CN108616236A - 一种水上光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏发电技术领域，且公开了一种水上光伏发电系统，包括浮板，浮板的下方设有若干个浮筒，若干个浮筒呈矩阵均匀等距的分布在浮板的下方，且浮筒的筒壁上均匀等距的固定连接有四个固定座，每两个相邻浮筒相邻的两个固定座之间共同固定连接有一根第一弹簧，浮筒的上端开设有减震槽，减震槽的槽底固定连接有活塞缸，活塞缸的内缸壁上滑动连接有活塞，活塞远离活塞缸缸底的一端固定连接有活塞杆，活塞杆远离活塞的一端贯穿活塞缸的缸顶并向上延伸。该可以对水底生态环境负面影响小，适用范围广的水上光伏发电系统，可以减小对水底生态环境的负面影响，而且降低了水面晃动时对光伏发电系统造成的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种水上光伏发电系统。
背景技术
高效太阳能电池板的开发中一个由来已久的问题是当PV电池作为电流源时，由每串PV电池所发的电被表现最差的PV电池所限制。同样地，当太阳能电池板串联连接时，一个太阳能电池板阵列被其表现最差的太阳能电池板所限制。因此，典型的太阳能电池板可能在该太阳能电池板的输出功率与其支持的阵列的其他太阳能电池板不同时而表现不佳。因此，将照射到PV电池、电池板或阵列上的太阳能转换的能力是有限的，并且这些太阳能电池板的物理完整性可能由于暴露于未转换的太阳能而消散的热受到损害。
一串里的多个PV电池可能由于制造及操作和环境条件上的不一致而表现地彼此不同。例如，制造上的不一致可能导致两个在其他方面相同的PV电池具有不同的输出特征。PV电池发的电也受到外部因素的影响，例如遮挡物及操作温度。因此，为了最高效地利用PV电池，制造商将每个PV电池基于其效率、其预期温度表现及其他属性进行装箱或分类，并且用相似(如果不相同)的PV电池效率创造太阳能电池。构造电池板之前以此种方式对电池进行分类的失败可导致电池级失配及电池板表现不佳。然而，此装配线分类过程耗时、成本高昂，并且占用工厂地板上的大片面积(因为太阳能模拟器以及自动排序和装箱机(如电致发光成像系统)必须具有PV电池的特征)，但是对于改善太阳能电池板的效率至关重要
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中某个电子全部吸收，电子吸收的能量足够大，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为光电子。硅原子有4个外层电子，如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子，就成为N型半导体；若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子，形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时，接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P－N结后，空穴由P极区往N极区移动，电子由N极区向P极区移动，形成电流。
随着传统能源日渐枯竭，新能源利用日新月异。特别是光伏电站的分布及使用存在着明显的不合理性。西部欠发达地区建设光伏电站的土地资源丰富，但光伏发电在当地却不能完全消纳，外输也存在困难；而在东部经济发达地区，电力资源紧缺，需要建设大量的光伏电站，但土地资源匮乏。因此这样的不协调局面可优先考虑采取分布式电站建设进行合理的调整，促进东西部地区用电达到合理均衡。
除在地面建设光伏电站以外，水面电站建设也是一条可行的道路。水上光伏发电系统可建设在我国沿海用电量大的地区或者部分岛屿中，且该系统安装在海面或湖面，也不占用宝贵的土地资源，是一种很有发展前景的光伏应用。现有水上光伏发电系统主要安装方式为固定式安装，即在水域内浇注水泥桩后，在水泥桩上安装光伏支架和光伏组件。该安装方式的缺点在于，水泥桩对水底生态环境有负面影响，且仅适用于一定水深的水域。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种水上光伏发电系统，具备对水底生态环境负面影响小，适用范围广等优点，解决了现有技术中水上光伏发电系统使用水泥桩对水底生态环境有负面影响，且仅适用于一定水深的水域的问题。
(二)技术方案
为实现上述对水底生态环境负面影响小，适用范围广的目的，本发明提供如下技术方案：一种水上光伏发电系统，包括浮板，所述浮板的下方设有若干个浮筒，若干个所述浮筒呈矩阵均匀等距的分布在浮板的下方，且所述浮筒的筒壁上均匀等距的固定连接有四个固定座，每两个相邻所述浮筒相邻的两个固定座之间共同固定连接有一根第一弹簧，所述浮筒的上端开设有减震槽，所述减震槽的槽底固定连接有活塞缸，所述活塞缸的内缸壁上滑动连接有活塞，所述活塞远离活塞缸缸底的一端固定连接有活塞杆，所述活塞杆远离活塞的一端贯穿活塞缸的缸顶并向上延伸，且固定连接在浮板的下端，所述浮筒的上端关于减震槽对称开设有缓冲槽，所述缓冲槽的槽底固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端固定连接有缓冲杆，所述缓冲杆远离第二弹簧的一端穿过缓冲槽的槽口并向上延伸，且固定连接在浮板的下端，所述浮板上安装有光伏组件。
优选的，所述浮板的竖直侧壁上均匀等距的连接有若干个一端开口的防撞筒，所述防撞筒的开口端远离浮板设置，所述防撞筒内的筒底固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧的另一端固定连接有防撞板，所述防撞板远离第三弹簧的一端固定连接有防撞杆，所述防撞杆远离防撞板的一端穿过防撞筒的开口端并向外延伸，且固定连接有缓冲板。
优选的，所述活塞的环形侧壁上开设有活塞槽，所述活塞槽内套设有活塞环，所述活塞环密封滑动连接在活塞缸的内缸壁上。
优选的，所述缓冲杆靠近第二弹簧一端位置的杆壁上对称连接有滑块，所述缓冲槽的对应槽壁上对称开设有与滑块相匹配的滑槽，所述滑块滑动连接在对应的滑槽中。
优选的，所述防撞筒靠近开口端位置筒壁上固定对称连接有两个限位块，两块所述限位块关于防撞杆相互对称。
优选的，所述滑块远离缓冲杆的一端开设有滚动槽，所述滚动槽内设有滚动的滚珠，所述滚珠远离滚动槽槽底的一端穿过滚动槽的槽口并向外延伸，且滚珠滚动连接在对应滑槽的槽底上。
优选的，所述活塞缸的顶部中心处固定连接有第四弹簧，所述第四弹簧远离活塞缸的一端固定连接在浮板的下表面，所述第四弹簧套设在活塞杆上设置。
优选的，所述滚珠的球径大于滚动槽槽口的槽径。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种水上光伏发电系统，具备以下有益效果：
1、该水上光伏发电系统，通过设置固定座、第一弹簧、减震槽、活塞缸、活塞、活塞杆、缓冲槽、第二弹簧和缓冲杆，利用浮筒的浮力作为光伏发电系统的支撑物，避免使用水泥桩，减小对水底生态环境的负面影响，水面发生晃动时，浮筒受到水平方向的力时，相邻的浮筒之间通过挤压和拉伸第一弹簧，对水平方向的力进行抵消，当浮筒受到竖直方向的力时，浮板向下运动，带动活塞杆和缓冲杆同步向下运动，活塞杆向下运动时带动活塞压缩活塞缸内的空气消耗一部分竖直方向的震动力，同时缓冲杆压缩第二弹簧，第二弹簧发生弹性形变，对另一部分竖直方向的震动力进行消耗，大大的降低了水面晃动时对光伏发电系统造成的不良影响。
2、该水上光伏发电系统，通过设置防撞筒、第三弹簧、防撞板、防撞杆和缓冲板，当浮板在水面上漂浮撞击到物体时，缓冲板首先碰撞到物体，带动防撞杆向防撞筒内运动，进而带动防撞板压缩防撞筒内的第三弹簧，第三弹簧发生弹性形变对撞击力进行消耗，降低了浮板所受到的撞击力，进入降低了浮板撞击时对光伏发电系统造成的不良影响。
附图说明
图1为本发明提出的一种水上光伏发电系统结构示意图；
图2为图1中的A部分的放大图；
图3为图1中的B部分的放大图；
图4为图3中C部分的放大图。
图中：1浮板、2浮筒、3固定座、4第一弹簧、5减震槽、6活塞缸、7活塞、8活塞杆、9缓冲槽、10第二弹簧、11缓冲杆、12光伏组件、13防撞筒、14第三弹簧、15防撞板、16防撞杆、17缓冲板、18活塞槽、19活塞环、20滑块、21滑槽、22限位块、23滚动槽、24滚珠、25第四弹簧。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-4，一种水上光伏发电系统，包括浮板1，浮板1的下方设有若干个浮筒2，若干个浮筒2呈矩阵均匀等距的分布在浮板1的下方，且浮筒2的筒壁上均匀等距的固定连接有四个固定座3，每两个相邻浮筒2相邻的两个固定座3之间共同固定连接有一根第一弹簧4，浮筒2的上端开设有减震槽5，减震槽5的槽底固定连接有活塞缸6，活塞缸6的内缸壁上滑动连接有活塞7，活塞7远离活塞缸6缸底的一端固定连接有活塞杆8，活塞杆8远离活塞7的一端贯穿活塞缸6的缸顶并向上延伸，且固定连接在浮板1的下端，浮筒2的上端关于减震槽5对称开设有缓冲槽9，缓冲槽9的槽底固定连接有第二弹簧10，第二弹簧10的另一端固定连接有缓冲杆11，缓冲杆11远离第二弹簧10的一端穿过缓冲槽9的槽口并向上延伸，且固定连接在浮板1的下端，浮板1上安装有光伏组件12，利用浮筒2的浮力作为光伏发电系统的支撑物，避免使用水泥桩，减小对水底生态环境的负面影响，水面发生晃动时，浮筒2受到水平方向的力时，相邻的浮筒2之间通过挤压和拉伸第一弹簧4，对水平方向的力进行抵消，当浮筒2受到竖直方向的力时，浮板1向下运动，带动活塞杆8和缓冲杆11同步向下运动，活塞杆8向下运动时带动活塞7压缩活塞缸6内的空气消耗一部分竖直方向的震动力，同时缓冲杆11压缩第二弹簧10，第二弹簧10发生弹性形变，对另一部分竖直方向的震动力进行消耗，大大的降低了水面晃动时对光伏发电系统造成的不良影响。
浮板1的竖直侧壁上均匀等距的连接有若干个一端开口的防撞筒13，防撞筒13的开口端远离浮板1设置，防撞筒13内的筒底固定连接有第三弹簧14，第三弹簧14的另一端固定连接有防撞板15，防撞板15远离第三弹簧14的一端固定连接有防撞杆16，防撞杆16远离防撞板15的一端穿过防撞筒13的开口端并向外延伸，且固定连接有缓冲板17，当浮板1在水面上漂浮撞击到物体时，缓冲板17首先碰撞到物体，带动防撞杆16向防撞筒内运动，进而带动防撞板15压缩防撞筒13内的第三弹簧14，第三弹簧14发生弹性形变对撞击力进行消耗，降低了浮板1所受到的撞击力，进入降低了浮板1撞击时对光伏发电系统造成的不良影响。
活塞7的环形侧壁上开设有活塞槽18，活塞槽18内套设有活塞环19，活塞环19密封滑动连接在活塞缸6的内缸壁上，通过活塞环19增加活塞缸6内气体的密闭性。
缓冲杆11靠近第二弹簧10一端位置的杆壁上对称连接有滑块20，缓冲槽9的对应槽壁上对称开设有与滑块20相匹配的滑槽21，滑块20滑动连接在对应的滑槽21中，缓冲杆11运动时带动滑块20在滑槽21中运动，使得缓冲杆11运动的更加稳定。
防撞筒13靠近开口端位置筒壁上固定对称连接有两个限位块22，两块限位块22关于防撞杆16相互对称，防止防撞板15弹出防撞筒13。
滑块20远离缓冲杆11的一端开设有滚动槽23，滚动槽23内设有滚动的滚珠24，滚珠24远离滚动槽23槽底的一端穿过滚动槽23的槽口并向外延伸，且滚珠24滚动连接在对应滑槽21的槽底上，通过滚珠24减小滑块20在滑槽21中运动所受的摩擦阻力。
活塞缸6的顶部中心处固定连接有第四弹簧25，第四弹簧25远离活塞缸6的一端固定连接在浮板1的下表面，第四弹簧25套设在活塞杆8上设置，浮板1向下运动时压缩第四弹簧25，进一步的加强了减震效果。
滚珠24的球径大于滚动槽23槽口的槽径，防止滚珠24滑出滚动槽23。
综上所述，该水上光伏发电系统，利用浮筒2的浮力作为光伏发电系统的支撑物，避免使用水泥桩，减小对水底生态环境的负面影响，水面发生晃动时，浮筒2受到水平方向的力时，相邻的浮筒2之间通过挤压和拉伸第一弹簧4，对水平方向的力进行抵消，当浮筒2受到竖直方向的力时，浮板1向下运动，带动活塞杆8和缓冲杆11同步向下运动，活塞杆8向下运动时带动活塞7压缩活塞缸6内的空气消耗一部分竖直方向的震动力，同时缓冲杆11压缩第二弹簧10，第二弹簧10发生弹性形变，对另一部分竖直方向的震动力进行消耗，大大的降低了水面晃动时对光伏发电系统造成的不良影响；当浮板1在水面上漂浮撞击到物体时，缓冲板17首先碰撞到物体，带动防撞杆16向防撞筒内运动，进而带动防撞板15压缩防撞筒13内的第三弹簧14，第三弹簧14发生弹性形变对撞击力进行消耗，降低了浮板1所受到的撞击力，进入降低了浮板1撞击时对光伏发电系统造成的不良影响。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种水上光伏发电系统，包括浮板(1)，其特征在于：所述浮板(1)的下方设有若干个浮筒(2)，若干个所述浮筒(2)呈矩阵均匀等距的分布在浮板(1)的下方，且所述浮筒(2)的筒壁上均匀等距的固定连接有四个固定座(3)，每两个相邻所述浮筒(2)相邻的两个固定座(3)之间共同固定连接有一根第一弹簧(4)，所述浮筒(2)的上端开设有减震槽(5)，所述减震槽(5)的槽底固定连接有活塞缸(6)，所述活塞缸(6)的内缸壁上滑动连接有活塞(7)，所述活塞(7)远离活塞缸(6)缸底的一端固定连接有活塞杆(8)，所述活塞杆(8)远离活塞(7)的一端贯穿活塞缸(6)的缸顶并向上延伸，且固定连接在浮板(1)的下端，所述浮筒(2)的上端关于减震槽(5)对称开设有缓冲槽(9)，所述缓冲槽(9)的槽底固定连接有第二弹簧(10)，所述第二弹簧(10)的另一端固定连接有缓冲杆(11)，所述缓冲杆(11)远离第二弹簧(10)的一端穿过缓冲槽(9)的槽口并向上延伸，且固定连接在浮板(1)的下端，所述浮板(1)上安装有光伏组件(12)。
2.根据权利要求1所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述浮板(1)的竖直侧壁上均匀等距的连接有若干个一端开口的防撞筒(13)，所述防撞筒(13)的开口端远离浮板(1)设置，所述防撞筒(13)内的筒底固定连接有第三弹簧(14)，所述第三弹簧(14)的另一端固定连接有防撞板(15)，所述防撞板(15)远离第三弹簧(14)的一端固定连接有防撞杆(16)，所述防撞杆(16)远离防撞板(15)的一端穿过防撞筒(13)的开口端并向外延伸，且固定连接有缓冲板(17)。
3.根据权利要求1所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述活塞(7)的环形侧壁上开设有活塞槽(18)，所述活塞槽(18)内套设有活塞环(19)，所述活塞环(19)密封滑动连接在活塞缸(6)的内缸壁上。
4.根据权利要求1所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述缓冲杆(11)靠近第二弹簧(10)一端位置的杆壁上对称连接有滑块(20)，所述缓冲槽(9)的对应槽壁上对称开设有与滑块(20)相匹配的滑槽(21)，所述滑块(20)滑动连接在对应的滑槽(21)中。
5.根据权利要求2所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述防撞筒(13)靠近开口端位置筒壁上固定对称连接有两个限位块(22)，两块所述限位块(22)关于防撞杆(16)相互对称。
6.根据权利要求4所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述滑块(20)远离缓冲杆(11)的一端开设有滚动槽(23)，所述滚动槽(23)内设有滚动的滚珠(24)，所述滚珠(24)远离滚动槽(23)槽底的一端穿过滚动槽(23)的槽口并向外延伸，且滚珠(24)滚动连接在对应滑槽(21)的槽底上。
7.根据权利要求1所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述活塞缸(6)的顶部中心处固定连接有第四弹簧(25)，所述第四弹簧(25)远离活塞缸(6)的一端固定连接在浮板(1)的下表面，所述第四弹簧(25)套设在活塞杆(8)上设置。
8.根据权利要求6所述的一种水上光伏发电系统，其特征在于：所述滚珠(24)的球径大于滚动槽(23)槽口的槽径。
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