CN113928492B - 一种海上水面柔性光伏电站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海上水面柔性光伏电站，包括浮筒，所述浮筒下方固定连接有水流测速箱，所述水流测速箱的两端被流水管贯穿，所述流水管内壁固定设置有流速测量传感器，所述浮筒侧壁设置有缓冲升降装置，所述缓冲升降装置包括长杆、缓冲球和连接杆，所述浮筒上表面固定连接有电机，所述电机输出轴上方放置有圆环和光伏组件安装板，且电机的一端设有控制器，所述控制器与电机电性连接，所述光伏组件安装板通过角度调节装置固定连接在浮筒上，本发明通过测量经过水流测速箱内水的流速，控制电机来改变缓冲升降装置的升或降状态实现对浮筒四周的保护，在升或将的过程中可以对流水管进行疏通，还设有配重槽体可以对浮体的上浮程度自由调节。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站技术领域，尤其涉及一种海上水面柔性光伏电站。
背景技术
光伏电站是一种利用太阳光能，采用诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，光伏电站经常建立在农田区域，需要占用大量土地资源，近年来，人们开发漂浮式光伏电站，在水面建立光伏电站来克服传统光伏电站占用土地资源大的缺点，传统漂浮式光伏电站包括塑料浮筒和光伏组件，浮筒漂浮在水面上，光伏组件以固定角度安装在浮筒上，浮筒通过锚栓和钢索实现水下固定，锚栓深入水底，钢索拉住浮筒，在水面水位升高时，浮筒上升，钢索绷紧，容易被拉断，浮筒也容易被拉变形甚至损坏，使得光伏电站的维护成本高昂，在水面水位降低时，钢索松弛，整个光伏电站又容易随水流飘动，影响发电系统的稳定与安全。
公告号为CN106452283A的一种水面柔性光伏电站，包括浮筒、限位立柱、支撑立柱、支撑梁、柔性支架、双玻双面光伏组件和双凸透镜，浮筒设置在水面上，限位立柱与浮筒连接，限位立柱能够在水位上升时及水位下降时随浮筒升降伸长或缩短；支撑立柱设置在浮筒上，支撑梁分别与限位立柱和支撑立柱连接，柔性支架与支撑梁连接，双玻双面光伏组件和双凸透镜均与柔性支架连接，双玻双面光伏组件与双凸透镜交替设置于柔性支架上。
但上述专利仍存在以下不足：1，该案例采用限位立柱固定在水下砂石中，由于限位立柱之间没有使用柔性材料连接，不能对撞击到限位立柱上的杂物起到缓冲作用；2，该案例浮筒的四周没有设置有效防护措施，无法对随水流一起移动的杂物进行阻挡、拦截，在环境复杂的海面下，浮筒极易受到移动物体冲击导致破裂，造成装置的损毁；3，该案例未设置水流测速装置以及保护水流测速装置的结构，无法及时监测海面下的水流流速。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海上水面柔性光伏电站，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种海上水面柔性光伏电站，包括浮筒，所述浮筒下方固定连接有水流测速箱，所述水流测速箱底部固定连接有柔性杆，且柔性杆中段设置有一截硅胶软管，所述水流测速箱的两端被流水管贯穿，所述流水管内壁固定设置有流速测量传感器，所述水流测速箱一侧侧壁开设连通流水管的卡槽，且卡槽所在的侧壁较另一侧前端有一段延伸板，所述浮筒底部两端分别设置有固定板和固定轴，所述固定板上固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端与移动杆侧面固定连接，且移动杆移动穿过卡槽，所述移动杆一端固定连接放置在流水管内的清理环，且移动杆上固定连接牵引绳，所述固定轴上设置有转动连接的定滑轮，所述牵引绳穿过定滑轮与定滑轮上方的长杆底部固定连接；
所述浮筒侧壁设置有缓冲升降装置，所述缓冲升降装置包括长杆、缓冲球和连接杆，所述长杆一端固定连接缓冲球，且长杆的另一端转动连接在浮筒侧壁上，所述连接杆将处在浮筒同一侧壁的长杆相互连接，所述缓冲球之间设置有拦截网，所述拦截网上端分别固定连接着两个相邻的缓冲球，且拦截网下端固定连接在浮筒侧壁上，所述拦截网上设置有若干凸刺；
所述浮筒上表面固定连接有电机，所述电机输出轴上方放置有圆环和光伏组件安装板，且电机的一端设有控制器，所述控制器与电机电性连接，所述光伏组件安装板通过角度调节装置固定连接在浮筒上。
优选的，所述角度调节装置包括固定架、伺服电机、套环和旋转杆，所述固定架两端分别与浮筒上表面和套环固定连接，所述旋转杆固定连接光伏组件安装板底部，且旋转杆两端与套环转动连接，所述伺服电机的输出轴固定连接着旋转杆一端。
优选的，所述圆环两端分别与两侧的固定架固定连接，所述圆环内穿过连接线，所述连接线的两端分别与电机输出轴和连接杆固定连接。
优选的，水流测速箱一侧侧壁固定连接有配重槽体。
优选的，所述柔性杆上设置有若干孔洞。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，本装置浮筒的底部设置有柔性杆，柔性杆的中段使用硅胶软管，硅胶软管具有很强的柔性，可以很好的应对海面下随水流移动的杂物带来的冲击；
2，本装置通过触发控制器带动电机旋转，电机旋转带动固定在电机输出轴上的连接线拉紧缠绕，带动长杆绕着固定在浮筒上的一端向上运动，长杆顶端固定连接的缓冲球一起移动，对浮筒的四周进行保护，同时设置有拦截网以及凸刺，可以有效的阻挡未被缓冲球拦截的物体，凸刺可以将撞击到拦截网上的物体固定在网上，防止后续可能继续撞击装置；
3，本装置浮筒底部设置有水流测速箱，箱内设置有流水测量传感器，可以对流经流水管的水流测速，通过监测水流测速的度数判定是否启动对浮筒的防护措施，同时流水管内设有清洁环，可以起到对流水测量传感器的保护以及对流水管的清理功能。
本发明通过对经过水流测速箱内水的流速测量，控制电机来改变缓冲升降装置的升或降状态，实现对浮筒四周的保护，同时对流水管进行清理，防止流水管进入物体堵塞管道，还设有配重槽体可以对浮体的上浮程度自由调节，可以根据光照调节光伏组件安装板的位置，使其正对光线，提高了光伏电站的抗碰撞能力及发电效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明流水管的剖面示意图；
图3为本发明移动杆与固定板连接结构示意图。
图4为本发明浮筒的左视示意图。
图中：1浮筒、2水流测速箱、3配重槽体、4流水管、5流速测量传感器、6长杆、7缓冲球、8连接杆、9电机、10圆环、11光伏组件安装板、12控制器、13固定架、14伺服电机、15套环、16旋转杆、17连接线、18卡槽、19延伸板、20固定板、21固定轴、22弹簧、23移动杆、24清理环、25牵引绳、26定滑轮、27柔性杆、28硅胶软管、29孔洞、30拦截网、31凸刺。
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至图4，本发明提供一种技术方案：
实施例一：
一种海上水面柔性光伏电站，包括浮筒1，浮筒1下方固定连接有水流测速箱2，水流测速箱2用来测量水下水流的流速，以此判断是否需要启动对浮筒1的保护装置，水流测速箱2的两端被流水管4贯穿，水流动经过水流测速箱2内的流水管4，流水管4内壁固定设置有流速测量传感器5，通过流速测量传感器5可以检测到经过流水管4的水流流速并将信号传递给控制器，此处所用到的流速测量传感器5可以是日常普通的具有传递信号功能的即可，本发明使用的是公开号为CN 101382563 A的一种流速测量传感器，可以对水流的流速测量并输出信号，且水流测速箱2一侧侧壁固定连接有配重槽体3，配重槽体3固定连接在水流测速箱2的左侧侧壁，配重槽体为无盖设计，当需要改变浮筒1的上浮程度时，可以向槽体内部加入或者减少配重块来实现，同时也可以对浮筒1起到轻微的固定作用。
浮筒1侧壁设置有缓冲升降装置，当缓冲升降装置上升时可以对浮筒1的侧壁起到保护作用，缓冲升降装置包括长杆6、缓冲球7和连接杆8，长杆6一端固定连接缓冲球7，缓冲球7采用橡胶材质，可以起到很好的缓冲作用，且长杆6的另一端转动连接在浮筒1侧壁上，实现了长杆6可以围绕一端转动，连接杆8将处在浮筒1同一侧壁的长杆6相互连接，通过移动固定在长杆6之间的连接杆8，可以同时使得长杆6跟着一起移动，缓冲球7之间设置有拦截网30，拦截网30的作用是将可能穿过缓冲球7之间的物体拦截下来，以免物体随水流的移动撞击到浮筒1，所述拦截网30上端分别固定连接着两个相邻的缓冲球7，且拦截网30下端固定连接在浮筒1侧壁上，当长杆6向上运动时，缓冲球7跟着一起向上运动，带动拦截网30张开实现对物体的拦截，所述拦截网30上设置有若干凸刺31，凸刺31可以将冲撞到拦截网30上的物体固定在拦截网30上，防止物体后续可能继续随水流对浮筒1撞击的情况发生。
浮筒1上表面固定连接有电机9，电机9输出轴上方放置有圆环10和光伏组件安装板11，且电机9的一端设有控制器12，控制器12与电机9电性连接，光伏组件安装板11通过角度调节装置固定连接在浮筒1上，角度调节装置可以对光伏组件安装板11的倾角发生改变，使之朝向阳光增大装置的发电效率。
实施例二：
实施例二在实施例一的基础上公开了角度调节装置的具体结构，即：角度调节装置包括固定架13、伺服电机14、套环15和旋转杆16，固定架13两端分别与浮筒1上表面和套环15固定连接，旋转杆16固定连接光伏组件安装板11底部，且旋转杆16两端与套环15转动连接，伺服电机14的输出轴固定连接着旋转杆16一端，当控制伺服电机14运转时，伺服电机14的输出端带动旋转杆16在套环15上转动，此时固定在旋转杆16上的光伏组件安装板11跟着一起转动，从而改变光伏组件安装板11的倾角，使得发电效率得到提高。
实施例三：
实施例三在实施例一的基础上给出了控制缓冲升降装置上下运动的方法，即：圆环10两端分别与两侧的固定架13固定连接，圆环10内穿过连接线17，连接线17的两端分别与电机9输出轴和连接杆8固定连接，浮筒1四面的连接线17共同穿过圆环10并缠绕在电机9的输出轴上，当位于流水管4内的流速测量传感器5测得水的流速高于指定流速时，认定此时水流湍急需要对浮筒1进行保护，此时流速测量传感器5将信号传递给控制器12，控制器12控制电机9顺时针旋转将连接线17拉紧并缠绕在输出轴上，连接线17带动连接杆8向上运动，此时固定连接在连接杆8上的长杆6会围绕着固定在浮筒1侧壁上的一端向上运动，使得缓冲球7均匀分布在浮筒1的四周，起到对浮筒1的保护作用，反之当流速测量传感器5测得水的流速低于指定流速时，认定此时水流平缓或者流水管4内存在异物情况，流速测量传感器5将信号传递给控制器12，控制器12控制电机9逆时针旋转将连接线17松开，连接杆8向下运动，带动固定在连接杆8上的长杆6移动到初始位置。
实施例四：
实施例四在实施例一的基础上给出了清理流水管4内可能存在堵塞情况的方法，即：水流测速箱2远离配重槽体3一侧侧壁开设连通流水管4的卡槽18，卡槽18所在的侧壁较另一侧前端有一段延伸板19，延伸板19可以使得清洁时使用的清理环24离开流水管4管口，减少水流通过流水管4时清理环24产生的阻力，浮筒1底部两端分别设置有固定板20和固定轴21，固定板20为竖直向下设置，对固定在固定板20上的物体提供支撑的作用，固定板20上固定连接有弹簧22，弹簧22的另一端与移动杆23侧面固定连接，弹簧22主要用来给移动杆23一个回复到初始状态的弹力，移动杆23移动穿过卡槽18，移动杆23可以在卡槽18内往复移动，移动杆23一端固定连接放置在流水管4内的清理环24，通过移动杆23带动固定在一端的清理环24在流水管4内移动，将可能存在的堵塞垃圾带出流水管4，此处采用的清理环24为网状结构，尽可能减少对水流的阻力，以免影响流速测量传感器5测得数据的准确度，移动杆23上固定连接牵引绳25，通过拉动牵引绳25可以带动移动杆23在卡槽18内移动，固定轴21上设置有转动连接的定滑轮26，定滑轮26可以减少在上方运动的牵引绳25运动时产生的摩擦力，牵引绳25穿过定滑轮26与定滑轮26上方的长杆6底部固定连接，长杆6的运动会通过牵引绳25带动移动杆23在卡槽18内移动，当连接线17带动连接杆8向上运动时，长杆6跟着向上运动，带动牵引绳25将移动杆23向靠近延伸板19一侧拉出，此时清理环24将流水管4内的存在的异物带出，同时清理环24会运动到流水管4外端，由于此时的水流流速较大，清理环24的离开会减少在流水管4内水流的阻力，使得水流流动更加平稳，提高了装置的稳定性，反之当流水降低或者是流水管4内存在异物时，长杆6向下运动，由于弹簧22的弹力将移动杆23移动至固定板20的一端，在移动杆23移动的过程中，清理环24在流水管4内移动将存在的异物再次排除，实现对流水管4堵塞情况的处理，除此之外水流测速箱2底部固定连接有柔性杆27，柔性杆27可以起到对漂浮在海面上的浮筒1一个固定作用，限制浮筒1的移动范围，柔性杆27中段设置有一截硅胶软管28，硅胶软管28受到碰撞时有一个缓冲的作用，尽可能的减少随水流运动的物体对柔性杆27带来的冲撞，柔性杆27为中空设计且杆上布满孔洞29，可以减少水流带来的冲击力。
工作原理：本发明通过对经过水流测速箱2内流水管4的水流流速监测，将信号传递给控制器12，控制器12控制电机9转动来控制浮体1四周的缓冲升降装置的向上或向下运动，在上升或者下降的过程中还能对流水管4进行疏通清理，具体为固定在浮筒1下方的水流测速箱2内设有流水管4，流水管4内放置有流速测量传感器5，当海面下水流湍急时，流速测量传感器5测得数据高于规定数值，认定需要对浮筒1进行保护，此时将信号传递给控制器12，控制器12控制电机9顺时针旋转，将固定在电机9输出轴上的连接线17拉紧缠绕，通过连接线17带动固定在长杆6上的连接杆8向上运动，从而带动长杆6绕着固定在浮筒1上的一端向上运动，固定在长杆6下方的牵引绳25带动固定在移动杆17一端的清理环24在流水管4内向外移动，将流水管4内的物体带出防止堵塞流水管4，当流速测量传感器5测得数据低于规定数值，认定无需对浮筒1进行保护，此时将信号传递给控制器12，控制器12控制电机9逆时针旋转，将固定在电机9输出轴上的连接线17松开，固定在连接杆8上的长杆6向下运动，在弹簧的辅助下移动杆23回复初始位置，清理环24再次通过流水管4，将流水管4内部存在的堵塞物体带出，同时浮筒1上方的光伏组件安装板11通过伺服电机14与旋转杆16和套环15的配合，可以实现人工调节光伏组件安装板11的倾角，增加了发电效率，水流测速箱2另一端设有配重槽体3可以通过人工向内部增加或减去重物的方法控制浮筒1的浮力大小，在一定程度上可以限制了浮筒1的的位置，方便后期的管理，除此之外缓冲球7之间还设置有拦截网30，网上设置有凸刺31，当长杆6向上移动时带动固定在一端的缓冲球7一起移动，此时拦截网30慢慢张开，对穿过缓冲球7之间的物体进行拦截。
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 (3)
1.一种海上水面柔性光伏电站，包括浮筒(1)，其特征在于：所述浮筒(1)下方固定连接有水流测速箱(2)，所述水流测速箱(2)底部固定连接有柔性杆(27)，且柔性杆(27)中段设置有一截硅胶软管(28)，所述水流测速箱(2)的两端被流水管(4)贯穿，所述流水管(4)内壁固定设置有流速测量传感器(5)，所述水流测速箱(2)一侧侧壁开设连通流水管(4)的卡槽(18)，且卡槽(18)所在的侧壁较另一侧前端有一段延伸板(19)，所述浮筒(1)底部两端分别设置有固定板(20)和固定轴(21)，所述固定板(20)上固定连接有弹簧(22)，所述弹簧(22)的另一端与移动杆(23)侧面固定连接，且移动杆(23)移动穿过卡槽(18)，所述移动杆(23)一端固定连接放置在流水管(4)内的清理环(24)，且移动杆(23)上固定连接牵引绳(25)，所述固定轴(21)上设置有转动连接的定滑轮(26)，所述牵引绳(25)穿过定滑轮(26)后与定滑轮(26)上方的长杆(6)底部固定连接；
所述浮筒(1)侧壁设置有缓冲升降装置，所述缓冲升降装置包括长杆(6)、缓冲球(7)和连接杆(8)，所述长杆(6)一端固定连接缓冲球(7)，且长杆(6)的另一端转动连接在浮筒(1)侧壁上，所述连接杆(8)将处在浮筒(1)同一侧壁的长杆(6)相互连接，所述缓冲球(7)之间设置有拦截网(30)，所述拦截网(30)上端分别固定连接着两个相邻的缓冲球(7)，且拦截网(30)下端固定连接在浮筒(1)侧壁上，所述拦截网(30)上设置有若干凸刺(31)；
所述浮筒(1)上表面固定连接有电机(9)，所述电机(9)输出轴上方放置有圆环(10)和光伏组件安装板(11)，且电机(9)的一端设有控制器(12)，所述控制器(12)与电机(9)电性连接，所述光伏组件安装板(11)通过角度调节装置固定连接在浮筒(1)上；
所述角度调节装置包括固定架(13)、伺服电机(14)、套环(15)和旋转杆(16)，所述固定架(13)两端分别与浮筒(1)上表面和套环(15)固定连接，所述旋转杆(16)固定连接光伏组件安装板(11)底部，且旋转杆(16)两端与套环(15)转动连接，所述伺服电机(14)的输出轴固定连接着旋转杆(16)一端；
所述圆环(10)两端分别与两侧的固定架(13)固定连接，所述圆环(10)内穿过连接线(17)，所述连接线(17)的两端分别与电机(9)输出轴和连接杆(8)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种海上水面柔性光伏电站，其特征在于：所述水流测速箱(2)一侧侧壁固定连接有配重槽体(3)。
3.根据权利要求1所述的一种海上水面柔性光伏电站，其特征在于：所述柔性杆(27)上设置有若干孔洞(29)。
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