CN106301184B - 水上跟踪式光伏电站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水上跟踪式光伏电站，包括多个光伏单元，光伏单元包括依次相邻设置在水面上的第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒，以及，限位立柱、支撑立柱、支撑梁、传动梁、旋转梁和光伏组件，限位立柱与第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒连接，限位立柱能够在水位上升时及水位下降时随第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒升降伸长或缩短；各浮筒上均设置有支撑立柱，支撑梁分别与第一浮筒和第三浮筒上的支撑立柱连接，且支撑梁与相应的限位立柱连接，传动梁与设置在第二浮筒上的支撑立柱连接，旋转梁设置在支撑梁和传动梁之间，光伏组件与旋转梁连接。上述水上跟踪式光伏电站具有维护成本低、稳定性高、不影响水生动植物生长和水体质量且发电量高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种水上跟踪式光伏电站。
背景技术
光伏电站是一种利用太阳光能，采用诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站经常建立在农田区域，需要占用大量土地资源。近年来，人们开发漂浮式光伏电站，在水面建立光伏电站来克服传统光伏电站占用土地资源大的缺点。
传统漂浮式光伏电站包括塑料浮筒和光伏组件，浮筒漂浮在水面上，光伏组件以固定角度安装在浮筒上。浮筒通过锚栓和钢索实现水下固定，锚栓深入水底，钢索拉住浮筒，在水面水位升高时，浮筒上升，钢索绷紧，容易被拉断，浮筒也容易被拉变形甚至损坏，使得光伏电站的维护成本高昂。在水面水位降低时，钢索松弛，整个光伏电站又容易随水流飘动，影响发电系统的稳定与安全。并且，由于水位较低时光伏电站容易随水流飘动，为尽可能保证系统稳定，只能将光伏组件直接安装在浮筒上，光伏组件距离水面较近，大面积遮挡水面，使得水面光照不足且空气流动性差，不仅影响水生动植物的生产，还对水质产生极大的影响。另外，光伏组件以固定角度安装，无法充分利用光照辐射，系统发电量低。
综上所述，传统漂浮式光伏电站存在维护成本高、稳定性差、影响水生动植物生产、破坏水质且发电量低的技术问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统漂浮式光伏电站维护成本高、稳定性差、影响水生动植物生产、破坏水质且发电量低的问题，提供一种水上跟踪式光伏电站。
一种水上跟踪式光伏电站，包括多个设置在水面上的光伏单元，所述光伏单元包括第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒、限位立柱、支撑立柱、支撑梁、传动梁、旋转梁和光伏组件，
所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒依次相邻设置在水面上，所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上均开设有通孔；
所述限位立柱与对应的所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒连接，所述限位立柱能够在水位上升时及水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒升降伸长或缩短；
所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒均设置有所述支撑立柱；
所述支撑梁分别与所述第一浮筒和所述第三浮筒上的支撑立柱连接，且所述支撑梁与所述限位立柱连接；
所述传动梁与设置在所述第二浮筒上的所述支撑立柱连接，所述旋转梁能够在所述传动梁带动下旋转；
所述旋转梁设置在所述支撑梁和所述传动梁之间；
所述光伏组件与所述旋转梁连接。
上述水上跟踪式光伏电站包括多个光伏单元，多个光伏单元均通过限位立柱实现整体安装限位，限位立柱与对应的第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒连接，限位立柱能够在水位上升时及水位下降时随第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒升降伸长或缩短，从而实现光伏单元整体随水位上升而上升，随水位下降而下降，各光伏单元同时随水位上升而上升，随水位下降而下降，实现光伏电站整体随水位上升而上升，随水位下降而下降。第一浮筒、第二浮筒和第三浮筒均通过限位立柱限位，能够随水位高度自由上升或下降，有效避免了浮筒变形或损坏，节约光伏电站维护成本，且有效避免了浮筒随水流飘动，大大提高了系统稳定性，从而实现光伏组件可距离水面一定高度安装，光伏组件距离水面较远，避免光伏组件遮挡水面，使光伏电站具有较好的透光、透氧效果，不会影响水生动植物的生长，且不影响水体质量。另外，上述的水上跟踪式光伏电站通过设置传动梁和旋转梁能够实现光伏组件跟随太阳运动的方向而转动，增大光伏组件接收的光辐射量，大大提高系统发电量，较传统固定安装的漂浮式光伏电站可以提高15％以上的发电量。
在其中一个实施例中，所述限位立柱包括立柱套管、立柱和伸缩杆，立柱套管和所述立柱均部分固定于水下泥土承力层中，且所述立柱设置在所述立柱套管内；所述伸缩杆上开设有连接孔，所述伸缩杆一端伸入所述立柱套管内套接至所述立柱套管内侧，所述立柱伸入所述连接孔内，所述立柱套接至所述伸缩杆内侧，所述伸缩杆的另一端伸出水面与所述支撑梁连接；所述伸缩杆设置在所述立柱套管和所述立柱之间，所述伸缩杆能够在水位上升时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上升而上升，在水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒下降而下降。
在其中一个实施例中，所述限位立柱还包括底座，所述底座连接至所述立柱和所述立柱套管固定于所述水下泥土承力层的一端的端部。
在其中一个实施例中，所述限位立柱还包括弹性件，所述弹性件设置在所述立柱套管与所述立柱之间，且所述弹性件一端与所述底座接触连接，另一端与所述伸缩杆伸入所述立柱套管内的端部接触连接。
在其中一个实施例中，所述立柱套管上开设有多个通水孔。
在其中一个实施例中，所述限位立柱包括立柱和伸缩杆，所述立柱部分固定于水下泥土承力层中，所述伸缩杆一端套接至所述立柱外侧，另一端伸出水面与所述支撑梁连接，所述伸缩杆能够在水位上升时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上升而上升，在水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒下降而下降。
在其中一个实施例中，所述限位立柱还包括弹性件，所述弹性件设置在所述伸缩杆内部，且所述弹性件一端与所述立柱连接，另一端与所述伸缩杆连接。
在其中一个实施例中，所述限位立柱还包括底座，所述底座连接至所述立柱固定于水下泥土承力层中一端的端部。
在其中一个实施例中，所述限位立柱包括立柱、连接套筒、伸缩杆和弹性件，所述立柱部分固定于水下泥土承力层中，所述连接套筒一端套接至所述立柱外侧，所述伸缩杆一端伸入所述连接套筒内与所述立柱相对设置，另一端伸出水面与所述支撑梁连接，所述弹性件设置在所述连接套筒内，且所述弹性件位于所述立柱和所述伸缩杆之间，所述伸缩杆能够在水位上升时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上升而上升，在水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒下降而下降。
在其中一个实施例中，所述限位立柱还包括底座，所述底座连接至所述立柱固定于水下泥土承力层中一端的端部。
附图说明
图1为一个实施例中水上跟踪式光伏电站的结构俯视图；
图2为一个实施例中光伏单元的结构俯视图；
图3为图2所示的光伏单元的结构侧视图；
图4为图2所示的光伏单元的结构主视图；
图5为实施例一的限位立柱的结构示意图；
图6为实施例二的限位立柱的结构示意图；
图7为实施例三的限位立柱的结构示意图；
图8为图7所示的限位立柱的结构剖视图；
图9为实施例四的限位立柱的结构剖视图；
图10为实施例五的限位立柱的结构剖视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图3，一实施方式的水上跟踪式光伏电站10包括多个设置在水面20上的光伏单元100，光伏单元100包括第一浮筒110、第二浮筒112、第三浮筒114、限位立柱120、支撑立柱130、支撑梁140、传动梁150、旋转梁160和光伏组件170，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114依次相邻设置在水面20上，限位立柱120与对应的第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114连接，限位立柱120能够在水位上升时及水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114升降伸长或缩短；第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上均设置有支撑立柱130，支撑梁140分别与第一浮筒110和第三浮筒114上的支撑立柱130连接，且支撑梁140与限位立柱120连接，传动梁150与设置在第二浮筒112上的支撑立柱130连接，旋转梁160设置在支撑梁140和传动梁150之间，旋转梁160能够在传动梁150带动下相对支撑梁140旋转，光伏组件170与旋转梁160连接。
上述水上跟踪式光伏电站10包括多个光伏单元100，多个光伏单元100均通过限位立柱120实现整体安装限位，限位立柱120与对应的第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114连接，限位立柱120能够在水位上升时及水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114升降伸长或缩短，从而实现光伏单元整体随水位上升而上升，随水位下降而下降。第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114均通过限位立柱120限位，能够随水位高度自由上升或下降，有效避免了浮筒变形或损坏，节约光伏电站维护成本，且有效避免了浮筒随水流飘动，大大提高了系统稳定性，从而实现光伏组件170可距离水面一定高度安装，光伏组件170距离水面较远，避免光伏组件170遮挡水面，使光伏电站具有较好的透光、透氧效果，不会影响水生动植物的生长，且不影响水体质量。另外，上述的水上跟踪式光伏电站10通过设置传动梁150和旋转梁160能够实现光伏组件170跟随太阳运动的方向而转动，增大光伏组件170接收的光辐射量，大大提高系统发电量，较传统固定安装的漂浮式光伏电站可以提高15％以上的发电量。
上述的限位立柱120能够在水位上升时伸长，在水位下降时缩短，水上跟踪式光伏电站10通过限位立柱120实现光伏电站整体安装限位，从而提高漂浮式光伏电站的稳定性，实现光伏组件170远离水面20安装，克服传统漂浮式光伏电站存在的维护成本高、稳定性差、影响水生动植物生产、破坏水质且发电量低的问题。以下结合附图和具体实施例对限位立柱120的结构进行详细说明。
实施例一
如图5所示，在一个实施例中，限位立柱120包括立柱套管121、立柱122和伸缩杆123，立柱套管121和立柱122均部分固定于水下泥土承力层中，且立柱122设置在立柱套管121内；伸缩杆123上开设有连接孔1231，伸缩杆123一端伸入立柱套管121内套接至立柱套管121内侧，立柱122伸入连接孔1231内，立柱122套接至伸缩杆123内侧，伸缩杆123的另一端伸出水面20与支撑梁140连接；伸缩杆123设置在立柱套管121和立柱122之间，伸缩杆123能够在水位上升时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升而上升，在水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114下降而下降。
在一个实施例中，限位立柱120还包括底座124，底座124连接至立柱122和立柱套管121固定于水下泥土承力层的一端的端部。具体的，在立柱122和立柱套管121的底部设置底座124，将底座124固定于泥土承力层30中能够增加限位立柱120的安装稳定性。需要说明的是，本实施例中通过设置底座124以增加限位立柱120的安装稳定性，但是，实际应用中，立柱套管121和立柱122也可以直接埋入泥土承力层30中，而不需要底座124，只要保证立柱套管121和立柱122能够固定即可，因此，本实施例并不做具体限定。
如图5所示，本实施例中，连接孔1231为通孔，连接孔1231贯穿伸缩杆123内部。进一步的，在一个实施例中，伸缩杆123与支撑梁140通过螺栓连接，靠近支撑梁140一端的连接孔1231内设置有用以与螺栓配合的内螺纹，以实现伸缩杆130与支撑梁140连接。需要说明的是，连接孔1231还可以为盲孔，如在一个实施例中，连接孔1231由伸缩杆123与立柱122连接的一端向伸缩杆123与支撑梁140连接的一端延伸并止于伸缩杆123靠近支撑梁140一端，连接孔1231不贯穿伸缩杆123，伸缩杆123靠近支撑梁140的一端另外开设有用于与螺栓配合的螺纹孔以实现伸缩杆123与支撑梁140连接。
进一步的，如图5所示，在一个实施例中，立柱套管121与伸缩杆123连接的一端的端部上设置有第一限位凸起1211，相应的，伸缩杆123上设置有第二限位凸起1232，当水位上升，伸缩杆123随水位上升到最大高度时，第二限位凸起1232与第一限位凸起1211接触，第一限位凸起1211将第二限位凸起1232挡住，阻止第二限位凸起1232继续向上，从而限制伸缩杆123继续上升，以防止伸缩杆123脱离立柱套管121和立柱122，进一步确保装置稳定性。
本实施例中，分别在立柱套管121和伸缩杆123上设置第一限位凸起1211和第二限位凸起1232以防止伸缩杆123脱离立柱套管121和立柱122。在另一个实施例中，也可以在立柱122与伸缩杆123连接的一端设置第三限位凸起，相应的，在伸缩杆123与立柱122连接处设置第四限位凸起，通过第三限位凸起与第四限位凸起配合防止伸缩杆123脱离立柱套管121和立柱122。在其它实施例中，也可同时在立柱套管121、立柱122和伸缩杆123上均设置限位凸起，本实施例并不具体限定。另外，如图5所示，本实施例中，立柱套管121、立柱122和伸缩杆123均为圆柱形，且第一限位凸起1211和第二限位凸起1232均沿圆周整体设置，但是，需要说明的是，本实施例并不用于限定立柱套管121、立柱122和伸缩杆123的具体形状以及限位凸起的具体形态，如在其它实施例中，立柱套管121、立柱122和伸缩杆123还可以为方形桩体或其它形状的柱体，限位凸起也可以为间隔设置的凸起块。
具体的，本实施例的限位立柱120随水位上升或下降的过程如下：首先，当水位上升时，漂浮在水面20上的第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位上升而上升，且第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升带动与浮筒连接的支撑立柱130上升，进而带动支撑梁140、传动梁150和光伏组件170上升，支撑梁140上升过程中带动伸缩杆123向上运动，伸缩杆123随水位上升而上升，限位立柱120随水位上升而伸长，光伏单元100整体随水位上升而上升，各光伏单元100同时随水位上升而上升，光伏电站整体随水位上升而上升；当水位下降时，受光伏组件170和支撑梁140以及支撑立柱130等的重力作用，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位下降而下降，并带动支撑立柱130下降，进而带动支撑梁140和光伏组件170下降，支撑梁140下降过程中向下压伸缩杆123，使伸缩杆123向下运动，伸缩杆123随水位下降而下降，限位立柱120随水位下降而缩短，光伏单元100整体随水位下降而下降，各光伏单元100同时随水位上升而上升，光伏电站整体随水位上升而上升。
实施例二
如图6所示，在一个实施例中，限位立柱120包括立柱套管121、立柱122、伸缩杆123，立柱套管121和立柱122均部分固定于水下泥土承力层30中，立柱套管121上开设有多个通水孔125，立柱122设置在立柱套管121内；伸缩杆123上开设有连接孔1231，伸缩杆123一端伸入立柱套管121内套接至立柱套管121内侧，立柱122伸入连接孔1231内，立柱122套接至伸缩杆123内侧，伸缩杆123的另一端伸出水面20与支撑梁140连接；伸缩杆123设置在立柱套管121和立柱122之间，伸缩杆123能够在水位上升时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升而上升，在水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114下降而下降。
具体的，本实施例中，通水孔125在水位上升时能够使水体中的水流入立柱套管121内，立柱套管121内的水位与水面20的水位同时上升，伸缩杆123在第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114和支撑梁140的带动下，并随立柱套管121内的水位上升而平稳上升；当水位下降时，立柱套管121内的水由通水孔125流出，流入水体中，立柱套管121内的水位与水面20的水位同时下降，伸缩杆123在光伏电站整体重力的作用下随立柱套管121内的水位下降平稳下降，光伏电站整体随水位下降平稳下降。
本实施例中，通过在立柱套管121上开设通水孔125使水位上升时水体中的水流入立柱套管121内，当水位下降时，立柱套管121内的水能够流回水体中，使立柱套管121内的水位随水面20的水位上升而上升，随水面20的水位下降而下降，带动伸缩杆123上升使限位立柱120伸长，或带动伸缩杆123下降使限位立柱120缩短，并且，在伸缩杆123上升或下降过程中，立柱套管121内的水能够对伸缩杆123起到支撑缓冲作用，保证伸缩杆123平稳上升或下降，从而使整个光伏电站平稳随水位上升或下降，进一步保证系统的稳定性。
进一步的，与实施例一相同，本实施例中，限位立柱120还包括底座124，底座124连接至立柱122和立柱套管121固定于水下泥土承力层30的一端的端部。立柱套管121与伸缩杆123连接的一端的端部上设置有第一限位凸起1211，相应的，伸缩杆123上设置有第二限位凸起1232。具体的，本实施例与实施例一的不同之处仅在于在立柱套管121上开设多个通水孔125，以进一步保证系统的稳定性，本实施例中的其它结构及部件组成均与实施例一相同，在此不予赘述。
实施例三
如图7、图8所示，在一个实施例中，限位立柱120包括立柱套管121、立柱122、伸缩杆123底座124和弹性件126，底座124固定于泥土承力层30中，立柱套管121和立柱122的一端与底座124连接，且立柱套管121和立柱122均部分设置水下泥土承力层30中，立柱122设置在立柱套管121内；伸缩杆123上开设有连接孔1231，伸缩杆123一端伸入立柱套管121内套接至立柱套管121内侧，立柱122伸入连接孔1231内，立柱122套接至伸缩杆123内侧，伸缩杆123的另一端伸出水面20与支撑梁140连接，弹性件126设置在立柱套管121与立柱122之间，且弹性件126一端与底座124接触连接，另一端与伸缩杆123伸入立柱套管121内的端部接触连接；伸缩杆123设置在立柱套管121和立柱122之间，伸缩杆123能够在水位上升时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升而上升，在水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114下降而下降，弹性件126能够在伸缩杆123上升或下降过程中对伸缩杆123起支撑缓冲作用，使伸缩杆123平稳上升或下降。
具体的，本实施例中，弹性件126采用弹簧。
本实施例中，立柱套管121和立柱122通过底座124固定于泥土承力层30中，在其它实施例中，立柱套管121和立柱122也可以不设置底座124，而直接将立柱套管121和立柱122埋入泥土承力层30中实现立柱套管121和立柱122固定，当立柱套管121和立柱122直接埋入泥土承力层30中固定时，弹性件126套接在立柱套管121和立柱122之间，一端直接与泥土承力层30的表面接触即可。或者，也可以将弹性件126与泥土承力层30表面接触的一端部分埋入泥土承力层30中以增加弹性件126的安装稳定性，本实施例并不具体限定。
进一步的，在一个实施例中，立柱套管121上还可以开设通水孔125，以进一步增强系统的稳定性，具体通水孔125的工作原理与实施例二相同，在此不予赘述。
具体的，本实施例与实施例一的不同之处仅在于设置弹性件126以增强系统的稳定性。本实施例的其它结构及部件组成均与实施例一相同，在此不予赘述。
本实施例的限位立柱120随水位上升或下降的过程如下：当水位上升时，漂浮在水面20上的浮筒110随水位上升而上升，且第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒130上升带动与第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114连接的支撑立柱130上升，进而带动支撑梁140和光伏组件170上升，支撑梁140上升过程中带动伸缩杆123向上运动，伸缩杆123随水位上升而上升，限位立柱120随水位上升而伸长，光伏电站整体随水位上升而上升，在伸缩杆123上升过程中，弹簧逐渐伸展开，支撑伸缩杆123平稳上升；当水位下降时，受光伏组件170和支撑梁140以及支撑立柱130等的重力作用，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位下降而下降，并带动支撑立柱130下降，进而带动支撑梁140和光伏组件170下降，支撑梁140下降过程中向下压伸缩杆123，使伸缩杆123向下运动，伸缩杆123随水位下降而下降，限位立柱120随水位下降而缩短，光伏电站整体随水位下降而下降，伸缩杆123下降过程中弹簧逐渐压缩，支撑伸缩杆123，对伸缩杆123进行缓冲，避免伸缩杆123急剧下降，保证伸缩杆123平稳下降。
实施例四
如图9所示，在一个实施例中，限位立柱120包括立柱122和伸缩杆123，立柱122部分固定于水下泥土承力层中，伸缩杆123一端套接至立柱122外侧，另一端伸出水面20与支撑梁140连接，伸缩杆123能够在水位上升时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升而上升，在水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114下降而下降。
具体的，本实施例的限位立柱120随水位上升或下降的过程如下：首先，当水位上升时，漂浮在水面20上的第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位上升而上升，且第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升带动与浮筒连接的支撑立柱130上升，进而带动支撑梁140和光伏组件170上升，支撑梁140上升过程中带动伸缩杆123向上运动，伸缩杆123随水位上升而上升，限位立柱120随水位上升而伸长，光伏电站整体随水位上升而上升；当水位下降时，受光伏组件170和支撑梁140以及支撑立柱130等的重力作用，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位下降而下降，并带动支撑立柱130下降，进而带动支撑梁140和光伏组件170下降，支撑梁140下降过程中向下压伸缩杆123，使伸缩杆123向下运动，伸缩杆123克服自身浮力随水位下降而下降，限位立柱120随水位下降而缩短，光伏电站整体随水位下降而下降。
在一个实施例中，限位立柱120还包括弹性件126，弹性件126设置在伸缩杆123内部，且弹性件126一端与立柱122连接，另一端与伸缩杆123连接。具体的，在一个实施例中，弹性件126采用弹簧。
本实施例中，通过在立柱122和伸缩杆123之间设置弹性件126可以对伸缩杆123起支撑缓冲作用，是伸缩杆123平稳上升或下降，具体通过弹性件126使伸缩杆123平稳上升或下降的工作过程及原理均如实施例四所述，在此不予赘述。
在一个实施例中，限位立柱120还包括底座124，底座124连接至立柱122固定于水下泥土承力层30中的一端的端部，底座124固定于水下泥土承力层30中以增加限位立柱120的安装稳定性。
进一步的，在一个实施例中，立柱122与伸缩杆123连接的一端的端部上设置有第三限位凸起1221，相应的，伸缩杆123上设置有第四限位凸起1233，当水位上升，伸缩杆123随水位上升到最大高度时，第四限位凸起1233与第三限位凸起1221接触，第三限位凸起1221将第四限位凸起1233挡住，阻止第三限位凸起1233继续向上，从而限制伸缩杆123继续上升，以防止伸缩杆123脱离立柱122，确保装置稳定性。
进一步的，在一个实施例中，伸缩杆123与支撑梁140通过螺栓连接，伸缩杆123与支撑梁140连接的一端开设有安装孔1234，伸缩杆123通过安装孔1234与螺栓配合与支撑梁140连接。
实施例五
如图10所示，在一个实施例中，限位立柱120包括立柱122、连接套筒127、伸缩杆123和弹性件126，立柱部122分固定于水下泥土承力层30中，连接套筒127一端套接至立柱122外侧，另一端与伸缩杆123连接，伸缩杆123一端伸入连接套筒127内与立柱122相对设置，另一端伸出水面与支撑梁140连接，弹性件126设置在连接套筒127内，且弹性件126位于立柱122和伸缩杆123之间，伸缩杆123能够在水位上升时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升而上升，在水位下降时随第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114下降而下降。
具体的，在一个实施例中，弹性件126采用弹簧。
本实施例中，立柱122和伸缩杆123之间通过连接套筒127连接，伸缩杆123可以在连接套筒127内上下运动，从而随水位上升而上升，随水位下降而下降。具体的，本实施例的限位立柱120随水位上升或下降的而伸长或缩短的过程如下：
当水位上升时，漂浮在水面20上的第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位上升而上升，且第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上升带动与浮筒连接的支撑立柱130上升，进而带动支撑梁140和光伏组件170上升，支撑梁140上升过程中带动伸缩杆123向上运动，伸缩杆123随水位上升而上升，限位立柱120随水位上升而伸长，光伏电站整体随水位上升而上升，在伸缩杆123上升过程中，弹簧逐渐伸展开，支撑伸缩杆123平稳上升；当水位下降时，受光伏组件170和支撑梁140以及支撑立柱130等的重力作用，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114随水位下降而下降，并带动支撑立柱130下降，进而带动支撑梁140和光伏组件170下降，支撑梁140下降过程中向下压伸缩杆123，使伸缩杆123向下运动，伸缩杆123随水位下降而下降，限位立柱120随水位下降而缩短，光伏电站整体随水位下降而下降，伸缩杆123下降过程中弹簧逐渐压缩，支撑伸缩杆123，对伸缩杆123进行缓冲，避免伸缩杆123急剧下降，保证伸缩杆123平稳下降。
在一个实施例中，限位立柱120还包括底座124，底座124连接至立柱122固定于水下泥土承力层30中的一端的端部，底座124固定于水下泥土承力层30中以增加限位立柱120的安装稳定性。
进一步的，在一个实施例中，伸缩杆123与支撑梁140通过螺栓连接，伸缩杆123与支撑梁140连接的一端开设有安装孔1234，伸缩杆123通过安装孔1234与螺栓配合与支撑梁140连接。
进一步的，在一个实施例中，连接套筒127与伸缩杆123连接的一端的端部上设置有第五限位凸起1271，相应的，伸缩杆123上设置有第六限位凸起1235。当水位上升，伸缩杆123随水位上升到最大高度时，第六限位凸起1235与第五限位凸起1271接触，第五限位凸起1271将第六限位凸起1235挡住，阻止第六限位凸起1235继续向上，从而限制伸缩杆123继续上升，以防止伸缩杆123脱离连接套筒127，确保装置稳定性。
上述的水上跟踪式光伏电站10通过限位立柱120实现光伏电站整体安装限位，克服了传统漂浮式光伏电站维护成本高、稳定性差、影响水生动植物生产、破坏水质且发电量低的问题。以上对限位立柱120的具体结构进行了详细说明。下面结合附图对上述水上跟踪式光伏电站10的其它组成部件进行进一步说明。
在一个实施例中，上述水上跟踪式光伏电站10的多个光伏单元之间以预设距离间隔平行设置。
如图1至图4所示，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114漂浮在水面20上，且第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114间隔平行设置，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114之间间隔的距离与光伏组件170的尺寸相匹配。第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114为具有一定浮力的漂浮物，用于支撑整个上部结构，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114的结构相同，在一个实施例中，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114采用塑料浮筒。
在一个实施例中，第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114上均开设有通孔，限位立柱120穿过通孔分别与第一浮筒110、第二浮筒112和第三浮筒114连接，限位立柱120的一端固定于水下泥土承力层30中，另一端伸出水面20与支撑梁140或传动梁150连接。
支撑立柱130用于辅助支撑光伏组件170，支撑立柱130的两端分别连接第一浮筒110和支撑梁140，或第二浮筒112和支撑梁140，或第三浮筒114和支撑梁140，在一个实施例中，支撑立柱130和支撑梁140通过螺栓连接。支撑梁140用于旋转梁160安装，通过设置支撑梁140可以增强对光伏组件170的承重，使装置更加稳固。在一个实施例中，支撑梁140与限位立柱120通过螺栓连接，但是，支撑梁140与限位立柱120之间还可以采用其它方式连接，如，支撑梁140与限位立柱120还可以焊接连接。
在一个实施例中，支撑梁140上设置有轴承，旋转梁160的一端通过轴承与支撑梁连接，旋转梁160的另一端连接至传动梁150。具体的，支撑梁140上与旋转梁160连接的位置处都设置有轴承，旋转梁160的一端与轴承连接，旋转梁160的另一端与传动梁150连接，旋转梁160可以在支撑梁140与传动梁150之间转动。
如图1至图4所示，传动梁150与支撑立柱130连接。且在一个实施例中，位于第二浮筒112两端侧的传动梁150的端部还与对应的限位立柱120连接。具体的，在一个实施例中，与传动梁150连接的支撑立柱130或限位立柱120的顶端均开设有传动梁安装孔，传动梁150安装在传动梁安装孔内，传动梁150可以在传动梁安装孔内进行传动或转动。传动梁150也可以与对应的支撑立柱130或限位立柱120铰接连接，使得传动梁150可以相对于支撑立柱130或限位立柱120进行运动。
在一个实施例中，旋转梁160与传动梁150通过连杆连接，连杆与传动梁150呈一定角度设置，传动梁150运动带动连杆转动，连杆带动旋转梁160进行旋转。在另一个实施例中，旋转梁160与传动梁150通过齿轮连接，传动梁150运动带动齿轮转动，齿轮带动旋转梁160进行旋转。需要说明的是，旋转梁160与传动梁150的连接方式并不限于本实施例，只要传动梁可以实现驱动旋转梁160进行旋转即可。进一步的，在一个实施例中，传动梁150采用电机驱动，电机驱动传动梁150运动，带动旋转梁160旋转，进而带动光伏组件170转动，使光伏组件170跟随旋转梁160每日由东向西转动，跟随太阳运动。具体电机的运行可以手动控制也可采用光伏跟踪系统控制，如感光式光伏跟踪系统或软件控制光伏跟踪系统等。
如图1所示，光伏组件170分两列设置，一列设置在第一浮筒110和第二浮筒112之间，另一列设置在第二浮筒112和第三浮筒114之间。光伏组件170为系统的发电部件，与外部电网连接，光伏组件170发出的电经过逆变升压等输送到外部电网。本实施例中，光伏组件170能够跟随太阳东升西落运动而转动，使光伏组件170接收的辐射量增大，大大提高系统发电量。
上述的水上跟踪式光伏电站10可以设置在池塘、水库，以及江河湖海中，使用范围非常广泛。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种水上跟踪式光伏电站，其特征在于，包括多个设置在水面上的光伏单元，所述光伏单元包括第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒、限位立柱、支撑立柱、支撑梁、传动梁、旋转梁和光伏组件，
所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒依次相邻设置在水面上；
所述限位立柱与对应的所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒连接，所述限位立柱能够在水位上升时及水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒升降伸长或缩短；
所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒均设置有所述支撑立柱；
所述支撑梁分别与所述第一浮筒和所述第三浮筒上的支撑立柱连接，且所述支撑梁与所述限位立柱连接；
所述传动梁与设置在所述第二浮筒上的所述支撑立柱连接；
所述旋转梁设置在所述支撑梁和所述传动梁之间，所述旋转梁能够在所述传动梁带动下旋转；
所述光伏组件与所述旋转梁连接；
其中，所述限位立柱远离所述支撑梁的一端固定于水下泥土承力层中。
2.根据权利要求1所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱包括立柱套管、立柱和伸缩杆，所述立柱套管和所述立柱均部分固定于所述水下泥土承力层中，且所述立柱设置在所述立柱套管内；所述伸缩杆上开设有连接孔，所述伸缩杆一端伸入所述立柱套管内套接至所述立柱套管内侧，所述立柱伸入所述连接孔内，所述立柱套接至所述伸缩杆内侧，所述伸缩杆的另一端伸出水面与所述支撑梁连接；所述伸缩杆设置在所述立柱套管和所述立柱之间，所述伸缩杆能够在水位上升时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上升而上升，在水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒下降而下降。
3.根据权利要求2所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱还包括底座，所述底座连接至所述立柱和所述立柱套管固定于所述水下泥土承力层的一端的端部。
4.根据权利要求3所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱还包括弹性件，所述弹性件设置在所述立柱套管与所述立柱之间，且所述弹性件一端与所述底座接触连接，另一端与所述伸缩杆伸入所述立柱套管内的端部接触连接。
5.根据权利要求2或3或4所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述立柱套管上开设有多个通水孔。
6.根据权利要求1所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱包括立柱和伸缩杆，所述立柱部分固定于水下泥土承力层中，所述伸缩杆一端套接至所述立柱外侧，另一端伸出水面与所述支撑梁连接，所述伸缩杆能够在水位上升时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上升而上升，在水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒下降而下降。
7.根据权利要求6所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱还包括弹性件，所述弹性件设置在所述伸缩杆内部，且所述弹性件一端与所述立柱连接，另一端与所述伸缩杆连接。
8.根据权利要求6所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱还包括底座，所述底座连接至所述立柱固定于水下泥土承力层中一端的端部。
9.根据权利要求1所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱包括立柱、连接套筒、伸缩杆和弹性件，所述立柱部分固定于水下泥土承力层中，所述连接套筒一端套接至所述立柱外侧，所述伸缩杆一端伸入所述连接套筒内与所述立柱相对设置，另一端伸出水面与所述支撑梁连接，所述弹性件设置在所述连接套筒内，且所述弹性件位于所述立柱和所述伸缩杆之间，所述伸缩杆能够在水位上升时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒上升而上升，在水位下降时随所述第一浮筒、所述第二浮筒和所述第三浮筒下降而下降。
10.根据权利要求9所述的水上跟踪式光伏电站，其特征在于，所述限位立柱还包括底座，所述底座连接至所述立柱固定于水下泥土承力层中一端的端部。
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