to avoid the most extreme weather and to preserve the system when the power generation capability is reduced due to limited daylight. Alternatively, the PV system can only operate seasonally and can be towed to more favorable waters in winter, such as fjords. In more favorable water areas, these installations are likely to be operated under similar insolation conditions all year round. The horizontal arrangement of the modules 1 when deployed is ideal for near vertical insolation near equatorial waters, but this floating system or the modules themselves can alternatively be manufactured with a constant tilt, for example, 20-30 ° to optimize illumination in the northern or southern hemisphere. The tilt of the modules can also be achieved by raising the top surface of the mat along the lines or ribs provided by tunnels or sections with higher buoyancy. Likewise, grooves or grooves can be provided using denser material such as cables or chains. A slight slope of the modules can sometimes be beneficial to drain rainwater and / or allow the modules to clean naturally.

Фотоэлектрическая система может также сочетаться с аккумуляторными батареями и, предпочтительно, может использоваться в сочетании с технологией окислительно-восстановительных проточных батарей низкой энергетической плотности.The photovoltaic system can also be combined with storage batteries and, preferably, can be used in combination with low energy density redox flow cell technology.

Несколько крупных массивов будут оказывать успокаивающее действие на море вблизи прибрежных установок, аналогичное действию масляных разливов или ледяного сала на волнующееся море. Фотоэлектрическая система, которая практически покрывает поверхность моря, будет предотвращать вызываемые ветром разрушение волн, рябь и водяные брызги, при этом отдельные фотоэлектрические модули будут совершать медленные колебательные движения под воздействием больших подъемов воды. Поэтому фотоэлектрическая система в соответствии с описанными здесь вариантами осуществления может быть выгодно скомбинирована с другими прибрежными генераторами возобновляемой энергии, такими как ветротурбинные генераторы.Several large massifs will have a calming effect at sea in the vicinity of coastal installations, similar to the effect of oil spills or ice lard on a rough sea. The photovoltaic system, which practically covers the sea surface, will prevent wind-induced wave breaking, ripples and splashing water, while individual PV modules will oscillate slowly under the influence of high water rises. Therefore, the photovoltaic system in accordance with the embodiments described herein can be advantageously combined with other offshore renewable energy generators such as wind turbine generators.

Фиг. 6 и 7А-7С показывают другие варианты осуществления прибрежной фотоэлектрической электростанции, в которых элемент плавучести 3' представляет собой бесконечный (замкнутый) удлиненный элемент плавучести, который окружает мат 2. Фиг. 6 показывает соответственно вид сверху, вид в разрезе (с левой стороны) и вид сбоку (сверху на фигуре). Элемент плавучести 3' может быть практически круглым, как показано в этом примере, или же он может иметь другую форму. Модули 1 прикреплены к мату 2 внутри элемента плавучести 3'. Фиг. 7А-7С показывают альтернативный вариант осуществления, где элемент плавучести 3' является большим по диаметру, а к мату 2 прикреплено больше модулей 1. Фиг. 7С показывает электростанцию, пришвартованную четырехточечным швартовочным приспособлением. Наличие замкнутого удлиненного элемента плавучести 3', к которому присоединен мат 2, гарантирует во время работы наилучшие очертание и форму мата 2, а сам элемент плавучести 3' обеспечивает защиту от ветра и/или волн. Установка может, необязательно, быть оборудована дополнительными волнорезами, расположенными снаружи по периметру элемента плавучести 3' для того, чтобы уменьшать удары волн или заливание мата в бурном море.FIG. 6 and 7A-7C show other embodiments of an offshore photovoltaic plant in which the buoyancy element 3 'is an endless (closed) elongated buoyancy element that surrounds the mat 2. FIG. 6 shows, respectively, a top view, a sectional view (left side) and a side view (top in the figure). The buoyancy element 3 'can be substantially circular, as shown in this example, or it can have a different shape. The modules 1 are attached to the mat 2 inside the buoyancy element 3 '. FIG. 7A-7C show an alternative embodiment where the buoyancy element 3 'is large in diameter and more modules 1 are attached to the mat 2. FIG. 7C shows a power plant moored with a four-point mooring device. The presence of a closed elongated buoyancy element 3 ', to which the mat 2 is attached, guarantees the best shape and shape of the mat 2 during operation, and the buoyancy element 3' itself provides protection from wind and / or waves. The installation can optionally be equipped with additional breakwaters located outside the perimeter of the buoyancy element 3 'in order to reduce the impact of waves or flooding of the mat in rough seas.

В одном варианте осуществления предлагается рыбоводное хозяйство, содержащее прибрежную фотоэлектрическую электростанцию в соответствии с любым из вышеописанных вариантов осуществления. Снабжение рыбоводного хозяйства прибрежной фотоэлектрической электростанцией обеспечивает преимущества, заключающиеся в том, что профиль выработки электроэнергии этой электростанцией будет соответствовать потребностям в электроэнергии этого рыбоводного хозяйства: электроэнергия, необходимая для работы систем кормления в рыбном хозяйстве, обычно потребляется в дневное время, когда фотоэлектрическая генерация самая высокая. То же самое справедливо для сезонных изменений на высоких широтах, где, например, в летнее время аппетит лосося хорошо сочетается с более длительным световым днем и, следовательно, с высоким производством электроэнергии.In one embodiment, there is provided a fish farm comprising an offshore photovoltaic power plant in accordance with any of the above-described embodiments. Providing a fish farm with an offshore photovoltaic power plant provides the advantages that the power generation profile of this power plant will match the power needs of this fish farm: the electricity required to operate fish farm feeding systems is usually consumed during the daytime when photovoltaic generation is highest. ... The same is true for seasonal variations at high latitudes, where, for example, in the summertime, the appetite of salmon is well combined with longer daylight hours and therefore high electricity production.

Снабжение прибрежной фотоэлектрической электростанции замкнутым удлиненным элементом плавучести 3', который окружает мат 2, делает более легкой швартовку электростанции в рыбоводном хозяйстве, поскольку во многих случаях рыбоводное хозяйство будет иметь приспособления на месте для швартовки таких замкнутых удлиненных элементов плавучести.Providing an offshore photovoltaic power plant with a closed elongated buoyancy member 3 'that surrounds mat 2 makes it easier to moor the power plant in a fish farm, as in many cases the fish farm will have arrangements in place to moor such closed extended buoyancy members.

Фиг. 8А и 8B показывают другой вариант осуществления, в котором мат 2 в своем продольном направлении 34 содержит секции А, В, имеющие попеременную плавучесть, а модули 1 расположены между этими секциями А, В. Верхний рисунок на каждой из фиг. 8А и 8b представляет собой вид мата 2 сбоку с расположенными на нем модулями 1. Мат 2 плавает на поверхности 33 водного пространства, такого как море. (Иллюстрация на фиг. 8А и 8B является схематичной с целью ясности, и относительные размеры элементов могут не быть репрезентативными для реальной системы. Например, толщина мата 2 мо- 4 036603 жет быть тоньше по отношению к размеру модулей, чем то, что показано на фиг. 8А и 8B). Нижний рисунок на каждой из фиг. 8А и 8B показывает вид мата сверху.FIG. 8A and 8B show another embodiment in which the mat 2 in its longitudinal direction 34 comprises sections A, B having alternating buoyancy, and the modules 1 are located between these sections A, B. The upper drawing in each of FIGS. 8A and 8b are side views of mat 2 with modules 1 disposed thereon. Mat 2 floats on the surface 33 of a body of water such as the sea. (The illustration in FIGS. 8A and 8B is schematic for the sake of clarity, and the relative dimensions of the elements may not be representative of the actual system. For example, the thickness of mat 2 may be thinner relative to the size of the modules than that shown in 8A and 8B). The bottom figure in each of FIGS. 8A and 8B show a top view of the mat.

Каждая секция в первом наборе секций А имеет плотность, которая меньше 1 кг/дм3, а каждая секция во втором наборе секций В имеет более высокую плотность чем 1 кг/дм3. Для того чтобы добиться этого, в каждой из секций А в первом наборе секций расположены элементы плавучести или карманы 31 с материалом низкой плотности. Дополнительно (или альтернативно), второй набор секций В содержит расположенные в нем или на нем грузила 32. Грузило 32 может быть материалом, расположенным в карманах мата 2, прикрепленными к мату 2 грузиками, или же им может быть материал самого мата 2, в этих секциях выполненный с более высокой плотностью.Each section in the first set of sections A has a density that is less than 1 kg / dm 3 and each section in the second set of sections B has a higher density than 1 kg / dm 3 . In order to achieve this, buoyancy elements or pockets 31 of low density material are arranged in each of the sections A in the first set of sections. Additionally (or alternatively), the second set of sections B contains weights 32 located therein or on it. The weight 32 can be material located in the pockets of mat 2, attached to mat 2 by weights, or it can be the material of mat 2 itself, in which sections made with a higher density.

При такой компоновке можно расположить модули 1 под углом к горизонтали, как это показано. Модули могут быть расположены с одной стороны от карманов 31 в соответствии с наиболее выгодным направлением к солнцу или с обеих сторон, если это желательно. Расположение модулей с наклоном к горизонтали может улучшить характеристики и выработку электроэнергии модулей 1. Кроме того, это может улучшить эффект самоочистки и препятствовать накоплению загрязнений на поверхности модуля 1.With this arrangement, you can position the modules 1 at an angle to the horizontal, as shown. The modules can be located on one side of the pockets 31 in accordance with the most favorable direction towards the sun, or on both sides, if desired. Tilting the modules to the horizontal can improve the performance and power generation of the modules 1. In addition, it can improve the self-cleaning effect and prevent the accumulation of dirt on the surface of the module 1.

Фиг. 9 показывает другой вариант осуществления, в котором теплопередающие элементы 7 или теплопередающие пластины 11 проходят через мат 2 в море 33. Для этой цели в мате 2 могут быть предусмотрены соответствующие отверстия. Это повышает характеристики теплопередачи, а значит, и охлаждение ламината 12. Такая конфигурация может быть выгодной, например, в теплом климате, чтобы усилить охлаждение модулей 1.FIG. 9 shows another embodiment in which the heat transfer elements 7 or the heat transfer plates 11 pass through the mat 2 into the sea 33. For this purpose, corresponding holes can be provided in the mat 2. This improves the heat transfer characteristics and hence the cooling of the laminate 12. Such a configuration can be advantageous, for example in warm climates, to enhance the cooling of the modules 1.

Фиг. 10 показывает другой вариант осуществления. В этом варианте осуществления рама 8 содержит заднюю плиту 15. Эта задняя плита 15 расположена опирающейся на мат 2 и термически связана с алюминиевыми теплопередающими элементами 7 в виде приваренных по швам трубок или тонкостенных прессованных профилей. Как и в варианте, показанном на фиг. 3, они проходят поперек от задней плиты 15 до опорной плиты (на фиг. 10 не видна, но эквивалентна опорной плите 14, показанной на фиг. 11), которые поддерживают ламинат 12. Задняя плита 15 прикреплена к раме 8 по ее внешней периферии 15'. Также на вырезе фиг. 10 виден элемент крепления 10' для прикрепления рамы 8 к мату 2. Соответствующие элементы крепления 10' расположены и на других углах рамы 8. В этом варианте осуществления теплопередающие элементы 7 вносят вклад в добавленную конструктивную прочность и жесткость рамы 8, а подходящая толщина теплопередающих элементов 7 и их расположение (например, рисунок их расположения, видимый на фиг. 10) могут выбираться таким образом, чтобы достичь желаемой/требуемой прочности и жесткости.FIG. 10 shows another embodiment. In this embodiment, the frame 8 comprises a back plate 15. This back plate 15 is positioned resting on the mat 2 and thermally connected to the aluminum heat transfer elements 7 in the form of seam welded tubes or thin-walled extrusions. As with the embodiment shown in FIG. 3, they extend transversely from the rear plate 15 to the base plate (not visible in FIG. 10, but equivalent to the base plate 14 shown in FIG. 11), which support the laminate 12. The rear plate 15 is attached to the frame 8 along its outer periphery 15 '. Also in the cutout of FIG. 10 shows a fastening element 10 'for attaching the frame 8 to the mat 2. Corresponding fastening elements 10' are also located at other corners of the frame 8. In this embodiment, the heat transfer elements 7 contribute to the added structural strength and rigidity of the frame 8, and the suitable thickness of the heat transfer elements 7 and their arrangement (eg, the pattern of their arrangement seen in FIG. 10) can be chosen so as to achieve the desired / required strength and rigidity.

Фиг. 11 показывает другой вариант осуществления. В этом варианте осуществления теплопередающая пластина 11 выполнена в виде гофрированных охлаждающих пластинок 11, расположенных между задней плитой 15 и опорной плитой 14. Средняя плита 14 выполнена с возможностью поддержки ламината 12, а задняя плита 15 расположена на задней стороне рамы 8 и предназначена опираться на мат 2. Гофрированные охлаждающие пластинки 11 могут быть припаяны между плитами 14 и 15 или зафиксированы другими средствами. Также на фиг. 11 проиллюстрирован поток 40 излучения от солнца. В зависимости от погоды, географического положения и других факторов он может составлять величину, например, порядка 1000 Вт/м2. Также проиллюстрировано и рассеяние тепла 41 от задней плиты 15 к мату 2 и/или находящейся снизу и относительно более холодной воде. Это гарантирует, что солнечные элементы 13 поддерживаются при приемлемо низкой рабочей температуре и, следовательно, работают более эффективно (т.е. производят больше электрической энергии).FIG. 11 shows another embodiment. In this embodiment, the heat transfer plate 11 is in the form of corrugated cooling plates 11 located between the rear plate 15 and the base plate 14. The middle plate 14 is configured to support the laminate 12, and the rear plate 15 is located on the rear side of the frame 8 and is intended to rest on the mat 2. The corrugated cooling plates 11 may be soldered between the plates 14 and 15 or fixed by other means. Also in FIG. 11 illustrates the flux 40 of radiation from the sun. Depending on the weather, geographic location and other factors, it can be, for example, about 1000 W / m 2 . Also illustrated is the dissipation of heat 41 from the back plate 15 to the mat 2 and / or to the lower and relatively colder water. This ensures that the solar cells 13 are kept at an acceptably low operating temperature and therefore operate more efficiently (i.e., produce more electrical energy).

Фиг. 12А показывает вид сбоку другого варианта осуществления, в котором карманы 31 больше по размеру и заполнены плавучей жидкостью. При выполнении карманов 31 большими по размеру может, например, стать возможным использование жидкости, которая имеет лишь немного более низкую плотность, чем вода 33, на которой плавает мат 2. Для размещаемой на море установки могут использоваться, например, карманы, наполненные пресной водой. Грузила 32 расположены между карманами 31, в этом варианте осуществления размещены на мате 2 и не заделаны в него. Грузила 32 между карманами 31 обеспечивают в мате 2 углубления, которые могут использоваться также в качестве дренажного желоба для отвода воды с мата 2. Карманы 31 могут быть, например, приварены по швам или пришиты к материалу мата 2 или же мат 2 с карманами 31 может быть изготовлен каким-либо иным образом.FIG. 12A shows a side view of another embodiment in which the pockets 31 are larger and filled with a floating liquid. By making the pockets 31 large, it may, for example, be possible to use a liquid that has only a slightly lower density than the water 33 on which the mat 2 floats. For an offshore installation, for example pockets filled with fresh water can be used. The weights 32 are located between the pockets 31, in this embodiment they are placed on the mat 2 and are not embedded in it. The sinkers 32 between the pockets 31 provide recesses in the mat 2, which can also be used as a drainage channel to drain water from the mat 2. The pockets 31 can, for example, be welded at the seams or sewn onto the material of the mat 2, or the mat 2 with pockets 31 can be made in some other way.

Фиг. 12B показывает вид сбоку альтернативного варианта осуществления, в котором карманы 31 содержат разделительные элементы 35. Эти разделительные элементы 35 могут быть выполнены из того же материала, что и мат 2, или из другого материала. Разделительные элементы 35 могут быть расположены так, чтобы они задавали форму по меньшей мере части мата 2. В варианте осуществления, показанном на фиг. 12B, разделительные элементы преимущественно обеспечивают более ровную поверхность для монтажа модулей 1 на верхней стороне мата 2.FIG. 12B shows a side view of an alternative embodiment in which the pockets 31 comprise spacers 35. These spacers 35 may be made from the same material as mat 2 or from a different material. The spacers 35 may be positioned to define the shape of at least a portion of the mat 2. In the embodiment shown in FIG. 12B, the spacers advantageously provide a smoother mounting surface for modules 1 on the top side of mat 2.

Фиг. 13 иллюстрирует вариант осуществления прибрежной фотоэлектрической электростанции 100. Электростанция 100 расположена в месте недалеко от берега вблизи густонаселенного района 101, такого как город. Электростанция 100 содержит множество блоков, таких как показанные на фиг. 7А-7С, однако отдельные блоки могут иметь конструкцию и конфигурацию в соответствии с любым из вышеопи- 5 036603 санных вариантов осуществления. В варианте осуществления, показанном на фиг. 13, вблизи берега пришвартованы шесть блоков. Электростанция 100 электрически подсоединена к наземной электростанции 101 для распределения произведенной электроэнергии городу 101 и/или другим наземным потребителям через наземную электросеть (не показана). Поэтому такой вариант осуществления, как тот, который показан на фиг. 13, может, например, обеспечивать значительно большую электрическую мощность, чем можно было бы получать от наземных солнечных электростанций, имея в виду обычно ограниченную площади суши вблизи густонаселенных районов.FIG. 13 illustrates an embodiment of an offshore photovoltaic power plant 100. The power plant 100 is located at a location off-shore near a densely populated area 101 such as a city. Power plant 100 includes a plurality of units such as those shown in FIG. 7A-7C, however, the individual units may be constructed and configured in accordance with any of the above described 5,036603 embodiments. In the embodiment shown in FIG. 13, six blocks are moored near the coast. The power plant 100 is electrically connected to a ground power plant 101 to distribute the generated electricity to the city 101 and / or other ground users via a ground power grid (not shown). Therefore, an embodiment such as that shown in FIG. 13, could, for example, provide significantly more electrical power than would be obtained from terrestrial solar power plants, meaning the usually limited land area near densely populated areas.

Таким образом, варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают новую и улучшенную прибрежную фотоэлектрическую электростанцию и связанные с ней способы. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления установка такой электростанции в суровых морских условиях может быть осуществлена более просто и более безопасно, при сниженной стоимости установки.Thus, embodiments in accordance with the present invention provide a new and improved coastal photovoltaic power plant and related methods. In accordance with some embodiments, the installation of such a power plant in harsh marine conditions can be accomplished more simply and more safely at a reduced installation cost.

В некоторых вариантах осуществления может быть уменьшена проблема снижения мощности, вызванная нагревом солнечных элементов, и может быть сделана возможной низкая рабочая температура элементов, которая увеличивает их энергетическую эффективность. Влияние волн на установку, работу и конструктивную целостность электростанции также может быть меньшим, чем у известных решений, что обеспечивает надежную и долговечную работу.In some embodiments, the problem of power reduction caused by heating of the solar cells can be mitigated and the low operating temperature of the cells can be made possible, which increases their energy efficiency. The influence of waves on the installation, operation and structural integrity of the power plant can also be less than that of the known solutions, which ensures reliable and long-term operation.

Варианты осуществления изобретения могут хорошо работать в сочетании с оффшорными ветровыми парками, где доступ к ветроэнергоустановкам и от них может быть затруднительным в бурном море. Кроме того, солнечная фотоэлектрическая система хорошо работает также в сочетании с энергией ветра вследствие частичного совпадения погодных условий электрогенерации, например, когда бывает слабый ветер и высокая солнечная радиация, и наоборот. Для таких применений плавучие солнечные фотоэлектрические и морские ветроэнергоустановки могут совместно использовать инфраструктуру идущего на берег силового кабеля. Благоприятный эффект прибрежной электростанции, содержащей прибрежную фотоэлектрическую электростанцию и по меньшей мере один прибрежный ветрогенератор электроэнергии, заключается в том, что мат 2 оказывает благоприятное влияние на работу всей прибрежной установки и, в частности, на ветрогенераторы. Успокаивание волн, подобное воздействию масла на бушующую воду, или успокаивание волн из-за, например, ледяного сала может оказывать сильное влияние на рабочую среду и/или общий усталостный ресурс морских сооружений. Это удлиняет срок службы ветрогенераторов и уменьшает потребности в осмотрах и техническом обслуживании ветрогенераторов, также облегчая доступ к ветрогенераторам.Embodiments of the invention may work well in combination with offshore wind farms, where access to and from wind turbines can be difficult in rough seas. In addition, the solar photovoltaic system also works well in conjunction with wind power due to the overlap of weather conditions of power generation, for example, when there is light wind and high solar radiation, and vice versa. For such applications, floating solar PV and offshore wind turbines can share the infrastructure of a land-based power cable. An advantageous effect of an offshore power plant comprising an offshore photovoltaic power plant and at least one offshore wind power generator is that mat 2 has a beneficial effect on the operation of the entire offshore installation and in particular on the wind generators. Calming waves, like the effect of oil on raging water, or calming waves due to, for example, ice oil can have a profound effect on the working environment and / or the overall fatigue life of offshore structures. This extends the life of the wind turbines and reduces the need for inspection and maintenance of the wind turbines, while also making it easier to access the wind turbines.

Claims (13)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Плавучая фотоэлектрическая электростанция, содержащая гнущийся мат (2), по меньшей мере частично выполненный из плавучего материала и/или имеющий прикрепленные к нему или встроенные в него элементы плавучести (3', 31), так что мат (2) способен плавать на поверхности водного пространства, причем мат (2) имеет множество закрепленных на нем фотоэлектрических модулей (1), каждый модуль (1) лежит своей задней стороной (1b) поверх мата (2) и каждый модуль (1) содержит инкапсулированный ламинатом (12) солнечный элемент (13), при этом каждый модуль (1) выполнен практически жестким посредством несущей рамы (8) и/или элемента жесткости (6, 7, 11, 14, 15).1. A floating photovoltaic power plant comprising a flexible mat (2), at least partially made of a floating material and / or having buoyancy elements (3 ', 31) attached or built into it, so that the mat (2) is able to float on surface of the water space, and the mat (2) has a plurality of photovoltaic modules (1) fixed on it, each module (1) lies with its rear side (1b) over the mat (2) and each module (1) contains a solar element (13), while each module (1) is made practically rigid by means of a supporting frame (8) and / or a stiffening element (6, 7, 11, 14, 15). 2. Электростанция по п.1, в которой модуль выполнен практически жестким посредством элемента жесткости (6, 7, 11, 14, 15) и элемент жесткости (6, 7, 11, 15) содержит по меньшей мере одно из: придающего жесткость материала-наполнителя (6), теплоотводящих элементов (7), теплоотводящих пластин (11) или опорной плиты (14, 15).2. Power plant according to claim 1, in which the module is made substantially rigid by means of a stiffener (6, 7, 11, 14, 15) and the stiffener (6, 7, 11, 15) comprises at least one of: a stiffening material - filler (6), heat dissipating elements (7), heat dissipating plates (11) or base plate (14, 15). 3. Электростанция по любому предыдущему пункту, в которой мат (2) содержит соединители (9), крепящие модули (1) к мату (2).3. A power plant according to any preceding claim, wherein the mat (2) comprises connectors (9) securing the modules (1) to the mat (2). 4. Электростанция по любому предыдущему пункту, содержащая теплопередающий элемент (6, 7, 11), расположенный между ламинатом (12) и задней стороной (1b) модуля (1).4. Power plant according to any preceding claim, comprising a heat transfer element (6, 7, 11) located between the laminate (12) and the rear side (1b) of the module (1). 5. Электростанция по п.4, в которой теплопередающий элемент (6, 7, 11) содержит гофрированные охлаждающие пластинки (11).5. Power plant according to claim 4, wherein the heat transfer element (6, 7, 11) comprises corrugated cooling plates (11). 6. Электростанция по п.5, в которой модуль (1) содержит скрепленную с ламинатом (12) первую плиту (14) и вторую плиту (15), образующую заднюю сторону (1b) модуля (1), и при этом гофрированные охлаждающие пластинки (11) расположены между первой плитой (14) и второй плитой (15).6. Power plant according to claim 5, wherein the module (1) comprises a first plate (14) bonded to the laminate (12) and a second plate (15) forming a rear side (1b) of the module (1), and wherein the corrugated cooling plates (11) are located between the first plate (14) and the second plate (15). 7. Электростанция по любому предыдущему пункту, в которой мат (2) прикреплен к элементу плавучести (3, 3').7. A power plant according to any preceding claim, wherein the mat (2) is attached to the buoyancy element (3, 3 '). 8. Электростанция по п.7, в которой элемент плавучести (3, 3') является бесконечным, удлиненным элементом плавучести, который окружает мат (2).8. Power plant according to claim 7, wherein the buoyancy element (3, 3 ') is an endless, elongated buoyancy element that surrounds the mat (2). 9. Электростанция по любому из пп.1-7, в которой на гнущемся мате (2) закреплена удлиненная нить соединенных между собой модулей (1).9. Power plant according to any one of claims 1 to 7, in which an elongated thread of interconnected modules (1) is fixed on the bendable mat (2). 10. Способ установки плавучей фотоэлектрической электростанции, включающий в себя этап развертывания плавучей фотоэлектрической электростанции по любому из пп.1-9 на водное пространство.10. A method of installing a floating photovoltaic power plant, including the step of deploying a floating photovoltaic power plant according to any one of claims 1 to 9 to a body of water. - 6 036603- 6 036603 11. Способ по п.10, в котором этап развертывания плавучей фотоэлектрической электростанции осуществляют с судна.11. The method of claim 10, wherein the step of deploying the floating photovoltaic power plant is from a ship. 12. Способ по п.11, дополнительно включающий в себя транспортирование плавучей фотоэлектрической электростанции, свернутой и штабелированной на борту судна.12. The method of claim 11, further comprising transporting the floating photovoltaic power plant coiled and stacked aboard the ship. 13. Способ по п.10, в котором этап развертывания плавучей фотоэлектрической электростанции осуществляют с наземного участка.13. The method of claim 10, wherein the step of deploying the floating photovoltaic power plant is performed from an onshore site.
EA201892704A 2017-05-03 2017-05-31 Solar power plant EA036603B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20170728 2017-05-03
PCT/NO2017/050139 WO2017209625A1 (en) 2016-05-31 2017-05-31 Solar power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201892704A1 EA201892704A1 (en) 2019-05-31
EA036603B1 true EA036603B1 (en) 2020-11-27

Family

ID=66644943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201892704A EA036603B1 (en) 2017-05-03 2017-05-31 Solar power plant

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA036603B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3919125A1 (en) * 1989-06-12 1990-12-13 Volkrodt Wolfgang Floating solar collector - made of solar cell foils welded between specified light-weight crosslinked plastic foils
DE19857174A1 (en) * 1998-12-11 2000-06-15 Wolfgang Volkrodt Maritime, floating solar collectors of plastics transparent top foil and back-up foil, sandwiching photovoltaic material coated support foil
US20100307566A1 (en) * 2008-01-15 2010-12-09 Nolaris Sa Photovoltaic Solar Island
KR20110004967A (en) * 2009-07-09 2011-01-17 에스티엑스조선해양 주식회사 Floating offshore solar power plant and its application to marine farms
EP2299499A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-23 TNC Consulting AG Floating photovoltaic unit
DE102011056284A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-13 Benecke-Kaliko Ag Floating cover foil with solar module
DE102012108740A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Benecke-Kaliko Ag Floating power plant
WO2014131782A1 (en) * 2013-02-26 2014-09-04 Danmarks Tekniske Universitet Off-shore photovoltaic installation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3919125A1 (en) * 1989-06-12 1990-12-13 Volkrodt Wolfgang Floating solar collector - made of solar cell foils welded between specified light-weight crosslinked plastic foils
DE19857174A1 (en) * 1998-12-11 2000-06-15 Wolfgang Volkrodt Maritime, floating solar collectors of plastics transparent top foil and back-up foil, sandwiching photovoltaic material coated support foil
US20100307566A1 (en) * 2008-01-15 2010-12-09 Nolaris Sa Photovoltaic Solar Island
KR20110004967A (en) * 2009-07-09 2011-01-17 에스티엑스조선해양 주식회사 Floating offshore solar power plant and its application to marine farms
EP2299499A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-23 TNC Consulting AG Floating photovoltaic unit
DE102011056284A1 (en) * 2011-12-12 2013-06-13 Benecke-Kaliko Ag Floating cover foil with solar module
DE102012108740A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Benecke-Kaliko Ag Floating power plant
WO2014131782A1 (en) * 2013-02-26 2014-09-04 Danmarks Tekniske Universitet Off-shore photovoltaic installation

Also Published As

Publication number Publication date
EA201892704A1 (en) 2019-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7329656B2 (en) solar power plant
AU2024200320A1 (en) A solar power plant and method of installing a solar power plant
EA036603B1 (en) Solar power plant
EA041097B1 (en) SOLAR POWER PLANT AND METHOD OF INSTALLING SOLAR POWER PLANT