CN113364397B - 一种跨越式光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨越式光伏发电系统，该发电系统包括至少两个挂靠组，相邻挂靠组之间相互平行设置；以及若干个光伏板，设置于相邻挂靠组之间；其中，每个挂靠组包括两个基座、两个架体、一个缆线和若干个连接件，缆线的两端分别连接于一个架体，连接件沿着缆线的轴线方向间隔设置于缆线上；光伏板通过连接件连接于缆线，位于缆线同一端的架体的高度由低至高设置，以使光伏板倾斜。本发电系统实现对江、河、湖、海、水库等液体环境处太阳能的利用，提高太阳能发电的使用范围，极大提高了太阳能发电的总量，同时避免光伏板设置于人群集中区域，减少光伏板反光所造成的光污染，解决江、河、湖、海、水库等液体环境处太阳能没有得到有效利用的问题。

Description

一种跨越式光伏发电系统

技术领域

本发明属于发电设备技术领域，具体涉及一种跨越式光伏发电系统。

背景技术

太阳能是一种可再生能源，其是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。

在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。

现有的太阳能发电主要应用形式包括家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等，其应用范围还是在人群相对密集的区域。在野外环境，如江、河、湖、海、水库等液体环境，液面上方空旷且开阔，而其所接收到的太阳能并没有得到有效的利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种跨越式光伏发电系统，解决了江、河、湖、海、水库等液体环境所接收到的太阳能并没有得到有效利用的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种跨越式光伏发电系统，包括：

至少两个挂靠组，相邻挂靠组之间相互平行设置；以及

若干个光伏板，设置于相邻挂靠组之间；

其中，每个挂靠组包括两个基座、两个架体、一个缆线和若干个连接件，基座下端固定连接于地面，基座上端连接于架体，且基座与架体一一对应设置，缆线一端连接于其中一个架体，缆线另一端跨越液面连接于另一个架体，连接件沿着缆线的轴线方向间隔设置于缆线上；

光伏板通过连接件连接于缆线，位于缆线同一端的架体的高度由低至高设置，以使光伏板倾斜。

基于上述技术方案，本跨越式光伏发电系统实现对江、河、湖、海、水库等液体环境处太阳能的利用，提高了太阳能发电的使用范围，极大提高了太阳能发电的总量，同时避免了光伏板设置于人群集中区域，减少光伏板反光所造成的光污染。

在一种可能的设计中，相邻连接件等间距设置于缆线上；

连接件包括连接于缆线的框体和可拆卸连接于框体的固定卡，其中，光伏板的端部放置于框体上，固定卡卡接至框体上以夹紧光伏板。

基于上述技术方案，根据实际使用情况调整相邻连接件之间的间距，使用更加灵活。

在一种可能的设计中，框体设置为柔性板，框体的其中一个侧面上设有第一插接槽，弯折框体以通过第一插接槽使框体卷为筒体；

筒体的内周套接于缆线上，筒体的外周上设有适应于光伏板的第一卡槽和适应于固定卡的第二卡槽。

基于上述技术方案，在使用过程中检查到框体变形、磨损过度、损坏等情况时，可以在不拆卸缆线与架体的情况下对框体进行更换，从而极大提高更换的方便性，降低了维护难度。

在一种可能的设计中，框体上设有滑动杆，框体卷为筒体时，滑动杆一端固定于筒体的内壁面上，滑动杆另一端沿平行于筒体的轴线方向延伸至筒体外；

框体的两侧还设有固定杆，固定杆的一个端部上设有第二插接槽，弯折固定杆以通过第二插接槽使固定杆卷为固定环；

相应地，筒体的侧面上设有第三卡槽，固定环沿着滑动杆滑动至第三卡槽内，固定环的内周夹紧缆线，固定环的外周卡接于第三卡槽上。

基于上述技术方案，通过固定杆进行夹紧固定，从而使框体只需要一种规格即可，降低了后勤压力。

在一种可能的设计中，架体设置为塔架，塔架设有若干个底脚部，相应地，基座包括若干个子座体，底脚部固定连接于子座体。

基于上述技术方案，通过多个底脚部以增加塔架与地面的接触面积，有助于提高塔架固定后的稳固性，同时也降低了塔架对地面的压力，避免地面由于压力过大而变形。

在一种可能的设计中，子座体由混凝土浇筑而成，且子座体的部分插接至地下。

基于上述技术方案，增加子座体与地面连接的牢固程度。

在一种可能的设计中，挂靠组设置为三组，光伏板的两端分别连接于一个连接件，光伏板的中部抵接于另一个连接件。

基于上述技术方案，对于同一斜面上的光伏板，根据所使用的光伏板的类型，对所使用的挂靠组的数量进行适应性增减，使用灵活方便。

在一种可能的设计中，光伏板电连接有蓄电模块，或者光伏板电连接于公共电网。

基于上述技术方案，结合实际使用情况，选择合适方式处理光伏板所产生的电能，使用灵活方便。

有益效果：

本跨越式光伏发电系统实现对江、河、湖、海、水库等液体环境处太阳能的利用，提高了太阳能发电的使用范围，极大提高了太阳能发电的总量，同时避免了光伏板设置于人群集中区域，减少光伏板反光所造成的光污染。

通过光伏板的阻挡营造出相对较暗的环境，降低了液体所受到太阳辐射，降低了液体的温度，液体温度下降，液体的含氧量相对增加，鱼类在低温环境中新陈代谢相对较慢，对于热带、亚热带地区，有助于营造适宜于鱼类生长的环境。

附图说明

图1为一种跨越式光伏发电系统的侧视结构示意图。

图2为一种跨越式光伏发电系统的正视结构示意图。

图3为一种跨越式光伏发电系统的结构示意图。

图4为图3中A-A截面的结构示意图。

图5为连接件连接于光伏板时俯视的结构示意图。

图6为连接件连接于光伏板时侧视的结构示意图。

图中：

1、基座；2、架体；3、缆线；4、光伏板；5、连接件；51、框体；52、固定卡；53、固定杆；54、滑动杆。

具体实施方式

实施例：

如图1-6所示，一种跨越式光伏发电系统，包括：至少两个挂靠组，相邻挂靠组之间相互平行设置；以及若干个光伏板4，设置于相邻挂靠组之间；挂靠组用于挂起光伏板4，以使光伏板4受到阳光的照射，从而利用太阳能进行发电。更具体来说，挂靠组横跨于江、河、湖、海、水库等液体环境，从而实现对液面上方空间的利用，扩大了光伏发电的使用范围，有助于提高光伏发电的总发电量。同时通过光伏板4的阻挡营造出相对较暗的环境，降低了液体所受到太阳辐射，降低了液体的温度，液体温度下降，液体的含氧量相对增加，鱼类在低温环境中新陈代谢相对较慢，对于热带、亚热带地区，有助于营造适宜于鱼类生长的环境。

其中，参见图1-3，每个挂靠组包括两个基座1、两个架体2、一个缆线3和若干个连接件5，基座1下端固定连接于地面，基座1上端连接于架体2，且基座1与架体2一一对应设置，缆线3一端连接于其中一个架体2，缆线3另一端跨越液面连接于另一个架体2，连接件5沿着缆线3的轴线方向间隔设置于缆线3上；光伏板4通过连接件5连接于缆线3，位于缆线3同一端的架体2的高度由低至高设置，以使光伏板4倾斜。

以布设于河流上进行举例，基座1与架体2连为一个整体并分别固定在河流的两岸，缆线3的两侧分别连接于两个架体2，以便于缆线3横跨河面，以使光伏板4布设于河面上方，则缆线3的长度大于其所覆盖河面的宽度。沿着河流的长度方向布设若干个挂靠组，从而实现对河面的充分利用，而挂靠组的数量根据实际使用条件进行适应性增减。容易理解的，布设于湖面、水库或者其他液体环境上时，其设置方式与布设于河流上相同，在此不再赘述。

同时考虑到光伏板4接受太阳能的效率，对位于缆线3同一端的架体2，控制相邻架体 2的高度，以使架体2的高度呈沿某一方向逐渐升高或降低，某一方向如沿河流流向，对相邻的两个架体2来说，其一者相对高度另一者，故相邻的两缆线3也是一者高一者低，则设置于这两个缆线3上的光伏板4是倾斜的，从而使光伏板4尽可能的利用照射至其表面的太阳能。容易理解的，光伏板4倾斜的角度根据其布设的位置而定，架体2的高度作适应性的变换。

对于基座1的布设形式，可以有多种方式，以河流为例，其一为相邻基座1位于同一直线上，该直线在空间允许的情况下，可以平行于河流的岸基线，也可以相对倾斜于河流的岸基线；其二为相邻基座1位于同一曲线上，曲线匹配于河流的岸基线。其三，考虑到部分河岸结构强度较低，位于该处的基座1应当进行避让，从而布设于其他合适的位置，从而使相邻基座1的连线呈不规则状。鉴于架体2与基座1一一对应设置，故在此不再赘述架体2的布设形式。容易理解的，布设于湖面、水库或者其他液体环境周围时，其设置方式与布设于河流上相同，在此不再赘述。

特别的，在布设于海洋环境中时，鉴于海洋面积广阔，故基座1和架体2中至少部分固定于海中，则位于海中的架体2的一部分位于海面下，架体2的另一部分穿过海面位于海面上，以使缆线3位于海面上，那么光伏板4位于海面上，从而提高光伏板4的发电效率。

在本实施例中，相邻连接件5等间距设置于缆线3上；或者，根据实际使用条件，相邻连接件5不等间距设置于缆线3上。容易理解的，对连接件5的数量、相邻连接件5之间的距离的调整均是本领域技术人员所掌握的常规技术手段，在此不再赘述。而连接件5用于连接光伏板4，故相邻光伏板4之间的间距适应于相邻连接件5之间的间距。

在一种可能的设计中，连接件5包括连接于缆线3的框体51和可拆卸连接于框体51的固定卡52，其中，光伏板4的端部放置于框体51上，固定卡52卡接至框体51上以夹紧光伏板4。对于某些情况简单的使用环境，其对光伏板4的位置没有太高的要求，故框体51可以固定于线缆上，布设时直接拉缆线3即可。对于某些情况复杂的使用环境，其需要对光伏板4的位置进行灵活调整，故框体51可滑动设置于缆线3上，在布设缆线3后，根据实际环境调整每个光伏板4的位置。

固定卡52对放置于框体51上的光伏板4进行固定，以确保光伏板4在使用过程中保持稳定，避免出现光伏板4移动、掉落等情况。相应地，框体51上设有适应于固定卡52的槽体。可选地，固定卡52可以构造为任意合适的形状。

作为一种实施方式，参见图5-6，框体51设置为柔性板，框体51的其中一个侧面上设有第一插接槽，弯折框体51以通过第一插接槽使框体51卷为筒体；筒体的内周套接于缆线 3上，筒体的外周上设有适应于光伏板4的第一卡槽和适应于固定卡52的第二卡槽。如此一来，框体51与缆线3之间的连接是可拆卸的，在使用过程中检查到框体51变形、磨损过度、损坏等情况时，可以在不拆卸缆线3与架体2的情况下对框体51进行更换，从而极大提高更换的方便性，降低了维护难度。

同时，通过对筒体内径进行控制，可以使框体51满足固定在缆线3的某一处，或者可沿着缆线3滑动，提高了使用的灵活性。优选地，筒体内设有柔性层，从而增加筒体与缆线3的接触面积与摩擦系数，提高框体51固定于缆线3上时的稳定程度。容易理解的，柔性层采用任意合适的柔性材料制成。可选地，第一卡槽可以构造为任意适配于光伏板4的形状，第二卡槽可以构造为任意适配于固定卡52的形状，在此不再赘述。

当框体51可滑动设置于缆线3上时，框体51调整至缆线3上合适的位置时需要对框体 51的位置进行固定，故设置固定杆53以实现对框体51位置的固定。

框体51上设有滑动杆54，框体51卷为筒体时，滑动杆54一端固定于筒体的内壁面上，滑动杆54另一端沿平行于筒体的轴线方向延伸至筒体外；滑动杆54配合于固定杆53使用，以对固定杆53的滑动进行导向；同时通过限位块的设置防止固定杆53脱离，也可以使固定杆53随框体51滑动，以提高使用的方便性。

框体51的两侧还设有固定杆53，固定杆53的一个端部上设有第二插接槽，弯折固定杆 53以通过第二插接槽使固定杆53卷为固定环；相应地，筒体的侧面上设有第三卡槽，固定环沿着滑动杆54滑动至第三卡槽内，固定环的内周夹紧缆线3，固定环的外周卡接于第三卡槽上。

设置固定杆53后，通过将固定杆53卷成固定环，实现了固定杆53与缆线3之间的可拆卸连接，从而方便于更换；同时，对框体51与缆线3的连接实现了改进，即通过调整筒体的内径实现对框体51与缆线3之间连接形式的更换，配合于此，需要对框体51的尺寸进行调整，也就是说需要准备不同规格的框体51，针对不同的使用情况，使用对应规格的框体 51。通过固定杆53进行夹紧固定，从而使框体51只需要一种规格即可，降低了后勤压力。

使用时，固定杆53卷成固定环并套接于缆线3和滑动杆54上，且固定环远离第三卡槽。调整框体51位置时，拉动框体51使框体51沿着缆线3滑动，直至框体51滑动至合适的位置，此时拉动固定环向第三卡槽方向滑动，从而使固定环插接至第三卡槽内，以将固定环与框体51连接在一起，同时，固定环夹紧缆线3，从而将框体51夹紧在缆线3上。

在本实施例中，架体2设置为塔架，塔架设有若干个底脚部，相应地，基座1包括若干个子座体，底脚部固定连接于子座体。通过多个底脚部以增加塔架与地面的接触面积，有助于提高塔架固定后的稳固性，同时也降低了塔架对地面的压力，避免地面由于压力过大而变形。优选地，底脚部优先设置为二至四个，从而降低塔架的结构复杂程度。

作为一种实施方式，参见图1-2，子座体由混凝土浇筑而成，且子座体的部分插接至地下。从而增加子座体与地面连接的牢固程度。

在本实施例中，挂靠组设置为三组，光伏板4的两端分别连接于一个连接件5，光伏板 4的中部抵接于另一个连接件5。对于同一斜面上的光伏板4，在光伏板4较大时，通过多个挂靠组以分担压力，提高使用寿命；在光伏板4较小时，设置两个挂靠组即可。可选地，根据所使用的光伏板4的类型，对所使用的挂靠组的数量进行适应性增减。

对于光伏板4所产生的电能，其使用可以分为两种形式，其一为光伏板4电连接有蓄电模块，通过蓄电模块对电能进行存储，进而进行下一步利用。其二为光伏板4电连接于公共电网，将电能直接传输至合适地区进行使用。可选地，蓄电模块选择任意合适的可充电的蓄电池。容易理解的，光伏板4电连接于蓄电模块或者公共电网为本领域技术人员所掌握的常规技术手段，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种跨越式光伏发电系统，其特征在于，包括：

至少两个挂靠组，相邻挂靠组之间相互平行设置；以及

若干个光伏板(4)，设置于相邻挂靠组之间；

其中，每个挂靠组包括两个基座(1)、两个架体(2)、一个缆线(3)和若干个连接件(5)，基座(1)下端固定连接于地面，基座(1)上端连接于架体(2)，且基座(1)与架体(2)一一对应设置，缆线(3)一端连接于其中一个架体(2)，缆线(3)另一端跨越液面连接于另一个架体(2)，连接件(5)沿着缆线(3)的轴线方向间隔设置于缆线(3)上；

光伏板(4)通过连接件(5)连接于缆线(3)，位于缆线(3)同一端的架体(2)的高度由低至高设置，以使光伏板(4)倾斜；

相邻连接件(5)等间距设置于缆线(3)上；

连接件(5)包括连接于缆线(3)的框体(51)和可拆卸连接于框体(51)的固定卡(52)，其中，光伏板(4)的端部放置于框体(51)上，固定卡(52)卡接至框体(51)上以夹紧光伏板(4)；

框体(51)设置为柔性板，框体(51)的其中一个侧面上设有第一插接槽，弯折框体(51)以通过第一插接槽使框体(51)卷为筒体；

筒体的内周套接于缆线(3)上，筒体的外周上设有适应于光伏板(4)的第一卡槽和适应于固定卡(52)的第二卡槽；

框体(51)上设有滑动杆(54)，框体(51)卷为筒体时，滑动杆(54)一端固定于筒体的内壁面上，滑动杆(54)另一端沿平行于筒体的轴线方向延伸至筒体外；

框体(51)的两侧还设有固定杆(53)，固定杆(53)的一个端部上设有第二插接槽，弯折固定杆(53)以通过第二插接槽使固定杆(53)卷为固定环；

相应地，筒体的侧面上设有第三卡槽，固定环沿着滑动杆(54)滑动至第三卡槽内，固定环的内周夹紧缆线(3)，固定环的外周卡接于第三卡槽上。

2.根据权利要求1所述的跨越式光伏发电系统，其特征在于，架体(2)设置为塔架，塔架设有若干个底脚部，相应地，基座(1)包括若干个子座体，底脚部固定连接于子座体。

3.根据权利要求2所述的跨越式光伏发电系统，其特征在于，子座体由混凝土浇筑而成，且子座体的部分插接至地下。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的跨越式光伏发电系统，其特征在于，挂靠组设置为三组，光伏板(4)的两端分别连接于一个连接件(5)，光伏板(4)的中部抵接于另一个连接件(5)。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的跨越式光伏发电系统，其特征在于，光伏板(4)电连接有蓄电模块，或者光伏板(4)电连接于公共电网。

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