CN108336950A - 一种海边自浮式光伏支架系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种海边自浮式光伏支架系统，包括光伏支架平台、底座、立柱、气马达、发电机以及外套于所述立柱的滑座，所述滑座与光伏支架平台相连接，所述光伏支架平台的下端设有密闭式悬浮空气箱；所述立柱包括导向杆以及紧贴在所述导向杆一侧平面上的弹性空气带，所述滑座的一侧设有用于压紧所述弹性空气带并使得所述弹性空气带的内腔封闭成上下两个独立气腔的弹性压滚轮，所述弹性空气带的上端和下端分别通过管路连接至所述气马达的进气腔，所述气马达的输出轴连接发电机的输入轴。本发明能为海滩提供照明且能够适应海边潮汐变化，综合利用太阳能、海水浪涌能、海边风能，具有绿色环保的优势。

Description

一种海边自浮式光伏支架系统
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种海边自浮式光伏支架系统。
背景技术
光伏板是一种利用太阳能进行发电的太阳能电池组件，光伏板在实际使用时需要固定到光伏支架上，通过光伏支架将太阳能电池组件固定，应用于城市建筑物的墙体或屋顶，可以实现电力的自给，它是未来绿色能源发展的方向。
现有的光伏支架功能较为单一，不能适用于有海边潮汐变化而导致海水水位高低落差较大情况下的使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装在海滩、能为海滩提供照明且能够适应海边潮汐变化的光伏支架系统，具体的技术方案如下：
一种海边自浮式光伏支架系统，包括用于安装光伏板的光伏支架平台、连接混凝土基础的底座、设于所述底座上且垂直于海平面的数量为2～4根相互平行的立柱、位于所述立柱顶部的气马达及发电机、外套于所述立柱且可沿所述立柱上下移动的滑座，所述滑座与所述光伏支架平台相连接，所述光伏支架平台的下端设有用于支撑所述光伏支架平台的密闭式悬浮空气箱；所述立柱包括导向杆以及与所述导向杆的轴线平行且紧贴在所述导向杆一侧平面上的弹性空气带，所述滑座的一侧设有用于压紧所述弹性空气带并使得所述弹性空气带的内腔封闭成上下两个独立气腔的弹性压滚轮，所述弹性空气带的上端和下端分别通过管路连接至所述气马达的进气腔，所述气马达的输出轴连接发电机的输入轴。
上述技术方案中，用于安装光伏板的光伏支架平台的下端设有密闭式悬浮空气箱，当海水因潮汐变化发生水位升降时，密闭式悬浮空气箱能够始终托住光伏支架平台在海面上悬浮而不下沉，且光伏支架平台通过滑座与立柱的连接作用能够实现较为稳定的定位，具有良好的抗风浪特性。
另一方面，本发明的一种海边自浮式光伏支架系统还充分利用海水浪涌时引起的光伏支架平台上下波动的能量，通过特殊设计的弹性空气带及弹性压滚轮，将波动的能量转化为压缩空气，并利用气马达将压缩空气的能量转化为气马达的旋转运动，将气马达的输出轴连接发电机的输入轴，从而实现了能量的转化和利用。
其中，在所述弹性空气带的上端和下端与所述气马达的进气腔之间的连接管路上，分别设有用于向所述气马达的进气腔进行单向充气的充气单向阀。
其中，在所述弹性空气带的上端和下端分别设有用于外部空气进入所述弹性空气带的进气单向阀。
工作时，光伏支架平台随着海水的波动而发生上下往复运动，带动滑座上的弹性压滚轮上下滚动，弹性压滚轮向上滚动时由弹性空气带的上部气腔对气马达的进气腔进行充气，弹性压滚轮向下滚动时由弹性空气带的下部气腔对气马达的进气腔进行充气，气马达将压缩空气转化为旋转运动，并通过发电机实现发电。
作为对本发明的进一步改进，所述密闭式悬浮空气箱的下端分别连接有悬挂式晃动锤、弹性空气圈、压杆支座，所述弹性空气圈与所述密闭式悬浮空气箱的下端固定连接，所述悬挂式晃动锤通过悬挂线吊挂在所述密闭式悬浮空气箱的下端，且所述悬挂线与所述弹性空气圈的对称中心线同轴；所述压杆支座沿着所述弹性空气圈的内侧周向间隔分布，在所述压杆支座上铰接有用于对所述弹性空气圈进行施压的弯形杠杆，所述弯形杠杆的一端与所述弹性空气圈的下侧相接触，所述弯形杠杆的另一端设有正对于所述悬挂式晃动锤侧边的挡快，所述弹性空气圈通过管路与所述气马达的进气腔相连通，且在所述弹性空气圈与所述气马达的进气腔之间的连接管路上还串接有用于向所述气马达的进气腔进行单向充气的充气单向阀，在所述弹性空气圈上设有用于外部空气进入所述弹性空气圈的进气单向阀。
工作时，悬挂式晃动锤随着海水的涌动而发生晃动，撞击铰接在压杆支座上的弯形杠杆，弯形杠杆通过杠杆作用对弹性空气圈进行施压，实现对气马达的进气腔的充气，使得气马达旋转。
上述悬挂式晃动锤以及弹性空气圈、压杆支座的设置，可以使海水浪涌时的横向运动的能量，转化为压缩空气能量，并通过气马达及连接气马达的发电机实现海水浪涌时横向运动能量的充分利用。
当发生潮汐变化，海水退潮后，上述悬挂式晃动锤的结构还能利用海风的作用，将风能转化为电能。
本发明中，所述弹性压滚轮为橡胶弹性压滚轮。
本发明中，所述立柱的顶部设有蓄电池以及用于连接光伏板的光伏控制器，所述蓄电池连接光伏控制器。
作为本发明的优选方案之一，所述立柱的顶部设有LED灯，所述LED灯连接光伏控制器。
作为本发明的优选方案之二，所述立柱的顶部设有LED电子屏，所述LED电子屏连接光伏控制器。其中，LED电子屏可以是电子广告屏或电子宣传屏。
本发明中，所述发电机连接光伏控制器。
作为对本发明的进一步改进，所述弹性压滚轮包括刚性芯轴以及套接在所述刚性芯轴外圆的弹性充气辊，所述刚性芯轴通过滚动轴承连接在所述滑座上。
上述弹性压滚轮上弹性充气辊的设置，进一步提高了弹性压滚轮可靠性，即使在弹性压滚轮与弹性空气带之间粘附有泥沙，也能保证弹性压滚轮对弹性空气带的压紧。
本发明中的弹性空气带、弹性空气圈具有自恢复作用，其能够利用弹性空气带、弹性空气圈自身的弹性回复作用而在气腔内部产生负压，使得进气单向阀打开而自动补气，以恢复原状。而当弹性空气带、弹性空气圈受压后在其内部产生正压使得充气单向阀打开而自动向气马达的进气腔进行充气。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种海边自浮式光伏支架系统，用于安装光伏板的光伏支架平台的下端设有密闭式悬浮空气箱，当海水因潮汐变化发生水位升降时，密闭式悬浮空气箱能够始终托住光伏支架平台在海面上悬浮而不下沉，且光伏支架平台通过滑座与立柱的连接作用能够实现较为稳定的定位，具有良好的抗风浪特性。
第二，本发明的一种海边自浮式光伏支架系统，充分利用海水浪涌时引起的光伏支架平台上下波动的能量，通过特殊设计的弹性空气带及弹性压滚轮，将波动的能量转化为压缩空气，并利用气马达将压缩空气的能量转化为气马达的旋转运动，将气马达的输出轴连接发电机的输入轴，从而实现了能量的转化和利用。
第三，本发明的一种海边自浮式光伏支架系统，悬挂式晃动锤以及弹性空气圈、压杆支座的设置，可以使海水浪涌时的横向运动的能量，转化为压缩空气能量，并通过气马达及连接气马达的发电机实现海水浪涌时横向运动能量的充分利用。
第四，本发明的一种海边自浮式光伏支架系统，弹性压滚轮上弹性充气辊的设置，进一步提高了弹性压滚轮可靠性，即使在弹性压滚轮与弹性空气带之间粘附有泥沙，也能保证弹性压滚轮对弹性空气带的压紧。
第五，本发明的一种海边自浮式光伏支架系统，能够综合利用太阳能、海水浪涌能、海边风能，具有绿色环保的优势。同时，本发明采用立式结构布置，LED灯、LED电子屏设置在顶部，在为海边提供照明的同时，还具有美化海边环境的作用。
附图说明
图1是本发明的一种海边自浮式光伏支架系统的结构示意图；
图2是图1中，涉及滑座与导向杆、弹性压滚轮部分的局部剖视图。
图中：1、光伏支架平台，2、混凝土基础，3、底座，4、立柱，5、气马达，6、发电机、7、滑座，8、密闭式悬浮空气箱，9、导向杆，10、弹性空气带，11、弹性压滚轮，12、管路，13、气马达的进气腔，14、充气单向阀，15、进气单向阀，16、悬挂式晃动锤，17、弹性空气圈，18、弯形杠杆，19、压杆支座，20、挡块，21、蓄电池，22、光伏控制器，23、LED灯，24、LED电子屏，25、刚性芯轴，26、弹性充气辊，27、滚动轴承，28、光伏板，29、铰接处。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至2所示为本发明的一种海边自浮式光伏支架系统的实施例，包括用于安装光伏板28的光伏支架平台1、连接混凝土基础2的底座3、设于所述底座3上且垂直于海平面的数量为2～4根相互平行的立柱4、位于所述立柱4顶部的气马达5及发电机6、外套于所述立柱4且可沿所述立柱4上下移动的滑座7，所述滑座7与所述光伏支架平台1相连接，所述光伏支架平台1的下端设有用于支撑所述光伏支架平台1的密闭式悬浮空气箱8；所述立柱4包括导向杆9以及与所述导向杆9的轴线平行且紧贴在所述导向杆9一侧平面上的弹性空气带10，所述滑座7的一侧设有用于压紧所述弹性空气带10并使得所述弹性空气带10的内腔封闭成上下两个独立气腔的弹性压滚轮11，所述弹性空气带10的上端和下端分别通过管路连接至所述气马达的进气腔13，所述气马达5的输出轴连接发电机6的输入轴。
上述技术方案中，用于安装光伏板28的光伏支架平台1的下端设有密闭式悬浮空气箱8，当海水因潮汐变化发生水位升降时，密闭式悬浮空气箱8能够始终托住光伏支架平台1在海面上悬浮而不下沉，且光伏支架平台1通过滑座7与立柱4的连接作用能够实现较为稳定的定位，具有良好的抗风浪特性。
另一方面，本实施例的一种海边自浮式光伏支架系统还充分利用海水浪涌时引起的光伏支架平台1上下波动的能量，通过特殊设计的弹性空气带10及弹性压滚轮11，将波动的能量转化为压缩空气，并利用气马达5将压缩空气的能量转化为气马达的旋转运动，将气马达5的输出轴连接发电机6的输入轴，从而实现了能量的转化和利用。
其中，在所述弹性空气带10的上端和下端与所述气马达的进气腔13之间的连接管路上，分别设有用于向所述气马达的进气腔13进行单向充气的充气单向阀14。
其中，在所述弹性空气带10的上端和下端分别设有用于外部空气进入所述弹性空气带10的进气单向阀15。
工作时，光伏支架平台1随着海水的波动而发生上下往复运动，带动滑座7上的弹性压滚轮11上下滚动，弹性压滚轮11向上滚动时由弹性空气带10的上部气腔对气马达的进气腔13进行充气，弹性压滚轮11向下滚动时由弹性空气带10的下部气腔对气马达的进气腔13进行充气，气马达5将压缩空气转化为旋转运动，并通过发电机6实现发电。
作为进一步改进，本实施例的所述密闭式悬浮空气箱8的下端分别连接有悬挂式晃动锤16、弹性空气圈17、压杆支座19，所述弹性空气圈17与所述密闭式悬浮空气箱8的下端固定连接，所述悬挂式晃动锤16通过悬挂线吊挂在所述密闭式悬浮空气箱8的下端，且所述悬挂线与所述弹性空气圈17的对称中心线同轴；所述压杆支座19沿着所述弹性空气圈17的内侧周向间隔分布，在所述压杆支座19上铰接有用于对所述弹性空气圈17进行施压的弯形杠杆18，所述弯形杠杆18的一端与所述弹性空气圈17的下侧相接触，所述弯形杠杆18的另一端设有正对于所述悬挂式晃动锤16侧边的挡快20，所述弹性空气圈17通过管路与所述气马达的进气腔13相连通，且在所述弹性空气圈17与所述气马达的进气腔13之间的连接管路上还串接有用于向所述气马达的进气腔13进行单向充气的充气单向阀14，在所述弹性空气圈17上设有用于外部空气进入所述弹性空气圈17的进气单向阀。
工作时，悬挂式晃动锤16随着海水的涌动而发生晃动，撞击铰接在压杆支座19上的弯形杠杆18，弯形杠杆18通过杠杆作用对弹性空气圈17进行施压，实现对气马达的进气腔13的充气，使得气马达5旋转。
上述悬挂式晃动锤16以及弹性空气圈17、压杆支座19的设置，可以使海水浪涌时的横向运动的能量，转化为压缩空气能量，并通过气马达5及连接气马达5的发电机6实现海水浪涌时横向运动能量的充分利用。
当发生潮汐变化，海水退潮后，上述悬挂式晃动锤16的结构还能利用海风的作用，将风能转化为电能。
本实施例中，所述弹性压滚轮11为橡胶弹性压滚轮。
本实施例中，所述立柱4的顶部设有蓄电池21以及用于连接光伏板28的光伏控制器22，所述蓄电池21连接光伏控制器22。
作为本实施例的优选方案之一，所述立柱4的顶部设有LED灯23，所述LED灯23连接光伏控制器22。
作为本实施例的优选方案之二，所述立柱4的顶部设有LED电子屏24，所述LED电子屏24连接光伏控制器22。其中，LED电子屏可以是电子广告屏或电子宣传屏。
本实施例中，所述发电机6连接光伏控制器22。
作为对本实施例的进一步改进，所述弹性压滚轮11包括刚性芯轴25以及套接在所述刚性芯轴25外圆的弹性充气辊26，所述刚性芯轴25通过滚动轴承27连接在所述滑座7上。
上述弹性压滚轮11上弹性充气辊26的设置，进一步提高了弹性压滚轮11可靠性，即使在弹性压滚轮11与弹性空气带10之间粘附有泥沙，也能保证弹性压滚轮11对弹性空气带10的压紧。
本实施例中的弹性空气带10、弹性空气圈17具有自恢复作用，其能够利用弹性空气带10、弹性空气圈17自身的弹性回复作用而在气腔内部产生负压，使得进气单向阀15打开而自动补气，以恢复原状。而当弹性空气带10、弹性空气圈17受压后在其内部产生正压使得充气单向阀16打开而自动向气马达的进气腔13进行充气。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，包括用于安装光伏板的光伏支架平台、连接混凝土基础的底座、设于所述底座上且垂直于海平面的数量为2～4根相互平行的立柱、位于所述立柱顶部的气马达及发电机、外套于所述立柱且可沿所述立柱上下移动的滑座，所述滑座与所述光伏支架平台相连接，所述光伏支架平台的下端设有用于支撑所述光伏支架平台的密闭式悬浮空气箱；所述立柱包括导向杆以及与所述导向杆的轴线平行且紧贴在所述导向杆一侧平面上的弹性空气带，所述滑座的一侧设有用于压紧所述弹性空气带并使得所述弹性空气带的内腔封闭成上下两个独立气腔的弹性压滚轮，所述弹性空气带的上端和下端分别通过管路连接至所述气马达的进气腔，所述气马达的输出轴连接发电机的输入轴。
2.根据权利要求1所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，在所述弹性空气带的上端和下端与所述气马达的进气腔之间的连接管路上，分别设有用于向所述气马达的进气腔进行单向充气的充气单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，在所述弹性空气带的上端和下端分别设有用于外部空气进入所述弹性空气带的进气单向阀。
4.根据权利要求1所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述密闭式悬浮空气箱的下端分别连接有悬挂式晃动锤、弹性空气圈、压杆支座，所述弹性空气圈与所述密闭式悬浮空气箱的下端固定连接，所述悬挂式晃动锤通过悬挂线吊挂在所述密闭式悬浮空气箱的下端，且所述悬挂线与所述弹性空气圈的对称中心线同轴；所述压杆支座沿着所述弹性空气圈的内侧周向间隔分布，在所述压杆支座上铰接有用于对所述弹性空气圈进行施压的弯形杠杆，所述弯形杠杆的一端与所述弹性空气圈的下侧相接触，所述弯形杠杆的另一端设有正对于所述悬挂式晃动锤侧边的挡快，所述弹性空气圈通过管路与所述气马达的进气腔相连通，且在所述弹性空气圈与所述气马达的进气腔之间的连接管路上还串接有用于向所述气马达的进气腔进行单向充气的充气单向阀，在所述弹性空气圈上设有用于外部空气进入所述弹性空气圈的进气单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述弹性压滚轮为橡胶弹性压滚轮。
6.根据权利要求1所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述立柱的顶部设有蓄电池以及用于连接光伏板的光伏控制器，所述蓄电池连接光伏控制器。
7.根据权利要求6所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述立柱的顶部设有LED灯，所述LED灯连接光伏控制器。
8.根据权利要求6所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述立柱的顶部设有LED电子屏，所述LED电子屏连接光伏控制器。
9.根据权利要求6所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述发电机连接光伏控制器。
10.根据权利要求1所述的一种海边自浮式光伏支架系统，其特征在于，所述弹性压滚轮包括刚性芯轴以及套接在所述刚性芯轴外圆的弹性充气辊，所述刚性芯轴通过滚动轴承连接在所述滑座上。
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