CN105141245B - 一种离岸型浮岛式光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离岸型浮岛式光伏发电系统，包括依次连接的光伏组件串列、逆变汇流模块和负载，光伏组件串列的多块光伏组件利用太阳能发电，经过微型逆变器和交流汇流箱通过电缆接入负载；每块光伏组件或每台交流汇流箱或两台微型逆变器通过压条安装在一个与水面接触的主浮体上，主浮体迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，主浮体通过第一副浮体连接，呈完全离岛式漂浮在水面上。本发明可充分利用江河湖海等大面积、高水位水域表面的日照面积，能够直接将直流电逆变成可以直接使用的交流电，并通过交流汇流箱汇集送至负载，方便给水上各种负载供电。

Description

一种离岸型浮岛式光伏发电系统

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体地是指一种离岸型浮岛式光伏发电系统。

背景技术

随着地球上的气候变暖，海水平面继续上升，海洋的水面的表面积继续增大，陆地的表面积继续减小。人类社会自从工业革命以来，大量燃烧煤炭和石油，向空气中排放大量的二氧化碳、二氧化硫和颗粒物，造成地球上的大气中在高空出现了棕色云团、在地面上出现了雾霾，造成了陆地上频降酸雨、海洋中水质酸化，地球上空气、水质、海洋、土壤、湖泊等生态环境发生了许多的变化。为了改善生态环境，许多地方在削减煤炭的燃烧，关闭了设备陈旧的火力发电厂。随着人们对燃煤发电造成的后果的认识，人类社会迫切需要在发电过程中不排放二氧化碳、二氧化硫和污染颗粒物的发电方式。经过多年的反复探索，研究者认为，光伏发电是保护地球生态环境的好方法之一。太阳能光伏发电可直接将太阳光转换成电能，是一种不需燃料、没有污染获取电能的高新技术，是一种比较有市场前景的清洁能源发电方式。

目前在陆地上已经大量建设太阳能光伏发电系统，而由于可用土地面积紧缺以及陆地光伏建设成本的增高，太阳能光伏发电需由面积有限的陆地往广阔的水域发展。现阶段，国内大部分鱼塘、滩涂光伏项目大多采用光伏组件管桩基础方案，这种现有水面光伏基础方案，不但耗时长、成本高，还因为有些池塘、水库和湖泊的水底有厚厚的淤泥而无法通过打桩建造安装太阳能组件的安装架，更无法在水位变化较大、水域面积巨大的江河湖海进行推广。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种离岸型浮岛式光伏发电系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种离岸型浮岛式光伏发电系统，包括依次连接的光伏组件串列、逆变汇流模块和负载，所述光伏组件串列包括多块光伏组件，在相邻的多组光伏组件串列中设有微型逆变器，所述相邻的多组光伏组件串列通过电缆与微型逆变器连接，多台所述微型逆变器通过汇流电缆与一台交流汇流箱连接，每组所述逆变汇流模块包括多台所述微型逆变器和一台交流汇流箱，所述逆变汇流模块通过电缆将交流汇流箱与负载连接；

所述每块光伏组件或每台交流汇流箱或两台微型逆变器通过压条固定安装在一个与水面接触的可拆卸的主浮体上，所述主浮体迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，所述主浮体通过第一副浮体连接，呈完全离岛式漂浮在水面上；

两个所述主浮体通过一个第一副浮体相连接，相邻的连接有两个主浮体的第一副浮体通过一个第二副浮体相连接，所述第一副浮体与第二副浮体首尾相接形成通行路径；

所述呈完全离岛式的主浮体、第一副浮体和第二副浮体通过绳索与海底的锚座连接。

在上述方案中，所述主浮体包括由可塑性材料制成且内部为空心的底座，所述底座两端各设有两个插孔，所述插孔上固定安装有两个高度不相同的支座，在所述支座上表面两端的中间位置设有凸起挡板，在所述支座的四角设有凸耳，所述凸耳设有压条安装孔；所述光伏组件或交流汇流箱或两台微型逆变器通过压条固定安装在凸耳的压条安装孔上。主浮体利用压条替代支架来安装光伏组件或汇流箱，大大降低了工程量和安装难度。

在上述方案中，所述第一副浮体与第二副浮体均为由可塑性材料制成且内部空心的长方体结构，上表面有纹路，四个角设有突出的吊耳；所述第二副浮体的尺寸小于第一副浮体的尺寸，通过将吊耳锁链连接来实现所述第一副浮体和第二副浮体的连接。第一副浮体和第二副浮体的宽度和高度相同，第二副浮体的长度比第一副浮体的短，使得第二副浮体和第一副浮体连接后在同一水平面上，形成平直的通行路径。第一副浮体和第二副浮体与水面接触，人在上面行走时比较容易滑倒，通过在第一副浮体和第二副浮体上表面设置纹路，既可以便于排水，也能增加摩擦系数来方便人行走。

在上述方案中，所述两个高度不相同的支座形成的倾斜角度为当地全年光伏组件的最佳倾角。根据当地辐照情况来确定底座上表面两端的高度差，即主浮体的倾斜角度，以最大效益的方式来实现太阳能发电。

在上述方案中，所述主浮体的底座四个角设有突出的吊耳，通过将吊耳锁链连接来实现主浮体和第一副浮体的连接。

主浮体和第一副浮体之间以及第一副浮体和第二副浮体之间的连接通过吊耳的锁链连接来实现，这样可以保证在负重或者风浪情况下允许它们之间有一定相对运动，减少它们之间的冲击和应力。

本发明具有以下有益效果：

(1)可充分利用江河湖海等大面积、高水位水域表面的日照面积，解决陆地面积紧缺以及光伏建设成本等问题。

(2)该离岸型浮岛式光伏发电系统能够直接将直流电逆变成可以直接使用的交流电，并通过交流汇流箱汇集送至负载，方便给水上各种负载供电。

(3)利用主浮体安装光伏组件、微型逆变器、交流汇流箱，不仅无需岸上设备，无需土建方面的工程量，而且布置集中，降低电缆造价。

(4)第一副浮体和第二副浮体不仅将主浮体连接，而且形成通行路径，具有安装人员站立及电缆敷设功能。

附图说明

图1是离岸型浮岛式光伏发电系统的原理示意图。

图2是离岸型浮岛式光伏发电系统的立体结构示意图。

图3是离岸型浮岛式光伏发电系统的平面结构示意图。

图4是图3中R处的放大示意图。

图5是图2中主浮体的结构示意图。

图6是图5中底座的结构示意图。

图7是图2中第一副浮体的结构示意图。

图8是图2中第二副浮体的结构示意图。

图中：A 光伏组件串列，B 逆变汇流模块，C 负载，1 主浮体(其中：1.1 底座，1.11插孔，1.2 支座，1.21 凸耳，1.211 压条安装孔，1.22 凸起挡板)，21 第一副浮体，22 第二副浮体，2a 纹路，3 光伏组件，4 微型逆变器，5 绳索，6 交流汇流箱，7 锚座，8 压条，9 吊耳。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图1所示，一种离岸型浮岛式光伏发电系统，包括依次连接的光伏组件串列A、逆变汇流模块B和负载C，光伏组件串列A包括多块光伏组件3，在相邻的多组光伏组件串列A中设有一台市场上可购买的微型逆变器4，相邻的多组光伏组件串列A通过电缆与微型逆变器4连接，多台微型逆变器4通过汇流电缆与一台交流汇流箱6连接，每组逆变汇流模块B包括多台微型逆变器4和一台交流汇流箱6，逆变汇流模块B通过电缆将交流汇流箱6与负载C连接。

如图2-4所示，每块光伏组件3或每台交流汇流箱6或两台微型逆变器4通过压条8安装在一个与水面接触的可拆卸的主浮体1上。每两个主浮体1通过一个第一副浮体21相连接，相邻的连接有两个主浮体1的第一副浮体21通过一个第二副浮体22相连接，第一副浮体21与第二副浮体22首尾相接形成通行路径并呈完全离岛式漂浮在水面上。这样的通行路径既方便施工人员行走站立，也可用于敷设电缆。

如图5和6所示，主浮体1包括由可塑性材料制成且内部为空心的底座1.1，底座1.1两端各设有两个插孔1.11，插孔1.11上固定安装有两个高度不相同的支座1.2，两个高度不相同的支座1.2形成的倾斜角度为当地全年光伏组件3的最佳倾角。在支座1.2上表面两端的中间位置设有凸起挡板1.22，在支座1.2的四角设有凸耳1.21，凸耳1.21设有压条安装孔1.211；光伏组件3或交流汇流箱6或两台微型逆变器4通过压条8固定安装在凸耳1.21的压条安装孔1.211上。采取这样的主浮体1结构，既能承载一定的重量，也便于安装光伏组件3或交流汇流箱6或两台微型逆变器4。

如图7和图8所示，第一副浮体21与第二副浮体22均为由可塑性材料制成且内部空心的长方体结构，上表面有纹路2a；第二副浮体22和第一副浮体21的宽度和高度相同，第二副浮体22的长度比第一副浮体21的短，使得第二副浮体22和第一副浮体21连接后在同一水平面上，形成平直的通行路径。

主浮体1的底座1.1四个角、第一副浮体21以及第二副浮体22的四个角均设有突出的吊耳9，通过将吊耳9锁链连接来实现主浮体1和第一副浮体21之间以及第一副浮体21和第二副浮体22之间的连接。这样可以保证在负重或者风浪情况下允许它们之间有一定相对运动，减少它们之间的冲击和应力。呈完全离岛式的主浮体1、第一副浮体21和第二副浮体22通过绳索5与海底的锚座7连接。

其它未详细说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.一种离岸型浮岛式光伏发电系统，包括依次连接的光伏组件串列(A)、逆变汇流模块(B)和负载(C)，所述光伏组件串列(A)包括多块光伏组件(3)，在相邻的多组光伏组件串列(A)中设有微型逆变器(4)，所述相邻的多组光伏组件串列(A)通过电缆与微型逆变器(4)连接，多台所述微型逆变器(4)通过汇流电缆与一台交流汇流箱(6)连接，每组所述逆变汇流模块(B)包括多台所述微型逆变器(4)和一台交流汇流箱(6)，所述逆变汇流模块(B)通过电缆将交流汇流箱(6)与负载(C)连接；所述每块光伏组件(3)或每台交流汇流箱(6)或两台微型逆变器(4)通过压条(8)固定安装在一个与水面接触的可拆卸的主浮体(1)上，所述主浮体(1)迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，所述主浮体(1)通过第一副浮体(21)连接并呈完全离岛式漂浮在水面上；两个所述主浮体(1)通过一个第一副浮体(21)相连接，相邻的连接有两个主浮体(1)的第一副浮体(21)通过一个第二副浮体(22)相连接，所述第一副浮体(21)与第二副浮体(22)首尾相接形成通行路径；所述呈完全离岛式的主浮体(1)、第一副浮体(21)和第二副浮体(22)通过绳索(5)与海底的锚座(7)连接；所述主浮体(1)包括由可塑性材料制成且内部为空心的底座(1.1)，所述底座(1.1)两端各设有两个插孔

(1.11)，所述插孔(1.11)上固定安装有两个高度不相同的支座

(1.2)，在所述支座(1.2)上表面两端的中间位置设有凸起挡板

(1.22)，在所述支座(1.2)的四角设有凸耳(1.21)，所述凸耳

(1.21)设有压条安装孔(1.211)；所述光伏组件(3)或交流汇流箱(6)或两台微型逆变器(4)通过压条(8)固定安装在凸耳(1.21)的压条安装孔(1.211)上。

2.根据权利要求1所述的离岸型浮岛式光伏发电系统，其特征在于，所述第一副浮体(21)与第二副浮体(22)均为由可塑性材料制成且内部空心的长方体结构，上表面有纹路(2a)，四个角设有突出的吊耳(9)；所述第二副浮体(22)的尺寸小于第一副浮体(21)的尺寸，通过将吊耳(9)锁链连接来实现所述第一副浮体(21)和第二副浮体(22)的连接。

3.根据权利要求1或2所述的离岸型浮岛式光伏发电系统，其特征在于，所述两个高度不相同的支座(1.2)形成的倾斜角度为当地全年光伏组件(3)的最佳倾角。

4.根据权利要求3所述的离岸型浮岛式光伏发电系统，其特征在于，所述主浮体(1)的底座(1.1)四个角设有突出的吊耳(9)，通过将吊耳(9)锁链连接来实现主浮体(1)和第一副浮体(21)的连接。