CN112441193A - 一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，涉及太阳能发电技术领域。本发明包括太阳能电板、漂浮控制组件和漂浮支架；漂浮支架内侧面阵列有支撑架；支撑架内固定有太阳能电板；漂浮支架周侧面均匀阵列有漂浮控制组件；漂浮支架内部设置有空腔；空腔内盛有液体；漂浮控制组件包括浮瓶；浮瓶内放置有吸光材料；圆管贯穿漂浮支架并插入空腔内。本发明通过漂浮控制组件和漂浮支架的作用，控制漂浮支架进行缓慢下沉，使得位于水面以下的太阳能电板的散热效果大大改善，太阳能电板在太阳光下的产热量和水越深散热效果越好等，根据高原地区的情况，将其控制在合适的水深中，达到一个发电效率最佳的温度和太阳光强度的优点。
Description
技术领域
本发明属于太阳能发电技术领域，特别是涉及一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件。
背景技术
高原地区的空气稀薄清洁，尘埃和水蒸气含量少，大气透明度比平原地带高，太阳辐射透过率随海拔高度增加而增大。因此，高原地区的光伏发电时，极易出现午时温度过高，导致设备损坏和温度过高大大降低发电效率等问题。
对于高原地区的光伏组件，主要需要解决的是午时太阳光强度太强，从而温度升温过高，导致发电效率下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，通过漂浮控制组件和漂浮支架的作用，当处于临近中午的时候，浮瓶内的吸光材料会相对升温极快，从而控制漂浮支架进行缓慢下沉，将进过防水处理后的太阳能电板沉入水面以下，位于水面以下的太阳能电板的散热效果大大改善，并由于太阳光在水面和水中均存在一定的损失率，即位于水面以下的深度也将使得太阳能电板吸收到的太阳光强度将会减少，越深即损失率越高，从而太阳光强度减少也会相应减少太阳能电板在太阳光下的产热量和水越深散热效果越好等，根据高原地区的太阳光强度和水温情况，将其控制在合适的水深中，达到一个发电效率最佳的温度和太阳光强度的优点；也解决了午时太阳光强度太强，从而温度升温过高，导致发电效率下降的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，包括太阳能电板、漂浮控制组件和漂浮支架；所述漂浮支架内侧面均匀阵列有支撑架；所述支撑架内侧面固定安装有太阳能电板；所述漂浮支架周侧面均匀阵列有漂浮控制组件；所述漂浮支架为空心结构；所述漂浮支架内部设置有空腔；所述空腔内盛有液体；所述空腔顶部均匀连通有至少一个排气管；每个所述排气管末端固定安装有气囊；所述漂浮控制组件包括浮瓶；所述浮瓶内放置有吸光材料；所述浮瓶底部连通固定有L型管；所述L型管末端固定连接有波纹管的一端；所述波纹管的另一端固定连接有圆管；所述浮瓶内盛有液体；所述圆管贯穿漂浮支架的顶部并插入空腔内的液体的液面下方。
其中，所述漂浮支架用于向太阳能电板提供浮力，使其漂浮在水面；所述波纹管可以进行伸缩，并且采用软性材料制作，即使得所述浮瓶和漂浮支架在水面的升降浮力变化相互独立；由于高原地区大气透明度比平原地带高，太阳辐射透过率随海拔高度增加而增大；即当处于正午时，漂浮控制组件中的浮瓶会因吸光材料进行吸热而使得温度显著上升，从而使得浮瓶内的气体膨胀和水温上升显著，继而气压增大，将浮瓶内的水通过L型管、波纹管、圆管压入空腔内，而此时漂浮支架内的空腔由于增加了水的重量，继而漂浮支架和太阳能电板将会下沉，气囊内的气压也会随之增大，直至漂浮支架上部位置有部分位于水面以下，此时太阳能电板悬浮在水面以下；其中，不会继续下沉的原因为：由于漂浮支架的的横截面为工型结构，即漂浮支架上部位置有体积较大的空腔，该漂浮支架上部位置的空腔容积远大于浮瓶内盛有液体的体积；故而浮瓶内的气压大小将会控制漂浮支架和太阳能电板是否位于水面，以及位于水下悬浮的深度。
进一步地，所述吸光材料为黑色的圆形片状结构；所述吸光材料用于对阳光进行吸热，提高浮瓶内的温度上升；当处于夜晚时，浮瓶内的温度便会自然降低。
进一步地，所述浮瓶为倒圆台结构，使其不易倾倒。
进一步地，所述排气管周侧面固定安装有排气阀；所述排气阀用于防止漂浮支架中的空腔内气压过高，进行的安全防护措施，有效的及时降压至安全指数内。
进一步地，所述漂浮支架的横截面为工型结构；所述漂浮支架的的横截面为具体的为上下两端为圆形，中部为较细的长方形；该型结构的作用为，下端较粗的圆形用于提高水下淹没较高的体积，从而提高较大的浮力用于支撑漂浮支架和太阳能电板；即太阳能电板浮在水面时，此时水面位于漂浮支架中部的较细的长方形处的位置，而此时漂浮控制组件中的浮瓶内向漂浮支架压入较小的水量时，便可使得漂浮支架有较大的升降幅度；当水面接触到漂浮支架上部时，由于漂浮支架上部体积较大，故浮瓶内的水量不足以使得水面淹没漂浮支架上部，故而漂浮支架上部不会被淹没，从而会使得太阳能电板在水面下保持一定的深度进行悬浮。
进一步地，所述液体为湖水或者蒸馏水；所述液体用于调节漂浮支架内的重量，控制其高度位置；所述湖水、河水等水资源便于获取，使用方便；而蒸馏水的作用是，其中杂质很少，有利漂浮控制组件和漂浮支架在使用中，出现污垢等杂质量较少的优点。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过漂浮控制组件和漂浮支架的作用，当处于临近中午的时候，浮瓶内的吸光材料会相对升温极快，从而控制漂浮支架进行缓慢下沉，将进过防水处理后的太阳能电板沉入水面以下，位于水面以下的太阳能电板的散热效果大大改善，并由于太阳光在水面和水中均存在一定的损失率，即位于水面以下的深度也将使得太阳能电板吸收到的太阳光强度将会减少，越深即损失率越高，从而太阳光强度减少也会相应减少太阳能电板在太阳光下的产热量和水越深散热效果越好等，根据高原地区的太阳光强度和水温情况，将其控制在合适的水深中，达到一个发电效率最佳的温度和太阳光强度的优点。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件的结构示意图；
图2为图1的结构俯视图；
图3为图2中A-A处的剖面图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-太阳能电板，2-漂浮控制组件，3-漂浮支架，4-水面，201-浮瓶，202-吸光材料，203-L型管，204-波纹管，205-圆管，301-支撑架，302-空腔，303-液体，304-排气管，305-气囊，306-排气阀。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-3所示，本发明为一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，包括太阳能电板1、漂浮控制组件2和漂浮支架3；漂浮支架3内侧面均匀阵列有支撑架301；支撑架301内侧面固定安装有太阳能电板1；漂浮支架3周侧面均匀阵列有漂浮控制组件2；漂浮支架3为空心结构；漂浮支架3内部设置有空腔302；空腔302内盛有液体303；空腔302顶部均匀连通有至少一个排气管304；每个排气管304末端固定安装有气囊305；漂浮控制组件2包括浮瓶201；浮瓶201内放置有吸光材料202；浮瓶201底部连通固定有L型管203；L型管203末端固定连接有波纹管204的一端；波纹管204的另一端固定连接有圆管205；浮瓶201内盛有液体303；圆管205贯穿漂浮支架3的顶部并插入空腔302内的液体303的液面下方。
其中，漂浮支架3用于向太阳能电板1提供浮力，使其漂浮在水面；波纹管204可以进行伸缩，并且采用软性材料制作，即使得浮瓶201和漂浮支架3在水面的升降浮力变化相互独立；由于高原地区大气透明度比平原地带高，太阳辐射透过率随海拔高度增加而增大；即当处于正午时，漂浮控制组件2中的浮瓶201会因吸光材料202进行吸热而使得温度显著上升，从而使得浮瓶201内的气体膨胀和水温上升显著，继而气压增大，将浮瓶201内的水通过L型管203、波纹管204、圆管205压入空腔302内，而此时漂浮支架3内的空腔302由于增加了水的重量，继而漂浮支架3和太阳能电板1将会下沉，气囊305内的气压也会随之增大，直至漂浮支架3上部位置有部分位于水面以下，此时太阳能电板1悬浮在水面以下；其中，不会继续下沉的原因为：由于漂浮支架3的的横截面为工型结构，即漂浮支架3上部位置有体积较大的空腔302，该漂浮支架3上部位置的空腔302容积远大于浮瓶201内盛有液体303的体积；故而浮瓶201内的气压大小将会控制漂浮支架3和太阳能电板1是否位于水面，以及位于水下悬浮的深度。
优选地，吸光材料202为黑色的圆形片状结构；吸光材料202用于对阳光进行吸热，提高浮瓶201内的温度上升；当处于夜晚时，浮瓶201内的温度便会自然降低。
优选地，浮瓶201为倒圆台结构，使其不易倾倒。
优选地，排气管304周侧面固定安装有排气阀306；排气阀306用于防止漂浮支架3中的空腔302内气压过高，进行的安全防护措施，有效的及时降压至安全指数内。
优选地，漂浮支架3的横截面为工型结构；漂浮支架3的的横截面为具体的为上下两端为圆形，中部为较细的长方形；该型结构的作用为，下端较粗的圆形用于提高水下淹没较高的体积，从而提高较大的浮力用于支撑漂浮支架3和太阳能电板1；即太阳能电板1浮在水面时，此时水面位于漂浮支架3中部的较细的长方形处的位置，而此时漂浮控制组件2中的浮瓶201内向漂浮支架3压入较小的水量时，便可使得漂浮支架3有较大的升降幅度；当水面接触到漂浮支架3上部时，由于漂浮支架3上部体积较大，故浮瓶201内的水量不足以使得水面淹没漂浮支架3上部，故而漂浮支架3上部不会被淹没，从而会使得太阳能电板1在水面下保持一定的深度进行悬浮。
优选地，液体303为湖水或者蒸馏水；液体303用于调节漂浮支架3内的重量，控制其高度位置；湖水、河水等水资源便于获取，使用方便；而蒸馏水的作用是，其中杂质很少，有利漂浮控制组件2和漂浮支架3在使用中，出现污垢等杂质量较少的优点。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，包括太阳能电板(1)；其特征在于：还包括漂浮控制组件(2)和漂浮支架(3)；
所述漂浮支架(3)内侧面均匀阵列有支撑架(301)；所述支撑架(301)内侧面固定安装有太阳能电板(1)；所述漂浮支架(3)周侧面均匀阵列有漂浮控制组件(2)；
所述漂浮支架(3)内部设置有空腔(302)；所述空腔(302)内盛有液体(303)；所述空腔(302)顶部均匀连通有至少一个排气管(304)；每个所述排气管(304)末端固定安装有气囊(305)；
所述漂浮控制组件(2)包括浮瓶(201)；所述浮瓶(201)内放置有吸光材料(202)；所述浮瓶(201)底部连通固定有L型管(203)；所述L型管(203)末端固定连接有波纹管(204)的一端；所述波纹管(204)的另一端固定连接有圆管(205)；
所述浮瓶(201)内盛有液体(303)；
所述圆管(205)贯穿漂浮支架(3)的顶部并插入空腔(302)内的液体(303)的液面下方。
2.根据权利要求1所述的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，其特征在于，所述吸光材料(202)为黑色的圆形片状结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，其特征在于，所述浮瓶(201)为倒圆台结构。
4.根据权利要求1所述的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，其特征在于，所述排气管(304)周侧面固定安装有排气阀(306)。
5.根据权利要求1所述的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，其特征在于，所述漂浮支架(3)的横截面为工型结构。
6.根据权利要求1所述的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，其特征在于，所述液体(303)为湖水或者蒸馏水。
7.根据权利要求1所述的一种基于高原地区的水面漂浮式光伏组件，其特征在于，所述漂浮支架(3)为空心结构。
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Cited By (1)
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| CN115339579A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-11-15 | 安徽甲癸电力科技有限公司 | 一种用于海上漂浮式太阳能电板的控制浮沉装置 |
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2020
- 2020-11-06 CN CN202011228404.8A patent/CN112441193A/zh not_active Withdrawn
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