CN103944489A - 湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站，属于太阳能光伏新能源应用技术领域。在湖中深水区漂浮的船体甲和船体乙上，用前连接板和后连接板将船体甲和船体乙联接成一排，船体上分别安装有太阳能电池、光伏支柱、导电线、光伏控制器和汇流器，阳光照射太阳能电池产生的电流通过安装在船体上的导电线、光伏控制器、汇流器甲输入桩柱丁上的汇流器丙，在湖中的浅水区建造四根桩柱，在桩柱甲和桩柱乙上安装有太阳能电池、光伏支柱、光伏控制器、导电线，阳光照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器输入桩柱丙上的汇流器乙、接着输入汇流器丙，从汇流器丙输出的电流通过输出电缆向湖岸上或湖心中的用电器供电。
Description
技术领域
本发明涉及湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站，属于太阳能光伏新能源应用技术领域。
背景技术
近年来，中国东部频繁发生雾霾的主要原因之一是燃煤发电量过大，火力发电厂燃烧煤炭发电时，向空气中大量排放二氧化碳、二氧化硫和多种污染气体及颗粒物。历经多年的研究，人类发现光伏发电不向空气中排放任何污染物质，其发电过程中真正实现零排放。中国国务院已出台政策鼓励各地发展光伏产业，对光伏电站发出的电力不仅全部并入电网收购，2013年和2014年都按发电量给予财政补贴。鼓励清洁能源发展的政策调动了许多企业兴办光伏电站的积极性。
2014年4月，本发明人缪同春和一家大型光伏企业的投资分析师一起到微山湖地区考察一个水上千亩光伏电站项目。这使缪同春想起：国家规划建设长江经济带，长江中下游地区用电量大，土地资源紧缺，不可能动用农田土地来建设光伏电站，但是长江中下游地区有许多水域面积较大的湖泊，利用这些湖泊中的一部分适宜搞光伏发电的水面来兴建光伏电站既有利于环境保护，也有利于经济建设。缪同春联想到苏浙两省之间的太湖，苏中地区的高邮湖、宝应湖、洪泽湖，浙江省的千岛湖，安徽省的巢湖，曾经站在庐山含鄱口看到过的波光粼粼的鄱阳湖，湖南省的洞庭湖，湖北省的洪湖。如果在这些水深有限，水体比较稳定，面积较大的湖泊中兴建一批太阳能光伏电站，既可以向邻近的城乡供电，更可以向湖中的养殖鱼、虾、贝类的设施，种植经济水生植物的设施，特别是净化水质、消除水体中重金属污染物的设备就近供电，这该是多么美好！光伏发电不会污染空气，能通过向空气净化器和制氧机供电使用来增加清净的空气，能驱动分解、过滤、清除污染物的设备来创造清澈的湖水，鱼虾在水中欢跳，荷花丛中乘游船采莲，长江经济带既是经济发达地区，更是生态和谐的宜居之地。逐步将适宜搞光伏发电的湖区建设成为‘发电湖’，可以显著提高湖泊区的整体经济效益。目前，在湖中规模建设大、中型太阳能光伏电站的工作尚未起步。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站。
在广阔的湖面以下，既有水深超过3米以上的深水区，也有水深不足3米的浅水区。在浅水区适合采用打桩光伏发电，在湖面上每间隔3米就要向湖底打入一根预应力钢筋混凝土桩，这根桩的长度由三个部分组成，一是打入湖底土层的长度，如果湖底土质较硬，一般打进土层3—4米就可以将桩竖立在湖中，如果湖底是淤泥层，打入土层6—8米仍不能将水泥桩竖立，在这一个湖区施工的成本就大了，二是水泥桩在水体中的长度，这一长度与湖水的涨落有关，三是水泥桩在湖面以上的长度，太阳能电池板要安装在水面以上一公尺高的地方，防止雨季涨水时，湖水淹没太阳能电池板长时间影响发电，将泥中、水中和水面以上三段水泥桩的长度相加，计算出一根预应力钢筋混凝土桩的总长度，这根桩既要能支撑安装在其上方的一块晶硅太阳能电池板组件的20公斤左右的重量，也要能抵抗住吹向太阳能电池板的湖面上的阵风的风力，在湖水深度3米以内的浅水区，湖底土质适合打桩施工的地方，打桩光伏发电的投资成本就比较低。
在湖水深度超过3米的深水区和湖底淤泥层太厚不适合打桩施工的水域，需要采用漂浮光伏发电的方案，在长江中、下游流域的湖面上历代盛行的小木船，用前连接板和后连接板可以将数只小木船联成一排，以抗击风浪的颠颇，小木船的载重量足以装载1块—11块1.9米长×1米宽的太阳能电池板及配套的边框、支撑架、光伏控制器、汇流器，小木船在湖面上漂浮移动十分便捷，便于掉头转向，在船上装上追日跟踪器件，船载的太阳能电池就能随着太阳在天空中的移动而追日跟踪转向移动在湖水中的位置，使太阳能电池的正面始终正对着太阳，接受最大量的太阳光的照射产生更大量的电流，将小木船运到岸上的修船架上，来个底朝天进行维修是比较方便的。除了木质船，用塑料或金属薄板也能制造出装载太阳能电池组件的小船，大部分船型为平底船。由若干进行漂浮光伏发电的小船和若干进行打桩光伏发电的桩柱以及连接的导电线、汇流器等部件共同组成水上太阳能电站。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
由深水区1、浅水区2、湖岸3构成湖泊整体，在湖泊整体中由船体甲4、船体乙5、前连接板6、后连接板7、桩柱甲8、桩柱乙9、太阳能电池甲10、太阳能电池乙11、光伏支柱甲12、光伏支柱乙13、光伏控制器甲14、光伏控制器乙15、汇流器甲16、太阳能电池丙17、太阳能电池丁18、光伏支柱丙19、光伏支柱丁20、导电线21、汇流器乙22、汇流器丙23、输出电缆24、桩柱丙25、桩柱丁26、光伏控制器丙27、光伏控制器丁28共同组成湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站；
在深水区1中漂浮船体甲4、船体乙5，在船体甲4上安装光伏支柱甲12、太阳能电池甲10、光伏控制器甲14、导电线21，在船体乙5上安装光伏支柱乙13、太阳能电池乙11、光伏控制器乙15、汇流器甲16、导电线21，在浅水区2中首先将桩柱甲8、桩柱乙9、桩柱丙25、桩柱丁26打入水体以下的湖底土层中，在桩柱甲8上安装光伏支柱丁20、太阳能电池丁18、导电线21、光伏控制器丁28，在桩柱乙9上安装光伏支柱丙19、太阳能电池丙17、导电线21、光伏控制器丙27，在桩柱丙25上安装汇流器乙22，在桩柱丁26上安装汇流器丙23；
在深水区1中，前连接板6连接船体甲4和船体乙5的前半部，后连接板7连接船体甲4和船体乙5的后半部，在船体甲4上太阳能电池甲10通过导电线21与光伏控制器甲14连接，光伏控制器甲14通过导电线21与汇流器甲16连接，汇流器甲16通过导电线21与汇流器丙23连接，在船体乙5上太阳能电池乙11通过导电线21与光伏控制器乙15连接，光伏控制器乙15通过通过导电线21与汇流器甲16连接，汇流器甲16通过导电线21与汇流器丙23连接，在浅水区2中，在桩柱甲8的上面安装光伏支柱丁20，在光伏支柱丁20的上方安装太阳能电池丁18，在光伏支柱丁20的侧面上安装光伏控制器丁28，太阳能电池丁18通过导电线21与光伏控制器丁28连接，光伏控制器丁28通过导电线21与汇流器乙22连接，汇流器乙22 通过导电线21与汇流器丙23连接，在桩柱乙9的上面安装光伏支柱丙19，在光伏支柱丙19的上方安装太阳能电池丙17，在光伏支柱丙19的侧面上安装光伏控制器丙27，太阳能电池丙17通过导电线21与光伏控制器丙27连接，光伏控制器丙27通过导电线21与汇流器乙22连接，汇流器乙22通过导电线21与汇流器丙23连接，汇流器丙23通过输出电缆24与湖岸3上的供电网连接，供电网与湖岸上的和湖心中的用电器连接。
太阳能电池甲10、太阳能电池乙11、太阳能电池丙17、太阳能电池丁18是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或化合物太阳能电池。
桩柱甲8、桩柱乙9、桩柱丙25、桩柱丁26是预制钢筋混凝土方桩或预应力钢筋混凝土管桩或现浇钢筋混凝土方桩或木质桩柱或钢质桩柱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①充分利用太阳从空中照射到湖面上的太阳光资源，在浅水区打桩，在桩顶上安装太阳能光伏发电组件，进行打桩光伏发电，在深水区，在小船上安装太阳能光伏组件，进行漂浮光伏发电，打桩光伏发电和漂浮光伏发电的连接并网，使湖中大部分的水域都能进行光伏发电，为湖泊的深度开发和利用，就地向湖心的用电器供电。②因地制宜，核算成本，增加湖泊年收入。在适合的浅水域和湖底土质适合打桩的条件下，采用打桩光伏发电，在深水域和不适合打桩的厚淤泥湖底的湖区的水面上布设木船，采用漂浮光伏发电。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
在湖中深水区漂浮的船体甲和船体乙上，用前连接板和后连接板将船体甲和船体乙联接成一排，船体上分别安装有太阳能电池、光伏支柱、导电线、光伏控制器和汇流器，阳光照射太阳能电池产生的电流通过安装在船体上的导电线、光伏控制器、汇流器甲输入桩柱丁上的汇流器丙，在湖中的浅水区建造四根桩柱，在桩柱甲和桩柱乙上安装有太阳能电池、光伏支柱、光伏控制器、导电线，阳光照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器输入桩柱丙上的汇流器乙、接着输入汇流器丙，从汇流器丙输出的电流通过输出电缆向湖岸上或湖心中的用电器供电。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
由深水区1、浅水区2、湖岸3构成湖泊整体，在湖泊整体中由船体甲4、船体乙5、前连接板6、后连接板7、桩柱甲8、桩柱乙9、太阳能电池甲10、太阳能电池乙11、光伏支柱甲12、光伏支柱乙13、光伏控制器甲14、光伏控制器乙15、汇流器甲16、太阳能电池丙17、太阳能电池丁18、光伏支柱丙19、光伏支柱丁20、导电线21、汇流器乙22、汇流器丙23、输出电缆24、桩柱丙25、桩柱丁26、光伏控制器丙27、光伏控制器丁28共同组成湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站；
在深水区1中漂浮船体甲4、船体乙5，在船体甲4上安装光伏支柱甲12、太阳能电池甲10、光伏控制器甲14、导电线21，在船体乙5上安装光伏支柱乙13、太阳能电池乙11、光伏控制器乙15、汇流器甲16、导电线21，在浅水区2中首先将桩柱甲8、桩柱乙9、桩柱丙25、桩柱丁26打入水体以下的湖底土层中，在桩柱甲8上安装光伏支柱丁20、太阳能电池丁18、导电线21、光伏控制器丁28，在桩柱乙9上安装光伏支柱丙19、太阳能电池丙17、导电线21、光伏控制器丙27，在桩柱丙25上安装汇流器乙22，在桩柱丁26上安装汇流器丙23；
在深水区1中，前连接板6连接船体甲4和船体乙5的前半部，后连接板7连接船体甲4和船体乙5的后半部，在船体甲4上太阳能电池甲10通过导电线21与光伏控制器甲14连接，光伏控制器甲14通过导电线21与汇流器甲16连接，汇流器甲16通过导电线21与汇流器丙23连接，在船体乙5上太阳能电池乙11通过导电线21与光伏控制器乙15连接，光伏控制器乙15通过通过导电线21与汇流器甲16连接，汇流器甲16通过导电线21与汇流器丙23连接，在浅水区2中，在桩柱甲8的上面安装光伏支柱丁20，在光伏支柱丁20的上方安装太阳能电池丁18，在光伏支柱丁20的侧面上安装光伏控制器丁28，太阳能电池丁18通过导电线21与光伏控制器丁28连接，光伏控制器丁28通过导电线21与汇流器乙22连接，汇流器乙22 通过导电线21与汇流器丙23连接，在桩柱乙9的上面安装光伏支柱丙19，在光伏支柱丙19的上方安装太阳能电池丙17，在光伏支柱丙19的侧面上安装光伏控制器丙27，太阳能电池丙17通过导电线21与光伏控制器丙27连接，光伏控制器丙27通过导电线21与汇流器乙22连接，汇流器乙22通过导电线21与汇流器丙23连接，汇流器丙23通过输出电缆24与湖岸3上的供电网连接，供电网与湖岸上的和湖心中的用电器连接。
太阳能电池甲10、太阳能电池乙11、太阳能电池丙17、太阳能电池丁18是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或化合物太阳能电池。
桩柱甲8、桩柱乙9、桩柱丙25、桩柱丁26是预制钢筋混凝土方桩或预应力钢筋混凝土管桩或现浇钢筋混凝土方桩或木质桩柱或钢质桩柱。
太阳光照射漂浮在深水区湖面上的船体甲上的太阳能电池甲产生的电流通过导电线输入光伏控制器甲，从光伏控制器甲输出的电流通过导电线输入汇流器甲，太阳光照射漂浮在深水区湖面上的船体乙上的太阳能电池乙产生的电流通过导电线输入光伏控制器乙，从光伏控制器乙输出的电流通过导电线输入汇流器甲，太阳光照射安装在桩柱甲上面的光伏支柱丁顶部的太阳能电池丁产生的电流通过导电线输入光伏控制器丁，从光伏控制器丁输出的电流通过导电线输入汇流器乙，太阳光照射安装在桩柱乙上面的光伏支柱丙的顶部的太阳能电池丙产生的电流通过导电线输入光伏控制器丙，从光伏控制器丙输出的电流通过导电线输入汇流器乙，从汇流器乙输出的电流通过导电线输入汇流器丙，从汇流器甲输出的电流通过导电线输入汇流器丙，打桩光伏发电产生的电流和漂浮光伏发电产生的电流在汇流器丙中汇合后，通过输出电缆输出到湖岸上向供电网供电、接着向多种用电器供电，从船上的汇流器甲或桩柱丙上的汇流器乙或桩柱丁上的汇流器丙上也可以另外拉接供电线向分散在深水区或浅水区的水质净化装置、重金属分离装置，淡水养殖设施和淡水种植设施等分别供电。
现举出实施例如下：
实施例一：
在湖中的深水区漂浮船体甲和船体乙上，用前连接板和后连接板将船体甲和船体乙联接成一排，船体甲和船体乙分别安装有单晶硅太阳能电池、光伏支柱、导电线、光伏控制器，太阳光照射单晶硅太阳能电池产生电流，电流通过安装在船体上的导电线、光伏控制器输入汇流器甲，在湖中的浅水区建造桩柱甲、桩柱乙、桩柱丙、桩柱丁，在桩柱甲和桩柱乙上分别安装有单晶硅太阳能电池、光伏支柱、光伏控制器、导电线，太阳光照射单晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器输入安装在桩柱丙上的汇流器乙，从汇流器甲和汇流器乙输出的电流通过导电线输入汇流器丙，打桩光伏发电和漂浮光伏发电产生的电流在桩柱丁上的汇流器丙中汇集到一起后，接着通过输出电缆和供电网向湖岸上的或湖心中的多种用电器分别供电。
实施例二：
在湖中的深水区漂浮船体甲和船体乙上，用前连接板和后连接板将船体甲和船体乙联接成一排，船体甲和船体乙分别安装有多晶硅太阳能电池、光伏支柱、导电线、光伏控制器，太阳光照射多晶硅太阳能电池产生电流，电流通过安装在船体上的导电线、光伏控制器输入汇流器甲，在湖中的浅水区建造桩柱甲、桩柱乙、桩柱丙、桩柱丁，在桩柱甲和桩柱乙上分别安装有多晶硅太阳能电池、光伏支柱、光伏控制器、导电线，太阳光照射多晶硅太阳能电池产生电流，电流通过导电线、光伏控制器输入安装在桩柱丙上的汇流器乙，从汇流器甲和汇流器乙输出的电流通过导电线输入汇流器丙，打桩光伏发电和漂浮光伏发电产生的电流在桩柱丁上的汇流器丙中汇集到一起后，接着通过输出电缆和供电网向湖岸上的或湖心中的多种用电器分别供电。
Claims (3)
1.湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站,其特征是，由深水区（1）、浅水区（2）、湖岸（3）构成湖泊整体，在湖泊整体中由船体甲（4）、船体乙（5）、前连接板（6）、后连接板（7）、桩柱甲（8）、桩柱乙（9）、太阳能电池甲（10）、太阳能电池乙（11）、光伏支柱甲（12）、光伏支柱乙（13）、光伏控制器甲（14）、光伏控制器乙（15）、汇流器甲（16）、太阳能电池丙（17）、太阳能电池丁（18）、光伏支柱丙（19）、光伏支柱丁（20）、导电线（21）、汇流器乙（22）、汇流器丙（23）、输出电缆（24）、桩柱丙（25）、桩柱丁（26）、光伏控制器丙（27）、光伏控制器丁（28）共同组成湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站；
在深水区（1）中漂浮船体甲（4）、船体乙（5），在船体甲（4）上安装光伏支柱甲（12）、太阳能电池甲（10）、光伏控制器甲（14）、导电线（21），在船体乙（5）上安装光伏支柱乙（13）、太阳能电池乙（11）、光伏控制器乙（15）、汇流器甲（16）、导电线（21），在浅水区（2）中首先将桩柱甲（8）、桩柱乙（9）、桩柱丙（25）、桩柱丁（26）打入水体以下的湖底土层中，在桩柱甲（8）上安装光伏支柱丁（20）、太阳能电池丁（18）、导电线（21）、光伏控制器丁（28），在桩柱乙（9）上安装光伏支柱丙（19）、太阳能电池丙（17）、导电线（21）、光伏控制器丙（27），在桩柱丙（25）上安装汇流器乙（22），在桩柱丁（26）上安装汇流器丙（23）；
在深水区（1）中，前连接板（6）连接船体甲（4）和船体乙（5）的前半部，后连接板（7）连接船体甲（4）和船体乙（5）的后半部，在船体甲（4）上太阳能电池甲（10）通过导电线（21）与光伏控制器甲（14）连接，光伏控制器甲（14）通过导电线（21）与汇流器甲（16）连接，汇流器甲（16）通过导电线（21）与汇流器丙（23）连接，在船体乙（5）上太阳能电池乙（11）通过导电线（21）与光伏控制器乙（15）连接，光伏控制器乙（15）通过通过导电线（21）与汇流器甲（16）连接，汇流器甲（16）通过导电线（21）与汇流器丙（23）连接，在浅水区（2）中，在桩柱甲（8）的上面安装光伏支柱丁（20），在光伏支柱丁（20）的上方安装太阳能电池丁（18），在光伏支柱丁（20）的侧面上安装光伏控制器丁（28），太阳能电池丁（18）通过导电线（21）与光伏控制器丁（28）连接，光伏控制器丁（28）通过导电线（21）与汇流器乙（22）连接，汇流器乙（22） 通过导电线（21）与汇流器丙（23）连接，在桩柱乙（9）的上面安装光伏支柱丙（19），在光伏支柱丙（19）的上方安装太阳能电池丙（17），在光伏支柱丙（19）的侧面上安装光伏控制器丙（27），太阳能电池丙（17）通过导电线（21）与光伏控制器丙（27）连接，光伏控制器丙（27）通过导电线（21）与汇流器乙（22）连接，汇流器乙（22）通过导电线（21）与汇流器丙（23）连接，汇流器丙（23）通过输出电缆（24）与湖岸（3）上的供电网连接，供电网与湖岸上的和湖心中的用电器连接。
2.根据权利要求1所述的湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站，其特征是，所述的太阳能电池甲（10）、太阳能电池乙（11）、太阳能电池丙（17）、太阳能电池丁（18）是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或化合物太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的湖中建造打桩光伏发电与漂浮光伏发电连接的太阳能电站，其特征是，所述的桩柱甲（8）、桩柱乙（9）、桩柱丙（25）、桩柱丁（26）是预制钢筋混凝土方桩或预应力钢筋混凝土管桩或现浇钢筋混凝土方桩或木质桩柱或钢质桩柱。
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| CN104590524A (zh) * | 2015-02-02 | 2015-05-06 | 王友准 | 采用电动机和内燃机驱动的新型船舶运输系统 |
| CN113530236A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-22 | 中国水利水电第十二工程局有限公司 | 用于滩涂光伏电站的施工方法 |
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| CN104590524A (zh) * | 2015-02-02 | 2015-05-06 | 王友准 | 采用电动机和内燃机驱动的新型船舶运输系统 |
| CN104590524B (zh) * | 2015-02-02 | 2018-11-13 | 王友准 | 采用电动机和内燃机驱动的新型船舶运输系统 |
| CN113530236A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-10-22 | 中国水利水电第十二工程局有限公司 | 用于滩涂光伏电站的施工方法 |
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