CN103107741B - 工厂化太阳能水产养殖场 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能利用的领域，尤其是工厂化太阳能水产养殖场。工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014）及PLC监控系统（05）；所述的太阳能集换系统（01），利用广瀚的露天养殖水面（010），采用浮式太阳能集换机（011），凭借透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪技术，获得高集换效率的电能和热能；所述的能电调配系统（03），将获得的电能，经蓄变电房（04）逆变升压，供给全场的动力及照明（02）用电；所述的热能调配系统（03）将获得的热能，存于热水贮罐（013）中，用以工厂化室内水产养殖池（09）水温调配；所述的PLC监控系统（05），由PLC总控自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营。

Description

工厂化太阳能水产养殖场

技术领域

本发明属于太阳能开发利用的领域，特别是一种工厂化太阳能水产养殖场。

背景技术

当今世界，煤炭、石油等化石能源频频告急，环境污染问题日益严峻。而太阳能作为最具潜力的、可再生的清洁能源，其储量的无限性、存在的普遍性、应用的清洁性以及利用的经济性，越来越被人们所青睐。积极开发太阳能，大力发展光伏发电、在全球范围得到了空前重视，已列为各国可持续发展的国策。

光伏发电，也称太阳能发电，即利用太阳能级半导体电子器件吸收太阳光辐射能，并使之集换为电能输出。聚光光伏发电，是在第三代太阳能电池 ( 如：能承受1000倍聚光光照的III-V族半导体电池 ) 的基础上，运用阳光聚焦产生的强光照度，驱动光伏电池发电，相当1/2晶硅电池数量的III-V，就可获得晶硅电池所产生的电能，从而节约了宝贵的土地资源和太阳能发电的开发成本。然而，在高照度下，光伏电池的散热问题，成为业内首当其冲、急需解决的技术问题。若采用水冷散热，不但能轻松地解决光伏发电的散热难题，还可大量获得宝贵的热水资源。

工厂化水产殖养殖，是以能源换取珍稀动物蛋白的一种生产模式。所以，对能源消耗是相当大的。以工厂化的甲鱼养殖为例：甲鱼的生物学特性是：水温10℃以下，甲鱼开始进入半休眠状态；水温15℃，开始觅食，以维持生命活动之需；水温20℃，所觅的食物蛋白转为生理蛋白的集换率，仅为1%；水温25℃，集换率为5%；水温30℃，集换率为10%；水温36℃，集换率为20%，达到集换的最高值；然而，在天然环境下，自然水温达36℃的日期，只存在缪缪几十天而已，所以，自然界的野生甲鱼，长到500克的商品化时，已有三足岁的鳖龄了，所谓甲鱼名贵，可见一斑！所以，现今的工厂化甲鱼养殖，都是采用热水锅炉烧水，以提高或调节室内甲鱼养殖池的水温的；若把室内甲鱼养殖池的水温保持在36℃，这时，处于36℃水温中的甲鱼，好比是小笼包子上了蒸笼，是立等可熟的了，从五月刚孵化的仔鳖，养殖到春节前后，就达到了500克商品鳖的标准。

工厂化水产殖养殖场地，都具有广瀚、空旷且风平浪静养殖水面，在这种水面上建立大规模的太阳能集热发电基地，可谓物尽其能，一举多得美事，此举，不但可满足工厂化水产殖养殖场对能源的需求，更为重要是节省了太阳能集热发电的土地资源，我国有众多水产养殖水面，若能开发利用其十分之一面积，该是一剂开发利用清洁的可再生的太阳能源，非常了得的良策。

发明内容

本发明之目的，是向社会公开一种工厂化太阳能水产养殖场技术。

工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014）及PLC监控系统（05）；所述的太阳能集换系统（01），利用广瀚的露天养殖水面（010），采用浮式太阳能集换机（011），凭借透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪技术，获得高集换率的电能和热能；所述的能电调配系统（03），将获得的电能，经蓄变电房（04）逆变升压后，供工厂化水产养殖场的动力及照明（02）用电，余量的电能还可并人社会电网；所述的热能调配系统（03）将获得的热能，存于热水贮罐（013）中，用以工厂化室内水产养殖池（09）的水温调配；所述的PLC监控系统（05），由PLC总控自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营。

本发明的优点在于。

能效率高，发电、供热兼得。本发明的浮式太阳能集换机（011），由于采用了水冷散热技术，克服了高聚光太阳能电池散热的难题，使浮式太阳能集换机（011）在获得最高发电量的同时，还可得到由水冷散热而获得的热量，可谓一举双得，从而，高效、、可靠地同时获得发电、供热的二种太阳能的集换能。

自动校准，实时跟踪。实时精准跟踪阳光，是太阳能发电效率的决定因素，本发明浮式太阳能集换机（011），采用的阳光轴跟踪机（15），具有实时、自动调整浮式太阳能集换机（011）的中心轴与太阳光轴相平行的功能，使浮式太阳能集换机（011）的向阳面，始终保持与阳光轴处于垂直的状态；实时跟踪、高聚光大阳能电池、水冷散热综合技术的应用，保障了浮式太阳能集换机（011）获得最大功效值，特别是水冷散热技术的应用，从根本上解决了聚光光伏发电的技术瓶颈，创造了太阳能发电可靠运营的硬件。

结构紧凑，模块化生产。浮式太阳能集换机（011）所采用的浮式太阳能集换机（011），结构紧凑、模块化制造；由A、B、C、D四组模块单元（18），组合成一台主机，生产制造、售后服务相对简单容易。

制造容易，成本低廉。本发明浮式太阳能集换机（011）的透镜群，采用树脂注塑成形，制造方便，主要器材都是常规的原器件，方便器材的采购，可便于大规模生产开发，造价相对低廉。

资源占有率、开发成本低，运营可靠。一、相当1/2晶硅电池数量的III-V族半导体光伏电池，就可等量获得晶硅电池所产生的电能；二、充分利用养殖水面，建立大规模的太阳能集热发电基地，从而节约了太阳能发电的开发成本和宝贵的土地资源。

本发明的技术方案是这样实现的。

工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014）、PLC监控系统（05）；其特征在于：所述的太阳能集换系统（01），包括，场地锚点（07）、露天养殖水面（010）浮式太阳能集换机（011）；所述的太阳能集换系统（01），采用浮式太阳能集换机（011），凭借透镜群聚光、光伏发电、水冷散热、自动跟踪的四大太阳能技术，利用广瀚的露天养殖水面（010），实现大面积、规模化的太阳能集换的运营，获得太阳能集换成电能和热能最高的能效值，满足工厂化水产养殖的能源需求；所述的浮式太阳能集换机（011）的浮式机理，与养殖业公知的浮式增氧机原理等同，浮式机件，包括，阳光机浮筒（22）及阳光机悬臂（23）；所述的浮式太阳能集换机（011），通过电能管路（06）、热能管路（08）的维系定位及阳光机锚点（21）场地锚点（07）固定，安装于露天养殖水面（010）设定的位置上；所述的电能调配系统（03），包括，照明及动力（02）、蓄变电房（04）及电能管路（06）；所述的电能调配系统（03），将获得的电能，经蓄变电房（04）调配，供工厂化水产养殖场的照明及动力（02）用电；蓄变电房（04）中的蓄电池，聚蓄来自III-V族半导体光伏电池产生的电能，经逆变器变流升压，由PLC监控系统（05），指令电源开关切换至自供电路，实现对场内动力及照明（02）的供电，当蓄变电房（04）的电能低于设计值时，PLC监控系统（05）指令电源切换开关，自动将场内供电重新切换至市电电路；所述的热能调配系统（014），包括，低温管口（5）、水箱（13）、高温管口（14）、水电接口箱（19）、冷热水管（24）、热能管路（08）、室内养殖池（09）、水泵房（012）及热水贮罐（013）；所述的热能调配系统（03），将获得的热能，存贮于热水贮罐（013）中，用以调配工厂化室内水产养殖池（09）的水温；所述的低温管口（5）位于水箱（13）的上方；所述的高温管口（14）位于水箱（13）的下方，所述的低温管口（5）及高温管口（14），分别与水电接口箱（19）中对应的水路端口组相连接，水电接口箱（19）中的另一端的水路端口组，分别与热能管路中对应的管道相连接；所述的水电接口箱（19），设有水和电的二组的接口；所述的浮式太阳能集换机（011），通过水电接口箱（19）中的水和电的二组接口，实现与热能管路（08）及电能管路（06）相连通；所述的水电接口箱（19）固定安装于浮式太阳能集换机（011）的跟踪机座（17）上；所述的水泵房（012），根据整场浮式太阳能集换机（011）的装机容量、天气情况及高温管口的水温信号，给出供水指令，水泵房（012）启动，向热能管路中的给水管供水；所述的PLC监控系统（05），监控全场的自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营；所述的PLC监控系统（05）的监控对象，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014），所述的PLC监控系统（05）对太阳能集换系统（01）的监控对象是：浮式太阳能集换机（011），监控的项目包括，对浮式太阳能集换机（011）的供电、供水及电能、热能的输出情况；所述的PLC监控系统（05）对电能调配系统（03）的监控对象是：蓄变电房（04）、动力及照明（02），监控的项目包括，蓄变电房（04）中的蓄电池负荷、电能逆变、升压、场电、市电切换及并入电网的情况；所述的PLC监控系统（05）对热能调配系统（014）的监控对象是：室内养殖池（09）、水泵房（012）、热水贮罐（013）及热能管路（08），监控的项目包括，室内养殖池（09）的水温、热水贮罐（013）的容量及水温、水泵房（012）的供水情况；所述的PLC监控系统（05），根据监控反馈的信息，做出编程所设定指令，协调各系统平稳运营；所述的浮式太阳能集换机（011），包括，自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、透镜板支架（3）、透镜群板（4）、低温管口（5）、光伏电池（6）、安装板（7）、散热片（8）、聚焦群（9）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）、阳光轴跟踪机（15）、跟踪机柱（16）、跟踪机座（17）、模块单元（18）、水电接口箱（19）、电能输出线（20）、阳光机锚点（21）、阳光机浮筒（22）、阳光机悬臂（23）、冷热水管（24）、光伏电池群（25）、电能管路（06）、场地锚点（07）及热能管路（08）；所述的浮式太阳能集换机（011），具有透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪的技术特征。

所述的浮式太阳能集换机（011），采用了透镜群板（4）聚光的技术；所述的透镜群板（4），由单个透镜，经“纵列横行”的列阵，形成与光伏电池呈正相关的的布局；所述的透镜群板（4），由自攻螺丝（1），固定安装于三位一体支架（2）的透镜群板支架（3）上；所述的三位一体支架（2），包括，充当透镜群板（4）的透镜群板支架（3）竖立的周边，安装光伏电池（6）底面的安装板（7）及安装板（7）背面的光伏电池（6）的水冷式的散热器（10），故称三位一体支架（2）。 所述的透镜群板（4）的壳体，是由上下对称的二个壳体，采用透明度极好的树脂注塑，经超声波热合形成的；所述的透镜群板（4），包括，注液管（101）、镜外面积（102）、连通孔（103）、隼合线（104）、壳体群（105）、热合线（106）、排气管（107）、上壳体（108）、下壳体（109）；所述的壳体群（105）呈半凸面圆的形状；所述的上壳体（108）和下壳体（109）的热合线（106）上，设有隼合线（104），便于热合时对准；所述的壳体群（105）各壳体的相邻处，设有连通孔（103），便于透明液的注入；所述的壳体群（105）的上方，设有注液管（101）及排气管（107）；所述的透镜群中，注入透明的化学液体。

 所述的浮式太阳能集换机（011），采用光伏电池发电的技术：所述的浮式太阳能集换机（011），采用光伏电池发电的技术：所述的光伏电池（6）采用的是能承受1000倍聚光的III-V族光伏电池，相当于1/2晶硅电池数量的光伏电池，可获得与晶硅电池等同的电能；所述的光伏电池（6），固定安装于三位一体支架（2）的安装板（7）上，形成光伏电池群（25）；所述的光伏电池群（25）的排列，与透镜群板（4）上的单体透镜的排列，呈正对应；光伏电池群（25）与透镜群板（4）的距离，即是透镜的焦距；透镜群板（4）所形成的聚焦群（9），正好落在光伏电池群（25）上的位于光伏电池（6）的中心的半导体发电元件上。

所述的浮式太阳能集换机（011）采用水冷散热的技术：所述的水箱（13），包括，自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、低温管口（5）、安装板（7）、散热片（8）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）。

所述的水箱（13）与等效结构的三位一体支架（2）间，通过连接螺栓（11）相连接，所述的三位一体支架（2）与水箱（13）相连接的层面处，设有密封垫（12）。

所述的水箱（13）上，设有低温管口（5）及高温管口（14）；所述的三位一体支架（2），位于水箱（13）的上方，三位一体支架（2），包括散热片（8）、光伏电池（6）的安装板（7）及由散热片（8）组成的散热器（10）。

所述的三位一体支架（2），呈方型的箱式结构，方型的箱式结构的沿口上，设有透镜群板（4）的安装孔，透镜群板（4）通过自攻螺丝（1）固定安装于三位一体支架（2）的透镜板支架（3）上；呈方型的箱式结构的箱底部，充当光伏电池（6）的安装板（7）。

所述的安装于安装板（7）上的光伏电池（6），其数量与安装于透镜板支架（3）上的透镜群板（4）上的透镜数是一致的，透镜的中轴线与光伏电池（6）的半导体件的中心保持严格的一致，光伏电池（6）与透镜群板（4）之间的高度，即是透镜的焦距，透镜群形成的聚焦群（9），正中落点于光伏电池（6）的中心位置上。

所述的安装板（7）的下方，设有散热片（8）；所述的散热片（8），伸入水箱（13）中；所述的散热片（8），以安装于其上的光伏电池（6），实行分组，各组的散热片（8）之间，设有一片较长的散热片，以控制水流的移动方向。

所述的水箱（13）上的低温管口（5）接受热能管路（08）中的给水管补水；所述的水箱（13）的高温管口（14），输出达95℃的热水。

所述的浮式太阳能集换机（011），采用阳光轴自动跟踪的技术：所述的阳光轴跟踪机（15），包括，跟踪机法兰（201）、旋转架（202）、旋转鼓（203）、销子A（204）、轴承A（205）、齿轮A（206）、跟踪仪（207）、蜗杆减速微电机A（208）、法兰连接体（209）、旋转轴（210）、销子B（211）、轴承B（212）、齿轮B（213）、固定轴（214）、蜗杆减速微电机B（215）、蜗杆B（216）、连接螺栓（217）及连接柱法兰（218）。

所述的阳光轴跟踪机（15），位于浮式太阳能集换机（011）的中心，以保持浮式太阳能集换机（011）的重心平衡，所述的阳光轴跟踪机（15）与跟踪机柱（16）相连接，所述的跟踪机柱（16）与跟踪机座（17）相连接；所述的阳光轴跟踪机（15），是集阳光跟踪仪及驱动构件于一体的，具有实时、自动调整浮式太阳能集换机（011）的中心轴与阳光轴保持平行功能，使浮式太阳能集换机（011），获得太阳能的最大能效值。

所述的旋转架（202），呈圆筒结构，旋转架（202）的中间，设有旋转鼓（203）的安装位；所述的旋转架（202）的两侧，设有旋转轴（210）穿过的圆孔，所述的圆孔中，设有位于旋转轴（210）上的轴承A（205）的安装座；所述的设有轴承A（205）的旋转轴（210），穿过旋转架（202）的预置孔，横贯于旋转架（202）的中心；所述的旋转轴（210）的中间位上，设有旋转鼓（203）。

所述的旋转鼓（203），呈鼓形结构，呈鼓形结构旋转鼓（203）的两端，设有旋转轴（210）贯通的安装孔，旋转鼓（203），通过销子A（204）定位于旋转轴（210）上；所述的旋转鼓（203）的正面，设有跟踪仪（207）的安装位；所述的旋转架（202）底部的中心，设有固定轴（214），所述的固定轴（214）上，安装有轴承B（212）及齿轮B（213）；所述的固定轴（214），通过销子B（211），定位于旋转架（202）底部的中心孔上。

所述的旋转架（202）通过轴承B（212），定位于法兰连接体（209）上；所述的轴承B（212），安装于法兰连接体（209）上的轴承座上；所述的法兰连接体（209）与连接柱法兰（218）通过连接螺栓（217）相连接；所述的法兰（201）固定安装于旋转轴（210）两端上；

所述的阳光轴跟踪机（15），具有自动跟踪太阳光轴并向传动部件发出动作指令的功能，使浮式太阳能集换机（011）的向阳面，始终与阳光轴保持垂直的状态。

所述的浮式太阳能集换机（011）的主体，是由A、B、C、D四组模块单元（18）组合而成的。所述的模块单元（18），各自拥有单独的功能部件。所述的四块模块单元（18），其几何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于标准化、模块化的开发生产。

附图说明

 附图1为本发明工厂化太阳能水产养殖场的平面布置图。

附图2为本发明浮式太阳能集换机整机结构示意图。

附图3为本发明浮式太阳能集换机，发电、供热原理及局部结构示意图。

附图4为本发明阵列式透镜群的平面示意图。

附图5为本发明阵列式透镜群的结构示意图。

附图6为本发明阳光轴跟踪机的效果图。

附图7为本发明阳光轴跟踪机的结构示意图。

附图8为本发明浮式太阳能集换机实时跟踪太阳光轴的示意图。

附图9为本发明浮式太阳能集换机局部结构的示意图。

具体实施方式

图1的标记名称是：太阳能集换系统（01）、动力及照明（02）、电能调配系统（03）、蓄变电房（04）、PLC监控系统（05）、电能管路（06）、场地锚点（07）、热能管路（08）、室内养殖池（09）、露天养殖水面（010）、浮式太阳能集换机（011）、水泵房（012）、热水贮罐（013）及热能调配系统（014）。

图2、图3的统一标记名称是：自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、透镜板支架（3）、透镜群板（4）、低温管口（5）、光伏电池（6）、安装板（7）、散热片（8）、聚焦群（9）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）、阳光轴跟踪机（15）、跟踪机柱（16）、跟踪机座（17）、模块单元（18）、水电接口箱（19）、电能输出线（20）、阳光机锚点（21）、阳光机浮筒（22）、阳光机悬臂（23）、冷热水管（24）、电能管路（06）、场地锚点（07）及热能管路（08）。

图4、图5的统一标记名称是：注液管（101）、镜外面积（102）、连通孔（103）、隼合线（104）、壳体群（105）、热合线（106）、排气管（107）、上壳体（108）、下壳体（109）。

图6、图7、的统一标记名称是：跟踪机法兰（201）、旋转架（202）、旋转鼓（203）、销子A（204）、轴承A（205）、齿轮A（206）、跟踪仪（207）、蜗杆减速微电机A（208）、法兰连接体（209）、旋转轴（210）、销子B（211）、轴承B（212）、齿轮B（213）、固定轴（214）、蜗杆减速微电机B（215）、蜗杆B（216）、连接螺栓（217）、连接柱法兰（218）。

下面结合附图详细描述本发明。

如图1所示，工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014）及PLC监控系统（05）。

如图1所示，所述的太阳能集换系统（01），利用广瀚的露天养殖水面（010），采用浮式太阳能集换机（011），凭借透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪技术，获得高集换效率的电能和热能。

如图1所示，所述的电能调配系统（03），将获得的电能，经蓄变电房（04）后，供工厂化水产养殖场的动力及照明（02）用电；所述的热能调配系统（03）将获得的热能，存于热水贮罐（013）中，用以工厂化室内水产养殖池（09）水温调配。

如图1所示，所述的PLC监控系统（05），由PLC总控自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营。

如图1所示，所述的太阳能集换系统（01），包括，浮式太阳能集换机（011）、露天养殖水面（010）、电能管路（06）、热能管路（08）及场地锚点（07）。

如图1所示，所述的浮式太阳能集换机（011），利用广瀚的露天养殖水面（010），实现大面积、规模化的太阳能的集换运营，供工厂化水产养殖的能源需求。

如图1所示，所述的浮式太阳能集换机（011）的浮式机理，与养殖业公知的浮式增氧机原理等同。

如图1、图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机（011），包括，自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、透镜板支架（3）、透镜群板（4）、低温管口（5）、光伏电池（6）、安装板（7）、散热片（8）、聚焦群（9）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）、阳光轴跟踪机（15）、跟踪机柱（16）、跟踪机座（17）、模块单元（18）、水电接口箱（19）、电能输出线（20）、阳光机锚点（21）、阳光机浮筒（22）、阳光机悬臂（23）、冷热水管（24）、电能管路（06）、场地锚点（07）及热能管路（08）。

如图1、图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机（011），具有透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪的功能。

如图4、图5所示，所述的浮式太阳能集换机（011），由单体的凸透镜，经阵列组合形成透镜群；凸透镜的集热原理，是司空惯见的凸透镜聚焦太阳光所产生灼热的焦点的现象，本发明只是采用了多个单体凸透镜的阵列组合，形成所述凸透镜群而已。

如图6、图7所示，所述的跟踪系统，具有实时、自动跟踪太阳光轴的功能，以获得太阳能的最大能效值；聚光光伏电池的散热问题，是一直困惑业内的一道技术难题，本发明采用水冷散热的技术方案，从根本上破解了这道难题，并能可靠地获得发电、供热二种太阳能的集换能量，刷新了“鱼和熊掌不可兼得”定论 。

如图3所示，所述的发电系统采用达到1000倍聚光的III-V族半导体光伏电池，相对晶硅芯片，产生同样电能，1/2的III-V族半导体光伏电池就可实现。

如图2、图3所示，一种所述的浮式太阳能集换机（011），采用了透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光轴自动跟踪四项技术方案，兼具了把太阳能集换成电能和热能的功能。

如图4、图5所示，所述的浮式太阳能集换机（011），由单体的凸透镜，经阵列组合，形成浮式太阳能集换机（011）的透镜群板（4）。

如图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机（011）上，安装有具实时、自动跟踪太阳光轴功能的阳光轴跟踪机（15），以获得太阳能的最大能效值。

如图2、图3所示，浮式太阳能集换机（011），包括，自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、透镜群板支架（3）、透镜群板（4）、模块单元（18）；所述的发电系统，包括，光伏电池（6）、安装板（7）、聚焦群（9）；所述的冷却系统，包括，低温管口（5）、散热片（8）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）。

如图2、图3所示，所述的阳光跟踪系统，包括，阳光轴跟踪机（15）、跟踪机柱（16）、跟踪机座（17）及模块单元（18）。

如图4、图5所示，所述的浮式太阳能集换机（011），由单体的凸透镜，经阵列组合，形成浮式太阳能集换机（011）的透镜群板（4）；所述的透镜群板（4），由自攻螺丝（1）固定安装于三位一体支架（2）的透镜群板支架（3）上。

如图2、图3所示，所述的透镜群板（4）形成聚焦群（9）的位置上，设有安装板（7），光伏电池（6）安装于其上；所述的安装板（7）、透镜群板支架（3）及散热片（8）系是一体成形的三位一体支架（2）。

如图2、图3所示，所述的光伏电池（6）的中心轴与透镜群板（4）的中的透镜中心轴，保持一致，以保证聚焦群（9）能汇集于光伏电池（6）的中心点上；所述的散热器（10），通过连接螺栓（11），与其等效结构的水箱（13）相连接，散热器（10）与水箱（13）相连接的层面上，设有密封垫（12）；所述的水箱（13）上，设有低温管口（5）及高温管口（14）。

如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机（15），具有实时、自动跟踪太阳光轴的功能，以获得太阳能的最大能效值。

如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机（15），位于整机的中心，以保持机器的重力平衡。

如图2、图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机（15），与跟踪机柱（16）相连接，跟踪机柱（16），与跟踪机座（17）相连接。

如图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机（011）的主体，是由A、B、C、D四组模块单元（18）组合而成的。

如图4、图5所示，所述的透镜群，由单体的凸透镜，以“纵列横行”的编阵式，组成列阵式集热的透镜群的。

如图4、图5所示，多个的单体的凸透镜以“纵列横行”的平面布局，形成一块透镜群的平板；所述的透镜群的平板，置于三位一体支架（2）的透镜群板支架（3）上，形成封闭式的集热结构，大幅提高了集热器的集热效率。

如图4、图5所示，所述的透镜群板（4），采用树脂注塑的工艺路线，塑料透镜的好处为：价格便宜，质量轻，易于模制，从而节约了透镜群的制造成本。

如图4、图5所示，所述的树脂注塑成形的列阵式透镜群板（4），包括，注液管（101）、镜外面积（102）、连通孔（103）、隼合线（103）、壳体群（105）热合线（106）、排气管（107）、上壳体（108）、下壳体（109）。

进一步，如图4、图5所示，所述的上壳体（108）和下壳体（109），是以上下对称、“纵列横行”布局列阵的，是系同一模具注塑成形的。

进一步，如图4、图5所示，所述的上壳体（108）和下壳体（109），经超声波热合后，形成透镜群的壳体群（105）。

如图4、图5所示，所述的外壳体（105），呈凸面圆的透镜外壳的圆周及外壳体（105）的周边上，设有热合线（106）；所述的热合线（106）上，设有互相隼扣的结合部，以便于热合时的对准。

如图4、图5所示，所述的呈凸面圆透镜外壳的相邻处，设有连通孔（103）。

如图4、图5所示，所述的外壳体（105）的上方，设有注液管（101）、及排气管（107）。

进一步，如图4、图5所示，所述的壳体群（105）主体一侧的上方，设有注液管（101），不易滋生微生物的、透明的化学液体，可经注液管（101）注入列阵式壳体群（105）的主体中；所述的透明液体，也可以是蒸馏水或纯净水。

如图4、图5所示， 所述的壳体群（105）主体另一侧的上方，设有排气管（107），以便透明液体的注入，液体注入完成，可封闭注液管（101）及排气管（107），太阳能列阵式透镜群制造成功。

如图4、图5所示，凸透镜以“纵列横行”的平面布局，形成一块透镜群的平板，透镜群的平板，置于三位一体支架（2）的透镜群板支架（3）上，形成封闭式的集热结构，大幅提高了集热器的集热效率。

如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机（15），包括，跟踪机法兰（201）、旋转架（202）、旋转鼓（203）、轴承A（205）、跟踪仪（207）、蜗杆减速微电机A（208）、法兰连接体（209）、旋转轴（210）、蜗杆减速微电机B（215）。

如图6、图7所示，所述的旋转轴（210）的两端，安装有跟踪机法兰（201），跟踪机法兰（201）上，设有与浮式太阳能集换机（011）相连接的螺栓孔；所述的阳光轴跟踪机（15）两侧分别与浮式太阳能集换机（011）两内侧相连接。

如图6、图7所示，所述的旋转轴（210）与旋转架（202）相交接的中间位上，设有二个轴承A（205）及齿轮A（206）；所述的二个轴承A（205），分别安装于旋转架（202）上的预置孔上。

如图6、图7所示，所述的旋转轴（210）的中间位上，还安装有呈鼓形结构的旋转鼓（203），呈鼓形结构的旋转鼓（203），通过销子A（204）、定位于旋转轴（210）上。

如图6、图7所示，所述的呈鼓形结构的旋转鼓（203）的正面，设有跟踪仪（207）的安装孔，跟踪仪（207）安装于其中。

如图6、图7所示，所述的呈鼓形结构的旋转鼓（203）的空间中，安装有蜗杆减速微电机A（208），蜗杆减速微电机A（208）前端的蜗杆与安装于转轴（10）上的齿轮A（206）相隅合，在跟踪仪（207）信号的指令下，啟动蜗杆减速微电机A（208），通过位于转轴（210）上的跟踪机法兰（201）的带动，实现浮式太阳能集换机（011）的中心轴，实时、自动调整与阳光轴的平行。

如图6、图7所示，所述的旋转架（202），呈圆筒状的结构，呈圆筒状的结构的旋转架（202）的中间，留有旋转鼓（203）的安装位。

如图6、图7所示，所述的旋转架（202）两侧的中部，设有位于旋转轴（210）上的二个轴承A（5）的轴承孔，旋转轴（10），通过二个轴承A（5），安装于旋转架（2）上。

如图6、图7所示，所述的旋转架（202）底部的中心，设有固定轴（214）。

如图6、图7所示，所述的固定轴（214）上，安装有轴承B（212）及齿轮B（213）。

如图6、图7所示，所述的固定轴（214），通过销子B（211），定位于旋转架（202）底部的中心孔上。

如图6、图7所示，所述的旋转架（202）通过轴承B（212），定位于法兰连接体（209）上。

如图6、图7所示，所述的法兰连接体（209）上面的中心位置上，设有轴承B（212）的安装座，旋转架（202）通过轴承B（212）与法兰连接体（209）相连接。

如图6、图7所示，所述的旋转架（202），在蜗杆减速微电机B（215）的驱动下，能在法兰连接体（209）上，作水平的旋转。

如图6、图7所示，所述的法兰连接体（209）的空间中，容设有带有蜗杆减速微电机B（215），蜗杆减速微电机B（215）在跟踪仪（207）信号的指令下，驱动旋转架（202）作水平的旅转，保证浮式太阳能集换机（011）的中心轴始终与太阳光轴方位角一致。

如图6、图7所示，所述的法兰连接体（209）与连接柱法兰（218）通过连接螺栓（217）相连接。

如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机（15），是集跟踪与驱动二系统于一机的阳光轴跟踪机（15），与现有的分散安装的同步机相比，具有结构紧凑、制造规范、应用广泛的优势。

如图1、图3、图7所示，所述的阳光轴跟踪机（15），安装于浮式太阳能集换机（011）的跟踪机柱（16）上；阳光轴跟踪机（15）的安装位，处于浮式太阳能集换机（011）的中心位上，以取得重心的平衡。

如图1所示，所述的电能调配系统（03），包括，照明及动力（02）、蓄变电房（04）；蓄变电房（04）中的蓄电池，聚蓄来自III-V族半导体光伏电池产生的电能，经逆变器转性升压，由PLC监控系统（05），指令电源切换开关切换至场内电路，实现对场内动力及照明（02）的供电，当蓄变电房（04）的能电低于设计值时，PLC监控系统（05）指令电源切换开关，自动将场内供电重新切换至市电电路。

如图1、图2、图3所示，所述的热能调配系统（014），包括，低温管口（5）、水箱（13）、高温管口（14）、水电接口箱（19）、冷热水管（24）、热能管路（08）、室内养殖池（09）、水泵房（012）及热水贮罐（013）；所述的低温管口（5）位于水箱（13）的上方；所述的高温管口（14）位于水箱（13）的下方，所述的低温管口（5）及高温管口（14），分别与水电接口箱（19）中对应的水路端口组相连接，水电接口箱（19）的另一端的水路端口组，与热能管路中的对应管道相连接。所述的水电接口箱（19），设有水和电的二组的接口，通过水电接口箱（19），浮式太阳能集换机（011）的水电管线可与热能管路（08）及电能管路（6）相连通；所述的水电接口箱（19）固定安装于浮式太阳能集换机（011）的跟踪机座（17）上；所述的水泵房（012），根据整场浮式太阳能集换机（011）的装机容量、天气情况及高温管口的水温信号，给出供水指令，启动水泵房（012）开机，实施向热能管路中的给水管供水。

如图1、图2、图3所示，所述的PLC监控系统（05）的控制对象，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014）。

如图1、图2、图3所示，所述的PLC监控系统（05），对太阳能集换系统（01）的监控对象是：浮式太阳能集换机（011），监控的项目包括，对浮式太阳能集换机（011）的供电、供水及电能、热能的输出情况。

如图1、图2、图3所示，所述的PLC监控系统（05），对电能调配系统（03）的监控对象是：动力及照明（02）、蓄变电房（04），监控的项目包括，蓄变电房（04）中的蓄电池负荷、电能逆变、升压、场电、市电切换及并入电网的情况。

如图1、图2、图3所示，所述的PLC监控系统（05），对热能调配系统（014）的监控对象是：室内养殖池（09）、水泵房（012）、热水贮罐（013）及热能管路（08），监控的项目包括，室内养殖池（09）水温、热水贮罐（013）的容量及水温、水泵房（012）的供水情况。

如图1、图2、图3所示，所述的PLC监控系统（05），根据反馈的信息，作出程控设定指令，协调各系统平稳运营。

如图1所示，所述的浮式太阳能集换机（011）的主体，是由A、B、C、D四组模块单元（18）组合而成的。所述的模块单元（18），各自拥有单独的功能部件。所述的四块模块单元（18），其几何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于标准化、模块化的开发生产。

如图8所示，是浮式太阳能集换机（011）处于近中午时段的状态示意图。

如图9所示，是浮式太阳能集换机（011）局部结构的示意图。 

Claims (6)

1.工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014）、PLC监控系统（05）；其特征在于：所述的太阳能集换系统（01），包括，场地锚点（07）、露天养殖水面（010）浮式太阳能集换机（011）；所述的太阳能集换系统（01），采用浮式太阳能集换机（011），凭借透镜群聚光、光伏发电、水冷散热、自动跟踪的四大太阳能技术，利用广瀚的露天养殖水面（010），实现大面积、规模化的太阳能集换的运营，获得太阳能集换成电能和热能最高的能效值，满足工厂化水产养殖的能源需求；所述的浮式太阳能集换机（011）的浮式机理，与养殖业公知的浮式增氧机原理等同；浮式机件，包括，阳光机浮筒（22）及阳光机悬臂（23）；所述的浮式太阳能集换机（011），通过电能管路（06）、热能管路（08）的维系定位及阳光机锚点（21）场地锚点（07）固定，安装于露天养殖水面（010）设定的位置上；所述的电能调配系统（03），包括，照明及动力（02）、蓄变电房（04）及电能管路（06）；所述的电能调配系统（03），将获得的电能，经蓄变电房（04）调配，供工厂化水产养殖场的照明及动力（02）用电；蓄变电房（04）中的蓄电池，聚蓄来自III-V族半导体光伏电池产生的电能，经逆变器变流升压，由PLC监控系统（05），指令电源开关切换至自供电路，实现对场内动力及照明（02）的供电，当蓄变电房（04）的电能低于设计值时，PLC监控系统（05）指令电源切换开关，自动将场内供电重新切换至市电电路；所述的热能调配系统（014），包括，低温管口（5）、水箱（13）、高温管口（14）、水电接口箱（19）、冷热水管（24）、热能管路（08）、室内养殖池（09）、水泵房（012）及热水贮罐（013）；所述的热能调配系统（03），将获得的热能，存贮于热水贮罐（013）中，用以调配工厂化室内水产养殖池（09）的水温；所述的低温管口（5）位于水箱（13）的上方；所述的高温管口（14）位于水箱（13）的下方，所述的低温管口（5）及高温管口（14），分别与水电接口箱（19）中对应的水路端口组相连接，水电接口箱（19）中的另一端的水路端口组，分别与热能管路中对应的管道相连接；所述的水电接口箱（19），设有水和电的二组的接口；所述的浮式太阳能集换机（011），通过水电接口箱（19）中的水和电的二组接口，实现与热能管路（08）及电能管路（06）相连通；所述的水电接口箱（19）固定安装于浮式太阳能集换机（011）的跟踪机座（17）上；所述的水泵房（012），根据整场浮式太阳能集换机（011）的装机容量、天气情况及高温管口的水温信号，给出供水指令，水泵房（012）启动，向热能管路中的给水管供水；所述的PLC监控系统（05），监控全场的自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营；所述的PLC监控系统（05）的监控对象，包括，太阳能集换系统（01）、电能调配系统（03）、热能调配系统（014），所述的PLC监控系统（05）对太阳能集换系统（01）的监控对象是：浮式太阳能集换机（011），监控的项目包括，对浮式太阳能集换机（011）的供电、供水及电能、热能的输出情况；所述的PLC监控系统（05）对电能调配系统（03）的监控对象是：蓄变电房（04）、动力及照明（02），监控的项目包括，蓄变电房（04）中的蓄电池负荷、电能逆变、升压、场电、市电切换及并入电网的情况；所述的PLC监控系统（05）对热能调配系统（014）的监控对象是：室内养殖池（09）、水泵房（012）、热水贮罐（013）及热能管路（08），监控的项目包括，室内养殖池（09）的水温、热水贮罐（013）的容量及水温、水泵房（012）的供水情况；所述的PLC监控系统（05），根据监控反馈的信息，作出编程指令，协调各系统平稳运营；所述的浮式太阳能集换机（011），包括，自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、透镜板支架（3）、透镜群板（4）、低温管口（5）、光伏电池（6）、安装板（7）、散热片（8）、聚焦群（9）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）、阳光轴跟踪机（15）、跟踪机柱（16）、跟踪机座（17）、模块单元（18）、水电接口箱（19）、电能输出线（20）、阳光机锚点（21）、阳光机浮筒（22）、阳光机悬臂（23）、冷热水管（24）、光伏电池群（25）、电能管路（06）、场地锚点（07）及热能管路（08）；所述的浮式太阳能集换机（011），具有透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪的技术特征。

2.根据权利要求1所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机（011），采用了透镜群板（4）聚光的技术；所述的透镜群板（4），由单个透镜，经“纵列横行”的列阵，形成与光伏电池呈正相关布局；所述的透镜群板（4），由自攻螺丝（1），固定安装于三位一体支架（2）的透镜群板支架（3）上；所述的三位一体支架（2），包括，充当透镜群板（4）的透镜群板支架（3）竖立的周边，安装光伏电池（6）底面的安装板（7）及安装板（7）背面的光伏电池（6）的水冷式的散热器（10），故称三位一体支架（2）；所述的透镜群板（4）的壳体，是由上下对称的二个壳体，采用透明度极好的树脂注塑，经超声波热合形成的；所述的透镜群板（4），包括，注液管（101）、镜外面积（102）、连通孔（103）、隼合线（104）、壳体群（105）、热合线（106）、排气管（107）、上壳体（108）、下壳体（109）；所述的壳体群（105）呈半凸面圆的形状；所述的上壳体（108）和下壳体（109）的热合线（106）上，设有隼合线（104），便于热合时对准；所述的壳体群（105）各壳体的相邻处，设有连通孔（103），便于透明液的注入；所述的壳体群（105）的上方，设有注液管（101）及排气管（107）；所述的透镜群中，注入透明的化学液体。

3.根据权利要求1所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机（011），采用光伏电池发电的技术：所述的光伏电池（6）采用的是能承受1000倍聚光的III-V族光伏电池，相当于1/2晶硅电池数量的光伏电池，可获得与晶硅电池等同的电能；所述的光伏电池（6），固定安装于三位一体支架（2）的安装板（7）上，形成光伏电池群（25）；所述的光伏电池群（25）的排列，与透镜群板（4）上的单体透镜的排列，呈正对应；光伏电池群（25）与透镜群板（4）的距离，即是透镜的焦距；透镜群板（4）所形成的聚焦群（9），正好落在光伏电池群（25）上的位于光伏电池（6）的中心的半导体发电元件上。

4.根据权利要求1所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机（011）采用水冷散热的技术：所述的水箱（13），包括，自攻螺丝（1）、三位一体支架（2）、低温管口（5）、安装板（7）、散热片（8）、散热器（10）、连接螺栓（11）、密封垫（12）、水箱（13）、高温管口（14）；所述的水箱（13）与等效结构的三位一体支架（2）间，通过连接螺栓（11）相连接，所述的三位一体支架（2）与水箱（13）相连接的层面处，设有密封垫（12）；所述的水箱（13）上，设有低温管口（5）及高温管口（14）；所述的三位一体支架（2），位于水箱（13）的上方，三位一体支架（2），包括散热片（8）、光伏电池（6）的安装板（7）及由散热片（8）组成的散热器（10）：所述的三位一体支架（2），呈方型的箱式结构，方型的箱式结构的沿口上，设有透镜群板（4）的安装孔，透镜群板（4）通过自攻螺丝（1）固定安装于三位一体支架（2）的透镜板支架（3）上；呈方型的箱式结构的箱底部，充当光伏电池（6）的安装板（7）；所述的安装于安装板（7）上的光伏电池（6），其数量与安装于透镜板支架（3）上的透镜群板（4）上的透镜数是一致的，透镜的中轴线与光伏电池（6）的半导体件的中心保持严格的一致，光伏电池（6）与透镜群板（4）之间的高度，即是透镜的焦距，透镜群形成的聚焦群（9），正中落点于光伏电池（6）的中心位置上；所述的安装板（7）的下方，设有散热片（8）；所述的散热片（8），伸入水箱（13）中；所述的散热片（8），以安装于其上的光伏电池（6），实行分组，各组的散热片（8）之间，设有一片较长的散热片，以控制水流的移动方向；所述的水箱（13）上的低温管口（5）接受热能管路（08）中的给水管补水；所述的水箱（13）的高温管口（14），输出达95℃的热水。

5.根据权利要求1所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机（011）采用阳光轴自动跟踪的技术：所述的阳光轴跟踪机（15），包括，阳光轴跟踪机（15）、跟踪机柱（16）及跟踪机座（17）；所述的阳光轴跟踪机（15），位于浮式太阳能集换机（011）的中心，以保持浮式太阳能集换机（011）的重心平衡，所述的阳光轴跟踪机（15）与跟踪机柱（16）相连接，所述的跟踪机柱（16）与跟踪机座（17）相连接；所述的阳光轴跟踪机（15），是集阳光跟踪仪及驱动构件于一体的，具有实时、自动调整浮式太阳能集换机（011）的中心轴与阳光轴保持平行功能，使浮式太阳能集换机（011），获得太阳能的最大能效值；所述的阳光轴跟踪机（15），包括，跟踪机法兰（201）、旋转架（202）、旋转鼓（203）、销子A（204）、轴承A（205）、齿轮A（206）、跟踪仪（207）、蜗杆减速微电机A（208）、法兰连接体（209）、旋转轴（210）、销子B（211）、轴承B（212）、齿轮B（213）、固定轴（214）、蜗杆减速微电机B（215）、蜗杆B（216）、连接螺栓（217）及连接柱法兰（218）：所述的旋转架（202），呈圆筒结构，旋转架（202）的中间，设有旋转鼓（203）的安装位；所述的旋转架（202）的两侧，设有旋转轴（210）穿过的圆孔，所述的圆孔中，设有位于旋转轴（210）上的轴承A（205）的安装座；所述的设有轴承A（205）的旋转轴（210），穿过旋转架（202）的预置孔，横贯于旋转架（202）的中心；所述的旋转轴（210）的中间位上，设有旋转鼓（203）；所述的旋转鼓（203），呈鼓形结构，呈鼓形结构旋转鼓（203）的两端，设有旋转轴（210）贯通的安装孔，旋转鼓（203），通过销子A（204）定位于旋转轴（210）上；所述的旋转鼓（203）的正面，设有跟踪仪（207）的安装位；所述的旋转架（202）底部的中心，设有固定轴（214），所述的固定轴（214）上，安装有轴承B（212）及齿轮B（213）；所述的固定轴（214），通过销子B（211），定位于旋转架（202）底部的中心孔上；所述的旋转架（202）通过轴承B（212），定位于法兰连接体（209）上；所述的轴承B（212），安装于法兰连接体（209）上的轴承座上；所述的法兰连接体（209）与连接柱法兰（218）通过连接螺栓（217）相连接；所述的法兰（201）固定安装于旋转轴（210）两端上；所述的阳光轴跟踪机（15），具有自动跟踪太阳光轴并向传动部件发出动作指令的功能，使浮式太阳能集换机（011）的向阳面，始终保持与阳光轴处于垂直的状态。

6.根据权利要求1所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机的主体，是由A、B、C、D四组模块单元（18）组合而成的；所述的模块单元（18），各自均拥有独立的功能部件；所述的四块模块单元（18），其几何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于标准化、模块化的开发生产。