CN107336805A - 一种浮萍式水上充电桩 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮萍式水上充电桩，属于水上充电桩应用技术领域。在固定桩柱的上方安装滑动升降壳体，在滑动升降壳体的两侧分别安装连接杆、浮体和太阳能电池板。当水面升高时，浮力使连接杆、浮体、太阳能电池板、安装在滑动升降壳体内部的光伏控制器、电路控制装置和锂离子电池及安装在滑动升降壳体顶部的导电线、充电枪支架和充电枪随着水位的升高而升高，同时安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮向上移动。当水位降低时，滑轨沿着滑动滚轮向下移动，相关部件同步向下移动。太阳能电池板始终露在水面上接受太阳光的照射产生电流，电流通过导电线、光伏控制器、电路控制装置、充电枪向小型电动游船供应电力。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮萍式水上充电桩，属于水上充电桩应用技术领域。
背景技术
为了保护生态环境，减少空气污染，发展不向空气中排放有害气体和污染物的光伏发电势在必行；经济的持续发展和人民生活质量的提高都需要不断增加电力供应，其中，太阳能发电是各种发电方式中增长最快的。发电方式与保护环境之间的关系越来越重要；为了提高空气质量，在适合采用光伏发电技术的许多地方，都应当尽可能地发展太阳能光伏发电。
近年来，在一些旅游风景区的水面面积不是很大的池塘里出现了一种小型电动游船，这种小型的电动游船至今缺少环保的、配套的水上充电桩，使用效率无法提高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，从而提供一种安装在浮体上的太阳能电池板可以像浮萍一样随上涨的池水同步升高，也可以随下降的池水一起降落，一直漂浮在水面上，太阳能电池板的受光面露在水面以上，接受太阳光的照射连续进行光伏发电，池水在一定幅度内的涨落不会影响到光伏发电，太阳能电池板产生的电流通过水上充电桩向小型电动游船进行水上充电。
近十年来，太阳能电池板的制造技术进步很快。单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池的光电转换效率有了显著提高，其厚度只有十年前的三分之一，其重量也只有十年前的35%。在晶体硅太阳能电池板的下面安装具有设定浮力的浮体，例如：轻木材料或竹质材料或木塑发泡板，浮体的厚度在10公分左右，其浮力就可以支撑晶体硅太阳能电池板浮在水面上。如果安装浮力性能优良的浮体，例如：玻璃纤维包裹的PIN芯材的复合浮力板，浮体的厚度只需要5公分左右，其浮力就足以支撑晶体硅太阳能电池板浮在水面上。高科技的薄膜太阳能电池板比晶体硅太阳能电池板的重量轻得多，其产品有：非晶硅薄膜太阳能电池板、铜铟镓硒薄膜太阳能电池板、砷化镓薄膜太阳能电池板等，在浮体提供设定浮力的情况下，这些薄膜太阳能电池板都能安装在浮体的上面并露出水面，接受太阳光的照射在水面上产生电流，本发明为了让小型电动游船能进入一种浮萍式水上充电桩的水上充电作业区域。只在一种浮萍式水上充电桩的左侧和右侧安装太阳能电池板，在一种浮萍式水上充电桩的前面和后面没有安装太阳能电池板，小型电动游船在一种浮萍式水上充电桩的前面和后面的航道上，可以进入建立的水上充电作业区域进行充电作业。本发明中的太阳能电池板的表面的形状是长方形的，在旅游风景区的水面上，太阳能电池板的表面的形状可以制造成各种艺术形状，以增加美感，同时，匹配形状与太阳能电池板形状一致的浮体。
雨季的来临会引起池水的水位上升，池水的水位上升产生的浮力推动右浮体和右太阳能电池板一起升高位置，与右浮体相连的右连接杆同步升高位置，右连接杆固定安装在滑动升降壳体的右侧壁上，右连接杆升高位置、带动滑动升降壳体同步升高位置，安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨可以沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮平稳向上移动，无论池水上涨还是降落，右太阳能电池板的受光面始终露在水面以上、不停地进行光伏发电；与此同时，池水的水位上升产生的浮力推动左浮体和左太阳能电池板一起升高位置，与左浮体相连的左连接杆同步升高位置，左连接杆固定安装在滑动升降壳体的左侧壁上，左连接杆升高位置、带动滑动升降壳体同步升高位置，安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨可以沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮平稳向上移动，无论池水上涨还是降落，左太阳能电池板的受光面始终露在水面以上、不停地进行光伏发电。
雨季的结束会引起池水的水位下降，池水的水位下降使右浮体和右太阳能电池板一起降低位置，与右浮体相连的右连接杆同步降低位置，右连接杆固定安装在滑动升降壳体的右侧壁上，右连接杆降低位置、带动滑动升降壳体同步降低位置，安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨可以沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮平稳向下移动，无论池水上涨还是降落，右太阳能电池板的受光面始终露在水面以上、不停地进行光伏发电；与此同时，池水的水位下降使左浮体和左太阳能电池板一起降低位置，与左浮体相连的左连接杆同步降低位置，左连接杆固定安装在滑动升降壳体的左侧壁上，左连接杆降低位置、带动滑动升降壳体同步降低位置，安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨可以沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮平稳向下移动，无论池水上涨还是降落，左太阳能电池板的受光面始终露在水面以上、不停地进行光伏发电。
滑轨具有设定的长度，这个长度是根据池塘在最高水位和最低水位的变化决定的，滑轨可以升降的距离大于池塘的最高水位和最低水位之差，所以滑动滚轮只能在滑轨中设定的范围内滚动；有一种滑轨的构造是左右两边高、中间有凹部供滑动滚轮滚动，能确保滑动滚轮只能沿中间的凹部上下移动，也使滑动升降壳体能保持住设定的方向，不会发生移位的状况。
滑动升降壳体随着水位上升而上升时，安装在滑动升降壳体内部的光伏控制器、电路控制装置和锂离子电池以及安装在滑动升降壳体顶部的充电枪支架和充电枪都同步上升；滑动升降壳体随着水位下降而下降时，安装在滑动升降壳体内部的光伏控制器、电路控制装置和锂离子电池以及安装在滑动升降壳体顶部的充电枪支架和充电枪都同步下降；管理人员驾驶小型电动游船驶进一种浮萍式水上充电桩的水上充电作业区，管理人员拿取充电枪支架上的充电枪，将充电枪插进小型电动游船上的充电口进行充电。
本发明的主要技术方案是这样实现的：
由固定桩柱3、滑轨4、滑动升降壳体5、滑动滚轮6、右浮体7、右太阳能电池8、右连接杆9、左浮体10、左太阳能电池11、左连接杆12、导电线13、水上充电桩14、光伏控制器15、电路控制装置16、上隔板17、下隔板18、锂离子电池19、充电枪支架20、充电枪21和防水密封口22共同组成；
竖立的固定桩柱3从池水1直插进入池底2，水上充电桩14的滑动升降壳体5的内部用上隔板17和下隔板18分隔成上空腔室和下空腔室，在上空腔室内安装锂离子电池19，在下空腔室内安装光伏控制器15和电路控制装置16，光伏控制器15位于电路控制装置16的下方，在下空腔室的滑动升降壳体5的左侧壁的下方开设一个防水密封口22，在下空腔室的滑动升降壳体5的右侧壁的上方和下方各开设一个防水密封口22，在固定桩柱3的上部的外壁上安装滑动滚轮6，滑动滚轮6与滑动升降壳体5的内壁上的滑轨4相匹配，滑轨4固定安装在滑动升降壳体5的内壁上，滑轨4沿着固定桩柱3的上部的外壁上的滑动滚轮6上升或下降，在滑轨4的上端和下端设有突出的限位块，滑动滚轮6只能在滑轨4的上端限位块和下端限位块之间作上升滚动或下降滚动，在滑动升降壳体5的顶面上安装充电枪支架20，在充电枪支架20的上面安装充电枪21，在滑动升降壳体5的右侧壁上安装右连接杆9，在右连接杆9的右端安装右浮体7，在右浮体7的上面安装右太阳能电池8，在滑动升降壳体5的左侧壁上安装左连接杆12，在左连接杆12的左端安装左浮体10，在左浮体10的上面安装左太阳能电池11；
右太阳能电池8通过穿过滑动升降壳体5的右侧壁的下方的防水密封口22的导电线13与光伏控制器15连接，左太阳能电池11通过穿过滑动升降壳体5的左侧壁的下方的防水密封口22的导电线13与光伏控制器15连接，光伏控制器15通过导电线13与电路控制装置16连接，电路控制装置16通过导电线13与锂离子电池19连接，电路控制装置16通过穿过滑动升降壳体5的右侧壁的上方的防水密封口22的导电线13与充电枪21连接。
右太阳能电池8和左太阳能电池11的表面的形状是长方形，该长方形的长度是1米—10米、宽度是0.3米—3米；锂离子电池19是钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或磷酸铁锂锂离子电池；右浮体7和左浮体10的制造材料是轻木材料或竹质材料或木塑发泡板或玻璃纤维包裹的PIN芯材的复合浮力板；充电枪21是防水充电枪；防水密封口22是密封口内充满防水密封胶的防水密封口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①在旅游风景区，采用水面分布式光伏发电向小型电动游船供应清洁能源电力，不向空气中排放有害气体和污染物质，保护生态环境。②克服了池水水位的升降对光伏发电的影响，使光伏发电能连续进行，保证了向小型电动游船的源源不断的光伏电力供应，避免了池水淹没太阳能电池板和配套的充电装置而中断供电。③可以在池塘中建立水上充电作业区。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的实施状态俯视图。
具体实施方式
太阳光照射右太阳能电池板产生电流，电流通过导电线输入光伏控制器，这一根导电线是穿过滑动升降壳体的右侧壁的下方的防水密封口连接光伏控制器和右太阳能电池板的；在防水密封口内充满由液体变固体可以固化的防水密封胶，这种防水密封胶既能严密防水，又能固定穿过防水密封口的导电线。太阳光照射左太阳能电池板产生电流，电流通过导电线输入光伏控制器，这一根导电线是穿过滑动升降壳体的左侧壁的下方的防水密封口连接光伏控制器和左太阳能电池板的；在防水密封口内充满由液体变固体可以固化的防水密封胶，这种防水密封胶既能严密防水，又能固定穿过防水密封口的导电线。从右太阳能电池板输送来的电流和从左太阳能电池板输送来的电流在光伏控制器内进行调整通过导电线输入电路控制装置，这种电路控制装置具有电流分流、稳定电压的功能，从电路控制装置输出的一股电流通过导电线输入锂离子电池储存电能，从电路控制装置输出的另一股电流通过导电线（这根导电线穿过滑动升降壳体右侧壁上方的防水密封口）输入滑动升降壳体顶部上的充电枪支架上的充电枪，当充电枪插入小型电动游船上的充电口进行充电时，一种浮萍式水上充电桩通过导电线、充电枪向小型电动游船持续供应清洁的光伏电流。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
由于池塘所在地的降雨规律和池塘周围的地形特点不同，有时24小时降水量小于50毫米，池塘里也会出现水位的快速上涨。丰水期又是小型电动游船的营业旺季，在营业旺季里，小型电动游船日日夜夜行驶在水面上，需电量大，给需要充电的小型电动游船及时充电，可以增加小型电动游船的出租收入。采用一种浮萍式水上充电桩既有利于保护旅游风景区的生态环境，又可以向游客展示水面光伏发电、供电装置，普及科学知识。
现举出实施例如下：
实施例一：
甲池塘的水位历史记录显示：丰水期与枯水期甲池塘的水位落差是45公分。在甲池塘内的一种浮萍式水上充电桩的滑动升降壳体的内壁上安装的滑轨长度是60公分，比池塘水位落差的45公分还长15公分；为了生产安全，固定桩柱上部的外壁上安装的滑动滚轮只能在滑轨上端限位块和下端限位块之间滚动，以防止滑动滚轮滚出滑轨；在降雨使池塘的水位上涨10公分时，上涨的池水的浮力使右浮体、右太阳能电池板、右连接杆、左浮体、左太阳能电池板和左连接杆从原来的位置上同步升高10公分；同时，安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮向上滑行10公分；在水位上涨10公分的情况下，保证了右太阳能电池板和左太阳能电池板的受光面全部露出水面以上，不间断的接受太阳光的直接照射进行光伏发电；小型电动游船可以在水位上涨10公分的池水的水面上行驶、并接近一种浮萍式水上充电桩，充电管理人员拿起充电枪插进充电口给小型电动游船充电。
实施例二：
乙池塘的水位历史记录显示：丰水期与枯水期乙池塘的水位落差是60公分。在乙池塘内的一种浮萍式水上充电桩的滑动升降壳体的内壁上安装的滑轨长度是80公分，比池塘水位落差的60公分还长20公分；枯水期间水位下降时，水面上的右浮体、右太阳能电池板、右连接杆、左浮体、左太阳能电池板和左连接杆随水位同步下降，仍然依靠水面的浮力来支撑全部的重量；在池塘的水位下降20公分时，安装在滑动升降壳体内壁上的滑轨沿着安装在固定桩柱外壁上的滑动滚轮向下滑行20公分；右浮体、右太阳能电池板、右连接杆、左浮体、左太阳能电池板和左连接杆随着滑动升降壳体同步向下移动20公分、降低位置，右太阳能电池板和左太阳能电池板仍然浮在低水位的水面以上，继续接受太阳光的直接照射进行光伏发电；；小型电动游船可以在水位下降20公分的池水的水面上行驶、并接近一种浮萍式水上充电桩，充电管理人员拿起充电枪插进充电口给小型电动游船充电。
Claims (6)
1.一种浮萍式水上充电桩，其特征是，由固定桩柱（3）、滑轨（4）、滑动升降壳体（5）、滑动滚轮（6）、右浮体（7）、右太阳能电池（8）、右连接杆（9）、左浮体（10）、左太阳能电池（11）、左连接杆（12）、导电线（13）、水上充电桩（14）、光伏控制器（15）、电路控制装置（16）、上隔板（17）、下隔板（18）、锂离子电池（19）、充电枪支架（20）、充电枪（21）和防水密封口（22）共同组成；
竖立的固定桩柱（3）从池水（1）直插进入池底（2），水上充电桩（14）的滑动升降壳体（5）的内部用上隔板（17）和下隔板（18）分隔成上空腔室和下空腔室，在上空腔室内安装锂离子电池（19），在下空腔室内安装光伏控制器（15）和电路控制装置（16），光伏控制器（15）位于电路控制装置（16）的下方，在下空腔室的滑动升降壳体（5）的左侧壁的下方开设一个防水密封口（22），在下空腔室的滑动升降壳体（5）的右侧壁的上方和下方各开设一个防水密封口（22），在固定桩柱（3）的上部的外壁上安装滑动滚轮（6），滑动滚轮（6）与滑动升降壳体（5）的内壁上的滑轨（4）相匹配，滑轨（4）固定安装在滑动升降壳体（5）的内壁上，滑轨（4）沿着固定桩柱（3）的上部的外壁上的滑动滚轮（6）上升或下降，在滑轨（4）的上端和下端设有突出的限位块，滑动滚轮（6）只能在滑轨（4）的上端限位块和下端限位块之间作上升滚动或下降滚动，在滑动升降壳体（5）的顶面上安装充电枪支架（20），在充电枪支架（20）的上面安装充电枪（21），在滑动升降壳体（5）的右侧壁上安装右连接杆（9），在右连接杆（9）的右端安装右浮体（7），在右浮体（7）的上面安装右太阳能电池（8），在滑动升降壳体（5）的左侧壁上安装左连接杆（12），在左连接杆（12）的左端安装左浮体（10），在左浮体（10）的上面安装左太阳能电池（11）；
右太阳能电池（8）通过穿过滑动升降壳体（5）的右侧壁的下方的防水密封口（22）的导电线（13）与光伏控制器（15）连接，左太阳能电池（11）通过穿过滑动升降壳体（5）的左侧壁的下方的防水密封口（22）的导电线（13）与光伏控制器（15）连接，光伏控制器（15）通过导电线（13）与电路控制装置（16）连接，电路控制装置（16）通过导电线（13）与锂离子电池（19）连接，电路控制装置（16）通过穿过滑动升降壳体（5）的右侧壁的上方的防水密封口（22）的导电线（13）与充电枪（21）连接。
2.根据权利要求1所述的一种浮萍式水上充电桩，其特征是，所述的右太阳能电池（8）和左太阳能电池（11）的表面的形状是长方形，该长方形的长度是1米—10米、宽度是0.3米—3米。
3.根据权利要求1所述的一种浮萍式水上充电桩，其特征是，所述的锂离子电池（19）是钴酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或磷酸铁锂锂离子电池。
4.根据权利要求1所述的一种浮萍式水上充电桩，其特征是，所述的右浮体（7）和左浮体（10）的制造材料是轻木材料或竹质材料或木塑发泡板或玻璃纤维包裹的PIN芯材的复合浮力板。
5.根据权利要求1所述的一种浮萍式水上充电桩，其特征是，所述的充电枪（21）是防水充电枪。
6.根据权利要求1所述的一种浮萍式水上充电桩，其特征是，所述的防水密封口（22）是密封口内充满防水密封胶的防水密封口。
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