CN107059811A - 集水发电装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的集水发电装置及系统，涉及节能环保领域。集水发电装置包括集水装置和发电装置。集水装置包括集水浮台、输水管和蓄水池。集水浮台包括集水平台和至少一个集水部。集水平台与集水部相互连接，并形成集水口，用于收集雨水。输水管连接集水部和蓄水池。发电装置包括连接相互连接的光伏发电系统和供电系统。光伏发电系统用于接收阳光，或导流雨水至集水口。该集水发电装置能够充分利用自然资源与水域环境，根据天气的变化，进行集水或发电，提供生存所必需的水、电能源。本发明还提供一种集水发电系统，其采用该集水发电装置，不仅可提供生存所必需的水、电能源，并且操作方便，可推广性强。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保领域，具体而言，涉及集水发电装置及系统。
背景技术
近年来我国已在南海的西沙群岛、南沙群岛，展开人工造岛工程。而且取得了可喜的成就。从目前的数据显示，我国大约已建造人工岛屿面积接近10平方公里。
目前正将西沙群岛开发为海上旅游景点，今后还将拓展到南沙群岛，东沙群岛。也就是说将来人工造岛的面积会越来越大。岛上居住的人口也会急剧增加，要想在岛上居住大量人口，就必须解决衣食住行的问题。衣服食品都可以用货轮来运送，也可以通过空运解决。住的房子也可以建设，并且是一次性建设长期使用。燃料可以开发南海天然气进行供应。唯独水电是个难以解决的问题。
海里虽然有水，可海水是盐水，不能供人生活使用。如果建设海水淡化设备，又缺少能源供应。没有电力供应，海水淡化设备恐怕难以运行。如果淡化海水需要大量耗能，这就为解决淡水问题带来很大困难。所以解决人工岛屿上的水电问题，是个棘手的问题。
因此设计一种集水发电装置，以解决上述问题是目前急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集水发电装置，其能够充分利用自然资源，并利用很少得到开发使用的水域环境，根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源。
本发明的另一目的在于提供一种集水发电系统，其采用该集水发电装置，不仅能够充分利用自然资源，并利用很少得到开发使用的水域环境，根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源，而且能实现自动化和智能化控制，操作方便，可推广性强。
本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
本发明提供的一种集水发电装置，包括集水装置和发电装置；
所述集水装置包括集水浮台、输水管、蓄水池；所述集水浮台包括集水平台和至少一个集水部，所述集水部设置有至少一个第一开口，所述集水平台上设置有至少一个第二开口，所述集水平台与所述集水部相互连接，并且，所述第一开口和所述第二开口对应并连通，形成集水口，所述集水口用于收集雨水；所述集水浮台设置于水平面上，并且所述集水口朝向大气层；所述输水管的一端与所述集水部连接，所述输水管的另一端与所述蓄水池连接。
所述发电装置包括光伏发电系统和供电系统，所述光伏发电系统与所述供电系统电连接；所述光伏发电系统包括多个光伏支架和多个太阳电池板，多个所述太阳电池板分别与其中一个所述光伏支架连接，多个所述光伏支架设置在所述集水平台上，并且，所述光伏支架可调节角度，以使所述太阳电池板接收阳光，或者，导流雨水至所述集水口。
进一步地，所述集水部为浮筒，所述集水浮台包括多个所述浮筒，所述集水部还包括多跟连通管，多个所述浮筒通过多跟所述连通管相互连通，并且，多个所述浮筒上设置有所述第一开口。
进一步地，所述浮筒包括相对设置的顶部和底部，多个所述第一开口分别设置在每个所述顶部上，多跟所述连通管分别连接相邻的两个所述底部，并且，所述输水管的一端与其中一个所述底部连接并连通。
进一步地，所述集水平台包括平台本体和围板，所述围板与所述平台本体连接，并设置在所述平台本体的周缘，所述围板朝向大气层延伸，并且，所述平台本体与所述围板形成防护空间，所述光伏发电系统设置在所述防护空间内。
进一步地，所述集水装置还包括蓄水井和抽水机，所述蓄水井的井底低于所述底部，所述输水管的一端与所述底部连接，所述输水管的另一端与所述蓄水井的井底连接，所述抽水机用于将所述蓄水井的水输送到所述蓄水池。
进一步地，所述抽水机与所述供电系统电连接。
进一步地，所述集水口还设置有过滤网，所述过滤网用于过滤所述雨水。
进一步地，所述集水平台由抗腐蚀防渗水材料制成。
本发明提供的一种集水发电系统，包括控制系统和集水发电装置。集水发电装置，包括集水装置和发电装置；所述集水装置包括集水浮台、输水管、蓄水池；所述集水浮台包括集水平台和至少一个集水部，所述集水部设置有至少一个第一开口，所述集水平台上设置有至少一个第二开口，所述集水平台与所述集水部相互连接，并且，所述第一开口和所述第二开口对应并连通，形成集水口，所述集水口用于收集雨水；所述集水浮台设置于水平面上，并且所述集水口朝向大气层；所述输水管的一端与所述集水部连接，所述输水管的另一端与所述蓄水池连接。
所述发电装置包括光伏发电系统和供电系统，所述光伏发电系统与所述供电系统电连接；所述光伏发电系统包括多个光伏支架和多个太阳电池板，多个所述太阳电池板分别与其中一个所述光伏支架连接，多个所述光伏支架设置在所述集水平台上，并且，所述光伏支架可调节角度，以使所述太阳电池板接收阳光，或者，导流雨水至所述集水口。
所述光伏发电系统与所述控制系统连接。
进一步地，所述光伏发电系统还设置有角度调节器，所述角度调节器设置在其中一个所述光伏支架上；其中一个所述太阳电池板朝向太阳光的一侧设置有重力感应器，所述重力感应器与所述角度调节器连接，以使所述角度调节器接收所述重力感应器传递的重力信号，并调整所述光伏支架的角度以导流雨水，或者在无重力信号状态下，调整所述光伏支架以使所述太阳电池板接收阳光。
本发明实施例的有益效果是：
本发明提供的集水发电装置在晴天，可通过太阳电池板将太阳能转换为电能，并通过供电系统向生活区提供生活必须的生活用电。在下雨天，可通过多个光伏支架角度的调整，使太阳电池板倾斜，并太阳电池板具有导流作用，较高效率的将雨水通过集水口汇入到集水部，并通过输水管输送至蓄水池，以向生活区提供生活必须的淡水资源。该集水发电装置，能够充分利用自然资源，并利用很少得到开发使用的水域环境，根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源。
本发明提供的集水发电系统，采用该集水发电装置，不仅能够充分利用自然资源，并利用很少得到开发使用的水域环境，根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源，而且可以通过控制系统自动化和智能化地控制控制集水发电装置，以进行集水和发电，操作方便，可推广性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的集水发电装置的结构示意图。
图2为本发明第一实施例提供的集水发电装置的光伏发电系统的一种工作状态图。
图3为本发明第一实施例提供的集水发电装置的光伏发电系统的另一种工作状态图。
图4为本发明第二实施例提供的集水发电装置的结构示意图。
图标：100-集水发电装置；110-集水装置；112-集水浮台；1121-集水平台；11212-平台本体；11210-第二开口；11213-围板；1123-集水部；11231-第一开口；1125-连通管；1120-过滤网；114-输水管；116-蓄水池；122-光伏发电系统；1221-光伏支架；1223-太阳电池板；200-集水发电装置；210-蓄水井；220-抽水机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另外有更明确的规定与限定，术语“设置”、“连接”应做更广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或是一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的两个实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
本实施例提供一种集水发电系统，该集水发电系统包括控制系统和集水发电装置100。控制系统与集水发电装置100连接，以实现智能地控制集水发电装置100根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源。
图1为本实施例提供的集水发电装置100的结构示意图。请参照图1，本实施例提供的集水发电装置100包括集水装置110、发电装置(图未标)。
集水装置110包括集水浮台112、输水管114、蓄水池116。集水浮台112设置于水面，如海面、河面等。蓄水池116设置在生活区，如人造岛屿上等。集水浮台112与蓄水池116通过输水管114连接，以将集水装置110收集的雨水输送到蓄水池116中，以供生活需要。
可以理解的是，该集水装置110主要用于汇集雨水作为生活用水。因此，在其他较佳实施例中，根据实际需要，集水装置110及蓄水池116的安装位置可以有不同的变化，例如，集水装置110和蓄水池116均设置在陆地上，或者，蓄水池116设置在船舱里等。
发电装置包括光伏发电系统122和供电系统(图未示)，光伏发电系统122与供电系统电连接。并且，光伏发电系统122安装在集水浮台112上。供电系统设置在生活区，如人造岛屿上等。当然，可以理解的是，供电系统的安装位置也可根据实际需要做适应性的调整。
图2为本实施例提供的集水发电装置100的光伏发电系统122的一种工作状态图。请参照图2，集水浮台112包括集水平台1121、多个集水部1123和多跟连通管1125。
优选地，本实施例中，集水部1123为浮筒。浮筒包括相对设置的顶部和底部，浮筒的顶部开设有多个第一开口11231，多个第一开口11231用于与集水平台1121连接，以聚集雨水。
多跟连通管1125分别连接相邻的两个底部，并且，，以运输多个浮筒聚集的雨水。
应当理解，相邻的两个浮筒通过多跟连通管1125连接，可将每个浮筒连通，形成一个容置体系。并且，相邻的两个浮筒底部通过连通管1125连接，且输水管114的一端与其中一个底部连接并连通，可以使容置体系聚集的雨水能最大限度的运输到蓄水池116中，不会滞留。
并且，需要说明的是，在其他较佳实施例在，浮筒的数量也可以有不同的变化，例如，仅设置一个浮筒等。
集水平台1121包括平台本体11212和围板11213，围板11213与平台本体11212连接，并设置在平台本体11212的周缘。围板11213朝向大气层延伸，并且，平台本体11212与围板11213形成防护空间，光伏发电系统122设置在防护空间内。
可以理解的是，围板11213一方面做护栏用，另一方面可防止海浪涌到平台上面，阻止海水进入浮筒，也防止平台上接收的雨水流入海洋。
当然，在其他较佳实施例中，可以不设置围板11213。
优选地，本实施例中，集水平台1121由抗腐蚀防渗水材料制成，集水平台1121上设置有至少一个第二开口11210，集水浮台112覆盖多个集水部1123，第一开口11231和第二开口11210对应并连通，形成集水口，集水口用于收集雨水。
集水口朝向大气层。并且，优选地，本实施例中，集水口还设置有过滤网1120。过滤网1120用于初步过滤雨水，以防止阻塞物流入集水部1123，造成水源污染，或者造成连通管1125甚至输水管114阻塞。
应当理解，在其他较佳实施例中，只要具有较佳的耐热耐潮耐腐蚀及密封功能，集水平台1121的材料可以有不同的变化，例如防水浆料等。
光伏发电系统122包括多个光伏支架1221和多个太阳电池板1223，多个太阳电池板1223分别与其中一个光伏支架1221连接，多个光伏支架1221设置在集水平台1121上，并且，光伏支架1221可调节角度，以使太阳电池板1223接收阳光，或者，导流雨水至集水口。
图3为本实施例提供的集水发电装置100的光伏发电系统122的另一种工作状态图。请结合参照图2和图3，优选地，本实施例中，光伏发电系统122还设置有角度调节器(图未示)，角度调节器设置在其中一个光伏支架1221上。其中一个太阳电池板1223朝向太阳光的一侧设置有重力感应器(图未示)。重力感应器及角度调节器均与控制系统连接，以使控制系统接收重力感应器传递的重力信号，并向角度调节器发出信号，调整光伏支架1221的角度以导流雨水，或者在无重力信号状态下，调整光伏支架1221以使太阳电池板1223接收阳光。
具体的，当降雨时，重力感应器受雨水的敲击作用，向控制系统传递重力信号，控制系统做出反应，并向角度调节器发出信号，以调整光伏支架1221的角度，使太阳电池板1223倾斜，并使太阳电池板1223的一端与集水口相对，从而将接收到太阳电池板1223的雨水导流到集水部1123。
当降水停止，重力感应器向控制系统传递无重力信号，控制系统做出反应，并向角度调节器发出信号，以调整光伏支架1221的角度，使太阳电池板1223水平，朝向太阳光，以继续讲太阳能转换为电能。
应当理解，在其他较佳实施例中，光伏支架1221角度的调整可以有不同的实施方式，例如人工调整等，而不必设置角度调节器和重力感应器及控制系统等。
本实施例提供的集水发电系统采用该集水发电装置100，在晴天，可通过太阳电池板1223将太阳能转换为电能，并通过供电系统向生活区提供生活必须的生活用电。在下雨天，可通过多个光伏支架1221角度的调整，使太阳电池板1223倾斜，并太阳电池板1223具有导流作用，较高效率的将雨水通过集水口汇入到集水部1123，并通过输水管114输送至蓄水池116，以向生活区提供生活必须的淡水资源。因此，该集水发电装置100及集水发电系统，能够充分利用自然资源，并利用很少得到开发使用的水域环境，根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源。
并且，通过重力感应器、角度调节器及控制系统的相互配合，能实现自动化和智能化地控制该集水发电装置100，以进行集水和发电，操作方便，可推广性强。
第二实施例
本实施例提供的集水发电装置200主要用于解决第一实施例提供的集水发电装置200其蓄水池116的底深高于集水部1123的底深，使输水管114不便于输送集水浮台112聚集的雨水的问题。
图4为本实施例提供的集水发电装置200的结构示意图。请参照图4，本实施例提供的集水发电装置200包括还包括蓄水井210和抽水机220。
蓄水井210的井底低于集水部1123的底部，输水管114的一端与底部连接，输水管114的另一端与蓄水井210的井底连接，抽水机220用于将蓄水井210的水输送到蓄水池116。
应当理解，蓄水井210不仅能利用井底深度低于集水部1123底部深度产生的压强差便于输送雨水，还具有沉淀和第二次过滤聚集的雨水的作用，是最终通过抽水机220输送到蓄水池116的水水质较佳。
应当理解，在其他较佳实施例中，可不设置蓄水井210，而直接通过抽水机220将集水部1123的水输送到蓄水池116中。
综上，本发明提供的集水发电装置100、集水发电装置200和集水发电系统能够充分利用自然资源，并利用很少得到开发使用的水域环境，根据天气环境的变化，进行集水和发电，提供生存所必需的水、电能源。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种集水发电装置，其特征在于，包括集水装置和发电装置；
所述集水装置包括集水浮台、输水管、蓄水池；所述集水浮台包括集水平台和至少一个集水部，所述集水部设置有至少一个第一开口，所述集水平台上设置有至少一个第二开口，所述集水平台与所述集水部相互连接，并且，所述第一开口和所述第二开口对应并连通，形成集水口，所述集水口用于收集雨水；所述集水浮台设置于水平面上，并且所述集水口朝向大气层；所述输水管的一端与所述集水部连接，所述输水管的另一端与所述蓄水池连接；
所述发电装置包括光伏发电系统和供电系统，所述光伏发电系统与所述供电系统电连接；所述光伏发电系统包括多个光伏支架和多个太阳电池板，多个所述太阳电池板分别与其中一个所述光伏支架连接，多个所述光伏支架设置在所述集水平台上，并且，所述光伏支架可调节角度，以使所述太阳电池板接收阳光，或者，导流雨水至所述集水口。
2.如权利要求1所述的集水发电装置，其特征在于，所述集水部为浮筒，所述集水浮台包括多个所述浮筒，所述集水部还包括多跟连通管，多个所述浮筒通过多跟所述连通管相互连通，并且，多个所述浮筒上设置有所述第一开口。
3.如权利要求2所述的集水发电装置，其特征在于，所述浮筒包括相对设置的顶部和底部，多个所述第一开口分别设置在每个所述顶部上，多跟所述连通管分别连接相邻的两个所述底部，并且，所述输水管的一端与其中一个所述底部连接并连通。
4.如权利要求2所述的集水发电装置，其特征在于，所述集水平台包括平台本体和围板，所述围板与所述平台本体连接，并设置在所述平台本体的周缘，所述围板朝向大气层延伸，并且，所述平台本体与所述围板形成防护空间，所述光伏发电系统设置在所述防护空间内。
5.如权利要求3所述的集水发电装置，其特征在于，所述集水装置还包括蓄水井和抽水机，所述蓄水井的井底低于所述底部，所述输水管的一端与所述底部连接，所述输水管的另一端与所述蓄水井的井底连接，所述抽水机用于将所述蓄水井的水输送到所述蓄水池。
6.如权利要求5所述的集水发电装置，其特征在于，所述抽水机与所述供电系统电连接。
7.如权利要求1所述的集水发电装置，其特征在于，所述集水口还设置有过滤网，所述过滤网用于过滤所述雨水。
8.如权利要求1所述的集水发电装置，其特征在于，所述集水平台由抗腐蚀防渗水材料制成。
9.一种集水发电系统，其特征在于，包括控制系统如权利要求1-8任一项所述的集水发电装置，所述光伏发电系统与所述控制系统连接。
10.如权利要求9所述的集水发电系统，其特征在于，所述光伏发电系统还设置有角度调节器，所述角度调节器设置在其中一个所述光伏支架上；其中一个所述太阳电池板朝向太阳光的一侧设置有重力感应器，所述重力感应器及所述角度调节器均与所述控制系统连接，以使所述控制系统接收所述重力感应器传递的重力信号，并向所述角度调节器发出信号，调整所述光伏支架的角度以导流雨水，或者在无重力信号状态下，调整所述光伏支架以使所述太阳电池板接收阳光。
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