CN103346697A - 一种水上太阳能光伏发电系统 - Google Patents

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沈辉
孙韵琳
舒江东
陈思铭
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Abstract

本发明属于光伏制造应用领域，具体公开水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳电池组件、用于固定的水上光伏阵列支架台，太阳电池组件连接形成光伏阵列，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。本发明的水上太阳能光伏发电系统，可实现在水库、湖泊、江河以及海洋等水域表面安装太阳能光伏发电系统，通过充分利用太阳辐照条件良好的水上日照面积，有助于克服由于陆地土地资源有限、土地成本高昂而造成太阳能光伏发电系统安装面积的限制，也有利于在沿岸水域建设大型和超大型光伏电站给沿岸地区或城市就近提供电力概念的推广。

Description

一种水上太阳能光伏发电系统
技术领域
本发明属于光伏制造应用领域，具体公开一种水上太阳能光伏发电系统。
背景技术
太阳能光伏发电是一种十分具有前景的可再生清洁能源。目前在陆地上已开始大量建设光伏发电并太阳能光伏发电系统，而鲜少出现在水库、湖泊、江河和海洋等水上建设太阳能光伏发电系统，浪费了占地球表面71%的水上日照面积，大大限制了太阳能光伏发电系统的推广应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术应用的地域局限，提供了一种水上太阳能光伏发电系统，该水上太阳能光伏发电系统可实现利用水库、湖泊、江河和海洋等水域表面的日照面积，有助于克服由于陆地土地资源有限，土地成本高昂而造成太阳能光伏发电系统安装面积的限制，也有利于在沿岸水域建设大型和超大型光伏电站给沿岸地区或城市就近提供电力概念的推广。
为了实现上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：
本发明所述的一种水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳电池组件、用于固定各太阳电池组件的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台（包括浮动式或着床固定式），各阵列排布的太阳电池组件连接形成光伏阵列，所述光伏阵列安装于水浪高度之上的位置，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件（Balance of System,BOS）和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电，所述太阳电池组件为单晶硅太阳电池组件或多晶硅太阳电池组件或类单晶硅太阳电池组件。
作为上述技术的进一步改进，所述水上光伏阵列支架台包括置于水上的浮体、固定于浮体上的桁架连接结构、若干固定于桁架连接结构上的光伏阵列支承架，所述光伏阵列支架与桁架连接结构构成刚性支架式一体结构，呈离岛式或半岛式置于水面上，且各太阳电池组件对应地固定于各光伏阵列支承架上。
作为上述技术的更一步改进，所述光伏阵列支承架用于固定太阳电池组件的顶端部迎太阳光入射方向呈一定方位角倾斜设置，使得所述太阳电池组件的入光面为倾斜面，倾斜角度范围是0°～90°，倾斜角度为当地全年光伏阵列最佳倾角，保吸收较多的光能。
在本发明中，所述光伏阵列支承架为固定式光伏阵列支承架或为可调角度的光伏阵列支架，可以根据实际需要进行选用，范围广泛。
在本发明中，所述光伏阵列支架可采用材料为热镀锌型材或铝合金型材或为塑料支架。
此外，在本发明中，为了具有较好的避雷和驱鸟作用，所述桁架连接结构上设有与电缆共同接地的避雷装置和声光电子驱鸟装置。
在本发明中，所述桁架连接结构通过系绳与水底锚桩类固定结构相连接，或者通过水下支柱固定于水底。
在本发明中，所述浮体包括浮筒，或浮筒和浮升块的复合或组合体，所述浮筒与浮升块经复合或组合形成潜式或半潜式的浮体，所述浮筒采用如高分子塑胶或金属或水泥浇铸预制件或、玻璃钢材料制造的封闭容积型浮筒。
在本发明中，所述的并网连接包括直接与陆地电网连接，或者通过海底安全输电线路的输电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
（1）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，可实现在水库、湖泊、江河和海洋等水域表面安装太阳能光伏发电系统，通过充分利用太阳辐照条件良好的水上日照面积，有助于克服由于陆地土地资源有限，土地成本高昂而造成太阳能光伏发电系统安装面积的限制，实现太阳能光伏发电系统的进一步推广；
（2）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，可通过在江海沿岸建立水上太阳能光伏电站，缓解经济高度发展的沿岸地区和城市对电力的强大需求，在沿岸地区或城市附件水域就近建立大型和超大型光伏电站，与在沙漠地区建设大型、超大型光伏电站相比，可以有效降低传输电能的管线损耗，便于电网的扩容，也有利于与沿岸常规能源发电设施结合，实现互补发电，同时由于减少了土地成本的支出，有效降低了光伏系统的整体成本，缩短了成本回收期，因此也有利于太阳能光伏发电的推展。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：
图1为本发明实施例一所述的浮动式水上太阳能光伏发电系统结构示意图（半岛式）；
图2是本发明实施例一所述的浮动式水上太阳能光伏发电系统并网系统原理示意图；
图3为本发明实施例二所述的着床固定式水上太阳能光伏发电系统结构示意图（离岛式）；
图4是本发明实施例二所述的着床固定式水上太阳能光伏发电系统离网系统原理示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1、图2所示，本发明所述的一种水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳电池组件1、用于固定各太阳电池组件的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台2，各阵列排布的太阳电池组件1连接形成光伏阵列，所述光伏阵列安装于水浪高度之上的位置，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器3通过电缆4通过分电盘接入公共电网或本地负载，该并网连接方式包括直接与陆地电网连接，或者通过海底安全输电线路的输电连接，所述光伏系统平衡器件和并网逆变器3均置于设备仓5内。所述太阳电池组件1可为单晶硅太阳电池组件、多晶硅太阳电池组件、类单晶太阳电池组件。
如图1所示，所述水上光伏阵列支架台2包括置于水上的浮体21、固定于浮体21上的桁架连接结构22、若干固定于桁架连接结构22上的光伏阵列支承架23，所述光伏阵列支承架23与桁架连接结构22构成刚性支架式一体结构，呈半岛式置于水面上，且各太阳电池组件1对应地固定于各光伏阵列支承架23上。
此外，所述光伏阵列支承架23用于固定太阳电池组件的顶端部迎太阳光入射方向呈一定方位角倾斜设置，使得所述太阳电池组件1的入光面为倾斜面，从而充分地利用太阳能。例如，在北半球，通常选择太阳电池组件1的入光面的朝向为正南方，在南半球为正北方；根据建设光伏发电系统的地区的地理位置、太阳运动情况、光伏阵列支承架23的高度等因素设其安装倾角，倾角范围是0°～90°，倾斜角度为当地全年光伏阵列最佳倾角，保吸收较多的光能。
在本发明中，所述光伏阵列支承架23可以为固定式光伏阵列支承架或为可调角度的光伏阵列支架，其可根据实际需要进行选用。所述光伏阵列支承架23采用的材料为热镀锌型材或铝合金型材或为塑料。
此外，在本发明中，为了有较好的避雷和驱鸟效果，所述桁架连接结构22上设有与电缆共同接地的避雷装置和声光电子驱鸟装置6。
所述桁架连接结构22通过系绳7与水底锚桩类固定结构8相连接，且所述浮体21的结构可以只包括浮筒，或浮筒和浮升块的复合或组合体，所述浮筒与浮升块经复合或组合形成潜式或半潜式的浮体，所述浮筒可采用如高分子塑胶或金属或水泥浇铸预制件或、玻璃钢材料制造的封闭容积型浮筒。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，其不同之处：如图3、图4所示，本实施例为着床固定式的离岛式水上太阳能光伏发电系统，各阵列排布的太阳电池组件1连接形成的光伏阵列，是通过电缆4’与光伏充放电控制器和蓄电池组或离网逆变器3’连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。
此外，所述桁架连接结构22通过水下支柱8’固定于水底的。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：包括若干阵列排布的太阳电池组件、用于固定各太阳电池组件的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台，各阵列排布的太阳电池组件连接形成光伏阵列，所述光伏阵列安装于水浪高度之上的位置，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。
2.根据权利要求1所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述水上光伏阵列支架台包括置于水上的浮体、固定于浮体上的桁架连接结构、若干固定于桁架连接结构上的光伏阵列支承架，所述光伏阵列支架与桁架连接结构构成刚性支架式一体结构，呈离岛式或半岛式置于水面上，且各太阳电池组件对应地固定于各光伏阵列支承架上。
3.根据权利要求2所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述光伏阵列支承架用于固定太阳电池组件的顶端部迎太阳光入射方向呈一定方位角倾斜设置，使得所述太阳电池组件的入光面为倾斜面，倾斜角度为当地全年光伏阵列最佳倾角。
4.根据权利要求3所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述光伏阵列支承架为固定式光伏阵列支承架或为可调角度的光伏阵列支架。
5.根据权利要求4所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述光伏阵列支承架采用材料为热镀锌型材或铝合金型材或为塑料支架。
6.根据权利要求2所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述桁架连接结构上设有与电缆共同接地的避雷装置和声光电子驱鸟装置。
7.根据权利要求2所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述桁架连接结构通过系绳与水底锚桩类固定结构相连接，或者通过水下支柱固定于水底。
8.根据权利要求7所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述浮体包括浮筒，或浮筒和浮升块的复合或组合体，所述浮筒与浮升块经复合或组合形成潜式或半潜式的浮体。
9.根据权利要求8所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述浮筒采用如高分子塑胶或金属或水泥浇铸预制件或、玻璃钢材料制造的封闭容积型浮筒。
10.根据权利要求1所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述并网连接包括直接与陆地电网连接，或者通过海底安全输电线路的输电连接。
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