CN108322144A - 藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站，属于环境保护新技术领域。在藤材压力浮筏的上表面的前部安装藤材太阳能组件支架，在藤材太阳能组件支架的上面安装四周匝紧藤材边框的太阳能电池，在藤材边框的上面安装光伏控制器，在藤材压力浮筏的上表面的后部安装导电线、微型逆变器和储能电池，其中微型逆变器安装在后部的左半部上，储能电池安装在后部的右半部上，在藤材压力浮筏的左侧壁的壁面上安装电动水质净化器，在电动水质净化器的内部安装电动水泵和三层过滤网，从微型逆变器输出的电力驱动电动水泵运转吸进含有污染物的湖水，通过三层过滤网的过滤除去水中的污染物，从电动水质净化器流出的过滤后的洁净水可以改善湖水的水质。
Description
技术领域
本发明涉及藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站，属于环境保护新技术领域。
背景技术
在中国政府大力保护生态环境、支持清洁能源发展的政策引导下，2010年以来，中国企业的光伏发电技术进步很快，单晶硅太阳能电池的转换效率达到22%以上，多晶硅太阳能电池的转换效率达到21%，太阳能光伏发电成本从2010年至2017年间下降73%，到2020年光伏发电可望实现平价并网，成为可以取代燃烧煤炭发电的重要新能源。在光伏发电的过程中，不向空气中排放二氧化碳、二氧化硫和其他污染物，而燃烧煤炭发电的过程中，向空气中排放大量的二氧化碳和多种污染物。大气层中二氧化碳浓度在2018年4月的平均值高于410ppm，发展光伏发电可以减少二氧化碳排放，缓和气候变化。中国的新能源企业已经在国内外成功建造了许多的陆地光伏电站，近年来，在国内的水面上建造水上漂浮光伏电站。已经建造的水上漂浮光伏电站全部使用塑料浮箱提供浮力，用塑料浮箱提供浮力的水上漂浮光伏电站能够减少空气污染，但是存在造成水体污染的隐患。
塑料浮箱在水体中受到光照、水蚀、盐蚀等作用下会剥离成直径小于5毫米的塑料微粒广泛分布在水体中，在海洋洋流的推动下，塑料微粒已经遍布海滩、海床、表层海水和深层海水，国外的一些淡水湖泊中的塑料微粒垃圾含量与海洋中的塑料微粒垃圾含量不相上下，中国科学院武汉植物园调查了武汉湖泊群以及三峡库区塑料微粒的污染状况，发现城市中心湖泊的塑料微粒污染更为严重。细微的塑料微粒通过饮水和食物进入人体内的血管和肝脏，严重威胁人体健康，未来建造的大量水上漂浮光伏电站不应采用含有难以分解成分的塑料浮箱在水体中提供浮力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站，用藤材压力浮筏在水体中提供浮力来支撑水上漂浮光伏电站，做到既能减少空气污染，又不会造成水体污染。
国际竹藤组织是第一个总部设在中国的、独立的、非盈利政府间国际组织，是唯一一家针对竹和藤这两种非木质林产品的国际发展机构。原藤是仅次于木材和竹材的重要林产品，藤材工业中采用藤材的改性、防霉和防腐等防护处理技术来提高藤制品的价值。藤材是用椰子科蔓生植物制成的材料，有200种以上，藤材质轻而韧，富有弹性，可以弯曲，藤材制品耐一定的压力。藤材晒干后，用硫磺烟熏处理，以防虫蛀，接着放入桐油中浸泡四十多天，制成坚固、防水的藤条，用藤条编织成藤材压力浮筏就可以放在水面上使用了。藤材压力浮筏具有浮水、承压、坚固、轻巧等特点，三国时代的藤甲兵具有将藤甲漂浮在水面上，士兵坐在藤甲上可以渡河，士兵穿上藤甲就刀枪不入的特点。按照光伏电站漂浮在水面上的需要，用藤材编造藤材压力浮筏提供浮力来支撑光伏电站的重量，组装成用藤材压力浮筏取代塑料浮箱的水上漂浮光伏电站。
由于光伏组件的技术进步快，太阳能电池、光伏控制器、微型逆变器和储能电池的重量已经减轻，加上匝紧太阳能电池的藤材边框和藤材太阳能组件支架的重量轻，所以藤材压力浮筏在水体中产生的浮力足够支撑安装在藤材压力浮筏的上表面上和侧壁上的所有器件的全部重量、确保太阳能光伏组件露出水面以上接受阳光的照射产生电流，满足电动水质净化器的用电需求。本发明中的光伏控制器能够调整电流，调整后的电流通过导电线、微型逆变器向电动水质净化器供电，在需要储存电能时，也可以通过导电线、微型逆变器向储能电池输送电流。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
由藤材压力浮筏2、电动水质净化器3、储能电池4、微型逆变器5、导电线6、光伏控制器7、太阳能电池8、藤材边框9、藤材太阳能组件支架10共同组成；
在湖水1上漂浮着藤材压力浮筏2，在藤材压力浮筏2的上表面的前部上安装藤材太阳能组件支架10，在藤材太阳能组件支架10的上面安装四周匝紧藤材边框9的太阳能电池8，在藤材边框9的上面安装光伏控制器7，在藤材压力浮筏2的上表面的后部上安装储能电池4和微型逆变器5，其中储能电池4安装在后部上的右半部、微型逆变器5安装在后部上的左半部，在藤材压力浮筏2的后部的左侧壁的壁面上安装电动水质净化器3，电动水质净化器3的下部伸入在湖水1中，电动水质净化器3的顶面高于藤材压力浮筏2的上表面；
太阳能电池8通过导电线6与光伏控制器7连接，光伏控制器7通过导电线6与微型逆变器5连接，微型逆变器5通过导电线6与储能电池4连接，微型逆变器5通过导电线6与电动水质净化器3连接。
太阳能电池8是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或碲化镉薄膜太阳能电池或钙钛矿太阳能电池或铜铟镓硒薄膜太阳能电池。
储能电池4是液态锂离子电池或固态锂离子电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①首次将藤制品应用于光伏发电清洁能源产业，水上漂浮光伏电站对藤材压力浮筏的市场需求量大，显著增加藤材的销量。②有利于藤产区人民的脱贫解困，增加了藤产区人民的就业岗位。③用藤材压力浮筏取代塑料浮箱能够保护水体资源不遭受塑料微粒的污染，保护了湖水的洁净。④用清洁能源光伏电力向电动水质净化器供电，用于防治水污染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明所列举的实施例，只是用于帮助理解本发明，不应理解为对本发明保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明思想的前提下，还可以对本发明进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护的范围内。
如图1所示，在湖水的上面漂浮着长立方体形状的藤材压力浮筏，在藤材压力浮筏的上表面的前部安装藤材太阳能组件支架，在藤材太阳能组件支架的上面安装四周匝紧藤材边框的太阳能电池，在藤材边框的上面安装光伏控制器，在藤材压力浮筏的上表面的后部安装导电线、微型逆变器和储能电池，其中微型逆变器安装在后部的左半部上，储能电池安装在后部的右半部上，在藤材压力浮筏的后部的左侧壁的壁面上安装电动水质净化器，在电动水质净化器的内部安装有电动吸水泵和三层过滤网，第一层过滤网阻挡有机污染物通过，第二层过滤网阻挡无机污染物和重金属通过，第三层过滤网是石墨烯过滤网，石墨烯过滤网的网孔直径为1纳米，水分子的直径为0.4纳米，病原微生物的直径为18—500纳米，只有纯净的水分子可以通过石墨烯过滤网，病原微生物不能通过这种石墨烯过滤网，通过三层过滤网的洁净水被排放到湖水中，有利于改善湖水的水质。
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：
如图1所示，藤材压力浮筏是由经过处理的藤材编织而成的，藤材的纵向抗拉强度大，藤材质轻、放进湖水中能自动浮起来，藤材压力浮筏在水体中能产生浮力，浸泡桐油四十多天的藤条在水体中能耐腐蚀，藤材压力浮筏在水体中能够提供许多年的浮力，藤材压力浮筏在水体中使用30—50年以后会完全分解，不会遗留不能分解的污染物。现有的水上漂浮光伏电站全部采用塑料浮箱在湖水中提供浮力，聚乙烯等塑料浮箱在湖水中经过阳光、风、冷热、酸碱的多年侵蚀会剥离、分解出许多直径小于5毫米的塑料微粒广泛分布在水体中，很容易被水生动物鱼鳖虾蚌蟹吞进塑料微粒积存在体内、又被人类食用吞食进体内，人类吃了这些内藏塑料微粒的水生动物，便会在人体的血管里、肝脏里积聚这些几百年分解不完的塑料微粒，严重损害人体健康。近年来，人们认识到严重损害生态环境的两大污染物：一个是造成空气污染的PM2.5细颗粒物，另一个是造成水污染的塑料微粒。
在藤材压力浮筏的上表面的前部安装藤材太阳能组件支架，在藤材太阳能组件支架的上面安装四周匝紧藤材边框的太阳能电池，太阳光照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线输入光伏控制器进行调整，然后通过导电线输入微型逆变器，从微型逆变器输出的一股电流通过导电线输入储能电池，将多余的电流输入储能电池储存备用，从微型逆变器输出的另一股电流通过导电线输入电动水质净化器，驱动电动水质净化器内的电动水泵运转，从湖水中吸进水流，水流通过三层过滤网，除去有机污染物、无机污染物、重金属、塑料微粒变成对人体有益的洁净水，排放到湖水中改善湖水的水质。
现举出实施例如下：
实施例一：
在藤材压力浮筏的上表面的前部安装藤材太阳能组件支架，在藤材太阳能组件支架的上面安装四周匝紧藤材边框的单晶硅太阳能电池，在藤材边框的上面安装光伏控制器，在藤材压力浮筏的上表面的后部安装导电线、微型逆变器和液态锂离子电池，其中微型逆变器安装在后部的左半部上，液态锂离子电池安装在后部的右半部上，在藤材压力浮筏的后部的左侧壁的壁面上安装电动水质净化器，在电动水质净化器的内部安装电动水泵和三层过滤网，光伏发电产生的电力驱动电动水泵运转、吸进含有污染物的湖水，通过三层过滤网的过滤除去水中的污染物，只有水分子可以通过第三层石墨烯过滤网，从电动水质净化器流出的洁净水可以改善湖水的水质。
实施例二：
在藤材压力浮筏的上表面的前部安装藤材太阳能组件支架，在藤材太阳能组件支架的上面安装四周匝紧藤材边框的多晶硅太阳能电池，在藤材边框的上面安装光伏控制器，在藤材压力浮筏的上表面的后部安装导电线、微型逆变器和固态锂离子电池，其中微型逆变器安装在后部的左半部上，固态锂离子电池安装在后部的右半部上，在藤材压力浮筏的后部的左侧壁的壁面上安装电动水质净化器，在电动水质净化器的内部安装电动水泵和三层过滤网，光伏发电产生的电力驱动电动水泵运转、吸进含有污染物的湖水，通过三层过滤网的过滤除去水中的污染物，只有水分子可以通过第三层石墨烯过滤网，从电动水质净化器流出的洁净水可以改善湖水的水质。
Claims (3)
1.藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站，其特征是，由藤材压力浮筏（2）、电动水质净化器（3）、储能电池（4）、微型逆变器（5）、导电线（6）、光伏控制器（7）、太阳能电池（8）、藤材边框（9）、藤材太阳能组件支架（10）共同组成；
在湖水（1）上漂浮着藤材压力浮筏（2），在藤材压力浮筏（2）的上表面的前部上安装藤材太阳能组件支架（10），在藤材太阳能组件支架（10）的上面安装四周匝紧藤材边框（9）的太阳能电池（8），在藤材边框（9）的上面安装光伏控制器（7），在藤材压力浮筏（2）的上表面的后部上安装储能电池（4）和微型逆变器（5），其中储能电池（4）安装在后部上的右半部、微型逆变器（5）安装在后部上的左半部，在藤材压力浮筏（2）的后部的左侧壁的壁面上安装电动水质净化器（3），电动水质净化器（3）的下部伸入在湖水（1）中，电动水质净化器（3）的顶面高于藤材压力浮筏（2）的上表面；
太阳能电池（8）通过导电线（6）与光伏控制器（7）连接，光伏控制器（7）通过导电线（6）与微型逆变器（5）连接，微型逆变器（5）通过导电线（6）与储能电池（4）连接，微型逆变器（5）通过导电线（6）与电动水质净化器（3）连接。
2.根据权利要求1所述的藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站，其特征是，所述的太阳能电池（8）是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或碲化镉薄膜太阳能电池或钙钛矿太阳能电池或铜铟镓硒薄膜太阳能电池。
3.根据权利要求1所述的藤材压力浮筏上组装的水上漂浮光伏电站，其特征是，所述的储能电池（4）是液态锂离子电池或固态锂离子电池。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114196961A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-18 | 中国化学工程第六建设有限公司 | 不锈钢储罐脱脂清洗方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104150600A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-11-19 | 华南理工大学 | 一种太阳能曝气水葫芦生态浮岛及其使用方法 |
| CN104320044A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-28 | 无锡同春新能源科技有限公司 | 在湖面上建光伏组件和复合浮力材料制电解水的光伏电站 |
| CN205992873U (zh) * | 2016-09-08 | 2017-03-01 | 无锡同春新能源科技有限公司 | 海上光伏电站通过电缆向海岛上激光定位充电桩供电装置 |
-
2018
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