CN107579703A - 一种水面漂浮式光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面漂浮式光伏发电系统，包括多个连接架体，多个所述连接架体的两端均设有连接板，两个所述连接板之间对称设有多组限位杆，每组所述限位杆均由两根水平对称设置的限位杆组成，两根所述限位杆上贯穿设有三个浮动座，所述浮动座上螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的两端均贯穿连接板并与设置在连接板上的第一无线驱动电机连接，每个所述浮动座的上端均通过锁紧螺钉固定有第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆，所述第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆上端共同设有连接座。本发明结构简单，性能可靠，成本低廉，安装维护方便快捷，浮动座便于调节方位，且具有稳定的保护电路确保整个系统稳定的运行，值得推广。

Description

一种水面漂浮式光伏发电系统

技术领域

本发明涉及光伏发电系统技术领域，尤其涉及一种水面漂浮式光伏发电系统。

背景技术

随着全球能源形势紧张、全球气候变暖，经济发展和人们生活环境已经受到了严重威胁，世界各国都在加大清洁能源和可再生能源的份额。太阳能光伏发电以其清洁、安全、可再生等显著优势，成为关注重点。传统地面光伏发电系统和建筑物屋顶光伏发电系统存在诸多弊端，制约了太阳能光伏发电产业的推进，在此背景下，水面漂浮式光伏电站应运而生。水面漂浮式光伏电站是利用支撑浮体将光伏组件漂浮在水面进行发电，特点是不占用土地资源，水体对光伏组件的冷却效应可提高发电量。同时，太阳能电池板覆盖在水面上，可以减少水面蒸发量，抑制藻类繁殖，保护水资源。目前水面光伏项目存在的不足主要有：支撑浮体结构复杂，散件较多，维护成本高，安装拆卸繁琐，系统稳定性和可靠性较低，浮动座不便于调节方位，且不具备保护电路确保整个系统稳定的运行。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中支撑浮体结构复杂，散件较多，成本高，系统稳定性和可靠性较低，不便于调节方位，且不具备保护电路确保整个系统稳定的运行的问题，而提出的用于一种水面漂浮式光伏发电系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水面漂浮式光伏发电系统，包括多个连接架体，多个所述连接架体的两端均设有连接板，两个所述连接板之间对称设有多组限位杆，每组所述限位杆均由两根水平对称设置的限位杆组成，两根所述限位杆上贯穿设有三个浮动座，所述浮动座上螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的两端均贯穿连接板并与设置在连接板上的第一无线驱动电机连接，每个所述浮动座的上端均通过锁紧螺钉固定有第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆，所述第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆上端共同设有连接座，且连接座与第一无线驱动伸缩杆、第二无线驱动伸缩杆均转动连接，所述连接座的上端设有多个卡块，多个所述卡块通过弹簧卡合机构连接有太阳能板，所述太阳能板上对称设有多个第二无线驱动电机，所述第二无线驱动电机上贯穿设有移动杆，且每个移动杆均贯穿太阳能板并与卡块相抵，所述连接架体的底端设有多个重木。

优选地，所述第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆上均套设有套环，每个所述套环均转动连接有加强杆，每根所述加强杆远离套环的一端均与连接座转动连接。

优选地，所述弹簧卡合机构由固定座、转动块和弹簧组成，所述太阳能板上开设有多个凹槽，每个所述凹槽内均设有固定座，每个所述固定座上均对称转动连接有两个转动块，所述转动块与凹槽的内壁间设有弹簧，且卡块卡设在两个转动块内。

优选地，所述第一无线驱动电机、第二无线驱动电机、第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆均位于发电传输系统内，所述发电传输系统包括太阳电池组件、控制器、逆变器、直流负载、交流负载、第一无线驱动电机、第二无线驱动电机、第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆，所述第一无线驱动电机、第二无线驱动电机、第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆、逆变器和直流负载的输入端均与控制器的输出端电连接，所述太阳电池组件的输出端与控制器的输入端电连接，所述逆变器的输出端与交流负载的输入端电连接。

优选地，所述控制器通过保护电路分别与第一供电电源和第二供电电源连接，有第一继电器KM1串联在第一供电电源上，第一继电器KM1的常闭触点KM1-1串联在第二供电电源与控制器之间，有一电流继电器KA与所述的第一继电器KM1的常闭触点KM1-1并联，电流继电器KA的第一常闭触点KA-1与第二继电器KM2串联后与第一继电器KM1并联，第二继电器KM2的第一常开触点KM2-1与第一继电器KM1串联，电流继电器KA的第一常开触点KA-2串联在第一供电电源与控制器之间，所述第一供电电源为市电，所述第二供电电源为UPS电源。

优选地，所述电流继电器KA与第一工作指示灯L1并联。

优选地，所述第二继电器KM2的第二常开触点KM2-2与第二工作指示灯L2串联后与第二继电器KM2并联。

优选地，所述第二继电器KM2的第二常开触点KM2-2与第二工作指示灯L2串联后与第二继电器KM2并联。

本发明中，太阳能板通过弹簧卡合机构固定在连接座上，连接座设在第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆上，第一无线驱动伸缩杆和第二无线驱动伸缩杆通过锁紧螺钉固定于浮动座上，浮动座安装在连接架体和连接板间，连接架体和连接板漂浮在水面上；需要调节浮动座的位置时，可利用控制器控制第一无线驱动电机工作，进而使得螺纹杆转动，由于螺纹杆与浮动座螺纹连接，故螺纹杆转动可带动浮动座顺着限位杆移动，进而实现浮动座水平方向上的移动，进而可调节太阳能板太阳能板的水平方位，以达到最佳的吸热位置；当太阳能板需要进行角度的调节时，可通过控制器控制第一无线驱动伸缩杆和太阳能板伸长、缩短进而使得太阳能板的两端高度不一，从而实现角度的调节；太阳能板便于拆卸和安装，需要将太阳能板从连接座上拆下时，利用控制器驱动第二无线驱动电机工作，使得移动杆离开卡块，直接拉动太阳能板使得弹簧压缩，让两个转动块转动打开，使得卡块从两个转动块间抽出即可，需要将太阳能板安装在连接座上时，由于卡块端部比较尖锐，可直接插入两个转动块间，由于弹簧的弹性作用，使得转动块对卡块具有一定的固定效果，再利用第二无线驱动电机驱动移动杆移动，将卡块抵住，进行加强对卡块的固定效果；限位杆的设置，使得浮动座可沿既定方向移动，增强了浮动座的稳定性；重木的设置，使得连接架体和连接板可更稳定的漂浮在水中，提高整体结构的平衡性；固定座的设置，起到连接转动块的作用；卡块与连接座采用一体成型结构，确保整体结构的一致性。本发明结构简单，性能可靠，成本低廉，安装维护方便快捷，浮动座便于调节方位，且具有稳定的保护电路确保整个系统稳定的运行，值得推广。

附图说明

图1为本发明提出的一种水面漂浮式光伏发电系统底端部件的结构示意图；

图2为本发明提出的一种水面漂浮式光伏发电系统中太阳能板部分的结构放大示意图；

图3为图2中a部分的结构放大示意图；

图4为本发明提出的一种水面漂浮式光伏发电系统的原理图；

图5为本发明提出的一种水面漂浮式光伏发电系统中的保护电路图。

图中：1连接架体、2浮动座、3限位杆、4重木、5第一无线驱动电机、6螺纹杆、7连接板、8第一无线驱动伸缩杆、9加强杆、10第二无线驱动伸缩杆、11套环、12连接座、13太阳能板、14转动块、15第二无线驱动电机、16移动杆、17卡块。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种水面漂浮式光伏发电系统，包括多个连接架体1，多个连接架体1的两端均设有连接板7，两个连接板7之间对称设有多组限位杆3，每组限位杆3均由两根水平对称设置的限位杆3组成，两根限位杆3上贯穿设有三个浮动座2，用于支撑发电组件，浮动座2上螺纹连接有螺纹杆6，螺纹杆6的两端均贯穿连接板7并与设置在连接板7上的第一无线驱动电机5连接，每个浮动座2的上端均通过锁紧螺钉固定有第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10，锁紧螺钉的设置，便于第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10的安装和拆卸，第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10上端共同设有连接座12，且连接座12与第一无线驱动伸缩杆8、第二无线驱动伸缩杆10均转动连接，连接座12的上端设有多个卡块17，多个卡块17通过弹簧卡合机构连接有太阳能板13，太阳能板13上对称设有多个第二无线驱动电机15，第二无线驱动电机15上贯穿设有移动杆16，且每个移动杆16均贯穿太阳能板13并与卡块17相抵，连接架体1的底端设有多个重木4。

本发明中，第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10上均套设有套环11，每个套环11均转动连接有加强杆9，加强整体结构的稳定性，每根加强杆9远离套环11的一端均与连接座12转动连接，弹簧卡合机构由固定座、转动块14和弹簧组成，太阳能板13上开设有多个凹槽，每个凹槽内均设有固定座，每个固定座上均对称转动连接有两个转动块14，转动块14与凹槽的内壁间设有弹簧，且卡块17卡设在两个转动块14内，弹簧卡合机构的设置，便于太阳能板13从连接座12上拆装。

本发明中，第一无线驱动电机5、第二无线驱动电机15、第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10均位于发电传输系统内，发电传输系统包括太阳电池组件、控制器、逆变器、直流负载、交流负载、第一无线驱动电机5、第二无线驱动电机15、第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10，第一无线驱动电机5、第二无线驱动电机15、第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10、逆变器和直流负载的输入端均与控制器的输出端电连接，太阳电池组件的输出端与控制器的输入端电连接，逆变器的输出端与交流负载的输入端电连接，控制器通过保护电路分别与第一供电电源和第二供电电源连接，有第一继电器KM1串联在第一供电电源上，第一继电器KM1的常闭触点KM1-1串联在第二供电电源与控制器之间，有一电流继电器KA与的第一继电器KM1的常闭触点KM1-1并联，电流继电器KA的第一常闭触点KA-1与第二继电器KM2串联后与第一继电器KM1并联，第二继电器KM2的第一常开触点KM2-1与第一继电器KM1串联，电流继电器KA的第一常开触点KA-2串联在第一供电电源与控制器之间，第一供电电源为市电，第二供电电源为UPS电源，电流继电器KA与第一工作指示灯L1并联，第二继电器KM2的第二常开触点KM2-2与第二工作指示灯L2串联后与第二继电器KM2并联，第二继电器KM2的第二常开触点KM2-2与第二工作指示灯L2串联后与第二继电器KM2并联。

本发明中，太阳能板13通过弹簧卡合机构固定在连接座12上，连接座12设在第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10上，第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10通过锁紧螺钉固定于浮动座2上，浮动座2安装在连接架体1和连接板7间，连接架体1和连接板7漂浮在水面上；需要调节浮动座2的位置时，可利用控制器控制第一无线驱动电机5工作，进而使得螺纹杆6转动，由于螺纹杆6与浮动座2螺纹连接，故螺纹杆6转动可带动浮动座2顺着限位杆3移动，进而实现浮动座2水平方向上的移动，进而可调节太阳能板太阳能板13的水平方位，以达到最佳的吸热位置；当太阳能板13需要进行角度的调节时，可通过控制器控制第一无线驱动伸缩杆8和太阳能板13伸长、缩短进而使得太阳能板13的两端高度不一，从而实现角度的调节；太阳能板13便于拆卸和安装，需要将太阳能板13从连接座12上拆下时，利用控制器驱动第二无线驱动电机15工作，使得移动杆16离开卡块17，直接拉动太阳能板13使得弹簧压缩，让两个转动块14转动打开，使得卡块17从两个转动块14间抽出即可，需要将太阳能板13安装在连接座12上时，由于卡块17端部比较尖锐，可直接插入两个转动块14间，由于弹簧的弹性作用，使得转动块14对卡块17具有一定的固定效果，再利用第二无线驱动电机15驱动移动杆16移动，将卡块17抵住，进行加强对卡块17的固定效果。

原理图：利用光电效应，太阳能电池组件将太阳辐射吸收，经过处理后传输给控制器，控制器将接收到的直流电分别传输给直流负载和逆变器，直流负载接收到直流电便可直接工作，逆变器将直流电转换为交流电后传输给交流负载供交流负载使用；控制器接收到第一供电电源和第二供电电源传输来的能量后，可无限驱动第一无线驱动电机5、第二无线驱动电机15、第一无线驱动伸缩杆8和第二无线驱动伸缩杆10工作，太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点，太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池组件是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，通常由半导体和光电二极管等组成，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。

本发明在供电电源和控制器之间设置一个保护电路，使得电流可稳定的供应，可确保系统的稳定工作，保护电路：利用第一供电电源或第二供电电源通过保护电路给控制器供电，第一指示灯L1，可以用于指示第二电源即UPS电源处于工作状态，第二指示灯L2用于指示第一供电电源即市电是否给给控制器供电；如果第二供电电源对控制器供电时，如果第一供电电源有电，则第三指示灯L3亮，这样便于使用者调整供电电源；工作时，电流继电器KA和第一继电器KM1等继电器，可以控制第一供电电源和第二供电电源分别给控制器供电，保证整体系统可顺利工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水面漂浮式光伏发电系统，包括多个连接架体（1），其特征在于，多个所述连接架体（1）的两端均设有连接板（7），两个所述连接板（7）之间对称设有多组限位杆（3），每组所述限位杆（3）均由两根水平对称设置的限位杆（3）组成，两根所述限位杆（3）上贯穿设有三个浮动座（2），所述浮动座（2）上螺纹连接有螺纹杆（6），所述螺纹杆（6）的两端均贯穿连接板（7）并与设置在连接板（7）上的第一无线驱动电机（5）连接，每个所述浮动座（2）的上端均通过锁紧螺钉固定有第一无线驱动伸缩杆（8）和第二无线驱动伸缩杆（10），所述第一无线驱动伸缩杆（8）和第二无线驱动伸缩杆（10）上端共同设有连接座（12），且连接座（12）与第一无线驱动伸缩杆（8）、第二无线驱动伸缩杆（10）均转动连接，所述连接座（12）的上端设有多个卡块（17），多个所述卡块（17）通过弹簧卡合机构连接有太阳能板（13），所述太阳能板（13）上对称设有多个第二无线驱动电机（15），所述第二无线驱动电机（15）上贯穿设有移动杆（16），且每个移动杆（16）均贯穿太阳能板（13）并与卡块（17）相抵，所述连接架体（1）的底端设有多个重木（4）。

2.根据权利要求1所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述第一无线驱动伸缩杆（8）和第二无线驱动伸缩杆（10）上均套设有套环（11），每个所述套环（11）均转动连接有加强杆（9），每根所述加强杆（9）远离套环（11）的一端均与连接座（12）转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述弹簧卡合机构由固定座、转动块（14）和弹簧组成，所述太阳能板（13）上开设有多个凹槽，每个所述凹槽内均设有固定座，每个所述固定座上均对称转动连接有两个转动块（14），所述转动块（14）与凹槽的内壁间设有弹簧，且卡块（17）卡设在两个转动块（14）内。

4.根据权利要求1所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述第一无线驱动电机（5）、第二无线驱动电机（15）、第一无线驱动伸缩杆（8）和第二无线驱动伸缩杆（10）均位于发电传输系统内，所述发电传输系统包括太阳电池组件、控制器、逆变器、直流负载、交流负载、第一无线驱动电机（5）、第二无线驱动电机（15）、第一无线驱动伸缩杆（8）和第二无线驱动伸缩杆（10），所述第一无线驱动电机（5）、第二无线驱动电机（15）、第一无线驱动伸缩杆（8）和第二无线驱动伸缩杆（10）、逆变器和直流负载的输入端均与控制器的输出端电连接，所述太阳电池组件的输出端与控制器的输入端电连接，所述逆变器的输出端与交流负载的输入端电连接。

5.根据权利要求1所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述控制器通过保护电路分别与第一供电电源和第二供电电源连接，有第一继电器KM1串联在第一供电电源上，第一继电器KM1的常闭触点KM1-1串联在第二供电电源与控制器之间，有一电流继电器KA与所述的第一继电器KM1的常闭触点KM1-1并联，电流继电器KA的第一常闭触点KA-1与第二继电器KM2串联后与第一继电器KM1并联，第二继电器KM2的第一常开触点KM2-1与第一继电器KM1串联，电流继电器KA的第一常开触点KA-2串联在第一供电电源与控制器之间，所述第一供电电源为市电，所述第二供电电源为UPS电源。

6.根据权利要求5所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述电流继电器KA与第一工作指示灯L1并联。

7.根据权利要求5所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述第二继电器KM2的第二常开触点KM2-2与第二工作指示灯L2串联后与第二继电器KM2并联。

8.根据权利要求5所述的一种水面漂浮式光伏发电系统，其特征在于，所述第二继电器KM2的第二常开触点KM2-2与第二工作指示灯L2串联后与第二继电器KM2并联。