CN114560049A - 一种漂浮式光伏系统和海上风电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种漂浮式光伏系统和海上风电系统。该漂浮式光伏系统包括漂浮式平台，漂浮式平台包括光伏安装平台、多个半潜式浮筒和连接半潜式浮筒与光伏安装平台的升降支撑件，升降支撑件的高度能够调节；多个设置于光伏安装平台的光伏面板；锚固装置，锚固装置包括用于固定设置在海底的锚固基础和连接半潜式浮筒与锚固基础的系泊缆。本发明所提供的漂浮式光伏系统能够根据水域特征适应性调节漂浮式平台的高度，从而调节光伏面板和海面之间的高度，使漂浮式光伏系统不仅能够用于风浪很小的近海海域，而且可以应用于风浪较大深远海海域，拓宽了漂浮式光伏系统的应用范围。

Description

一种漂浮式光伏系统和海上风电系统
技术领域
本发明涉及漂浮式光伏技术领域，尤其涉及一种漂浮式光伏系统和海上风电系统。
背景技术
受土地资源有限的制约，地面光伏电站的发展将会越来越受到限制；而我国的内陆水域面积较为宽广，利用内陆水域如净水湖泊或者水库等区域建设水上光伏电站，既不占用土地面积，同时又增加了光伏发电装机容量，是一种高效的光伏发电新形式。
水上光伏电站分为两种，一种为固定式水上光伏电站，将光伏组件支撑在光伏支架上，光伏支架固定在桩基上，桩基设置于水底，另一种为漂浮式水上光伏电站，利用浮体的浮力承受光伏组件及相关设备的重量，并由锚固装置对浮体进行固定。
现有的漂浮式光伏电站通常在净水胡波或者水库建造，能够适应的风浪很小(波高2m以内)，导致漂浮式光伏电站无法应用于较深的海域，应用范围较为局限。
因此，如何拓宽漂浮式光伏电站的应用范围，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种漂浮式光伏系统，以拓宽漂浮式光伏电站的应用范围。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种漂浮式光伏系统，包括：
漂浮式平台，所述漂浮式平台包括光伏安装平台、多个半潜式浮筒和连接所述半潜式浮筒与所述光伏安装平台的升降支撑件，所述升降支撑件的高度能够调节；
多个设置于所述光伏安装平台的光伏面板；以及
锚固装置，所述锚固装置包括用于固定设置在海底的锚固基础和连接所述半潜式浮筒与所述锚固基础的系泊缆。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，还包括日光追踪系统，所述日光追踪系统包括多个设置于所述半潜式浮筒的螺旋桨和与所述螺旋桨电连接的中央控制器，所述中央控制器用于接收并存储太阳位置变化信息并根据所述太阳位置变化信息控制所述螺旋桨转动。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，还包括用于向所述中央控制器和所述螺旋桨供电的蓄电池，所述光伏面板与所述蓄电池电连接。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，所述光伏面板通过支撑机构和夹角调整机构安装于所述光伏安装平台，所述支撑机构连接所述光伏面板的一端和所述光伏安装平台，所述夹角调整机构连接所述光伏面板的另一端和所述光伏安装平台，且所述夹角调整机构能够调节所述光伏面板与所述光伏安装平台之间的高度。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，所述夹角调整机构包括第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块和滑轨，所述第一连杆的第一端和所述第二连杆的第一端均铰接于所述光伏面板的背面，所述第一连杆的第二端与所述第一滑块连接，所述第二连杆的第二端与所述第二滑块连接，所述第一滑块和所述第二滑块均滑动连接于所述滑轨。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，所述支撑机构和所述夹角调整机构的零件外壁均涂覆有防腐涂层。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，所述升降支撑件为升降杆或者剪式升降支架。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，所述系泊缆为单点系泊结构。
优选地，在上述漂浮式光伏系统中，所述光伏安装平台为正方形，所述半潜式浮筒的数量为四个，分别为第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒和第四浮筒，所述第一浮筒、所述第二浮筒、所述第三浮筒和所述第四浮筒分别设置于所述光伏安装平台的直角部。
一种海上风电系统，包括如上任意一项所述的漂浮式光伏系统。
使用本发明所提供的漂浮式光伏系统时，将多个光伏面板设置于光伏安装平台，通过升降支撑件连接半潜式浮筒和光伏安装平台，通过半潜式浮筒在海水中的浮力支撑光伏安装平台，由于锚固基础用于固定设置在海底，系泊缆连接半潜式浮筒和锚固基础，因此，通过锚固装置能够对漂浮式平台和光伏面板进行定位；由于升降支撑件的高度能够调节，因此通过调节升降支撑件的高度能够调节光伏安装平台和海面的距离，在风浪较大的深远海海域，只需要将升降支撑件调高，使光伏安装平台和海面的距离增大即可使光伏面板和海面的距离增大，避免风浪冲击光伏面板。由此可见，本发明所提供的漂浮式光伏系统能够根据水域特征适应性调节漂浮式平台的高度，从而调节光伏面板和海面之间的高度，使漂浮式光伏系统不仅能够用于风浪很小的近海海域，而且可以应用于风浪较大深远海海域，拓宽了漂浮式光伏系统的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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为本发明实施例所提供的一种漂浮式光伏系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种漂浮式光伏系统的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的一种夹角调整机构的结构示意图。
其中，100为漂浮式平台，101为光伏安装平台，102为半潜式浮筒，103为升降支撑件，200为光伏面板，300为锚固装置，301为锚固基础，302为系泊缆，400为日光追踪系统，401为螺旋桨，500为蓄电池，600为夹角调整机构，601为第一连杆，602为第二连杆，603为第一滑块，604为第二滑块，605为滑轨。
具体实施方式
有鉴于此，本发明的核心在于提供一种漂浮式光伏系统，以拓宽漂浮式光伏电站的应用范围。
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。
如图1至图3所示，本发明实施例公开了一种漂浮式光伏系统，包括漂浮式平台100、光伏面板200和锚固装置300。
其中，漂浮式平台100包括光伏安装平台101、多个半潜式浮筒102和连接半潜式浮筒102与光伏安装平台101的升降支撑件103，升降支撑件103的高度能够调节；光伏面板200的数量为多个，多个光伏面板200设置于光伏安装平台101，形成光伏面板阵列；锚固装置300包括用于固定设置在海底的锚固基础301和连接半潜式浮筒102与锚固基础301的系泊缆302。
使用本发明所提供的漂浮式光伏系统时，将多个光伏面板200设置于光伏安装平台101，通过升降支撑件103连接半潜式浮筒102和光伏安装平台101，通过半潜式浮筒102在海水中的浮力支撑光伏安装平台101，由于锚固基础301用于固定设置在海底，系泊缆302连接半潜式浮筒102和锚固基础301，因此，通过锚固装置300能够对漂浮式平台100和光伏面板200进行定位，将多个光伏面板200形成光伏面板阵列，增大单位海域的光伏面板200面积，有利于增多发电量，降低单位造价成本；由于升降支撑件103的高度能够调节，因此通过调节升降支撑件103的高度能够调节光伏安装平台101和海面的距离，在风浪较大的深远海海域，只需要将升降支撑件103调高，使光伏安装平台101和海面的距离增大即可使光伏面板200和海面的距离增大，避免风浪冲击光伏面板200。由此可见，本发明所提供的漂浮式光伏系统能够根据水域特征适应性调节漂浮式平台100的高度，从而调节光伏面板200和海面之间的高度，使漂浮式光伏系统不仅能够用于风浪很小的近海海域，而且可以应用于风浪较大深远海海域，拓宽了漂浮式光伏系统的应用范围。
应当理解，上述光伏安装平台101可以是圆形、矩形或者正方形等形状，只要是能够满足使用要求的形状均属于本发明保护范围内；并且，本发明对半潜式浮筒102的数量不作具体限定，只要是能够满足使用要求的数量均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的光伏安装平台101为正方形，半潜式浮筒102的数量为四个，分别为第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒和第四浮筒，第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒和第四浮筒分别设置于光伏安装平台101的直角部，以使光伏安装平台101受力平衡，减少晃动，提高该漂浮式光伏系统的稳定性。
进一步地，该漂浮式光伏系统还包括日光追踪系统400，日光追踪系统400包括多个设置于半潜式浮筒102的螺旋桨401和与螺旋桨401电连接的中央控制器，中央控制器用于接收并存储太阳位置变化信息并根据太阳位置变化信息控制螺旋桨401转动，以通过螺旋桨401的转动带动漂浮式平台100转动，从而使光伏面板200能够跟踪每日太阳直射角度，实现对光效果，提高发电量。
另外，该漂浮式光伏系统还包括用于向中央控制器和螺旋桨401供电的蓄电池500，光伏面板200与蓄电池500电连接，以便于将一部分光伏面板200产生的电量储存在蓄电池500中，通过蓄电池500向中央控制器和螺旋桨401供电，减少了定期充电或者更换电池的步骤，增加了该漂浮式光伏系统的便捷性。
本发明所提供的漂浮式光伏系统还包括支撑机构和夹角调整机构600，光伏面板200通过支撑机构和夹角调整机构600安装于光伏安装平台101，支撑机构连接光伏面板200的一端和光伏安装平台101，夹角调整机构600连接光伏面板200的另一端和光伏安装平台101，且夹角调整机构600能够调节光伏面板200与光伏安装平台101之间的高度，以便于通过支撑机构和夹角调整机构600的配合支撑上述光伏面板200，通过夹角调整机构600调节光伏面板200与光伏安装平台101之间的高度，从而调节光伏面板200的倾斜角度，使光伏面板200适应不同季节的太阳直射点，更好的实现对光效果。
需要说明的是，本发明对上述光伏面板200与光伏安装平台101的倾斜程度不作具体限定，实际应用中，可以根据所在纬度和季节等因素适应性调整光伏面板200的倾斜程度，只要是能够满足使用要求的角度均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例所提供的光伏面板200与光伏安装平台101之间的角度为10～15°，常用角度为12°。
另外，上述夹角调整机构600可以是液压伸缩杆、气压伸缩杆或者升降支架等类型，只要是能够满足使用要求的类型均属于本发明保护范围内；可选地，本发明实施例提供了一种具体的夹角调整机构600。
如图3所示，夹角调整机构600包括第一连杆601、第二连杆602、第一滑块603、第二滑块604和滑轨605，第一连杆601的第一端和第二连杆602的第一端均铰接于光伏面板200的背面，第一连杆601的第二端与第一滑块603连接，第二连杆602的第二端与第二滑块604连接，第一滑块603和第二滑块604均滑动连接于滑轨605，以通过第一滑块603和第二滑块604在滑轨605上的反向滑动，使第一连杆601和第二连杆602的倾斜程度发生变化，从而使光伏面板200的一端实现升降，使光伏面板200与光伏安装平台101之间的角度发生变化，光伏面板200更好的实现对光效果。
应当理解，上述夹角调整机构600的数量可以是一个，也可以是多个，实际应用中，可以根据光伏面板200的体积增加夹角调整机构600的数量，以满足力学性能要求；可选地，本发明实施例所提供的夹角调整机构600的数量为两个，两个夹角调整机构600分别设置于光伏面板200背面的两侧，以提高光伏面板200的稳定性。
另外，上述支撑机构和夹角调整机构600的零件外壁均涂覆有防腐涂层，以减小海上高盐雾对支撑机构和夹角调整机构600的腐蚀，延长该漂浮式光伏系统的使用寿命。
本发明所提供的升降支撑件103可以是液压升降杆、气压升降杆或者电动升降杆等升降杆结构，也可以是剪式升降支架，只要是能够满足使用要求的结构均属于本发明保护范围内。
如图1和图2所示，系泊缆302为单点系泊结构，以节省锚固基础301和系泊缆302的成本，提高该漂浮式光伏系统的经济效益。
此外，本发明还公开了一种海上风电系统，包括如上任意一项所述的漂浮式光伏系统，因此兼顾了上述漂浮式光伏系统的所有技术效果，本文在此不再一一赘述。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种漂浮式光伏系统，其特征在于，包括：
漂浮式平台，所述漂浮式平台包括光伏安装平台、多个半潜式浮筒和连接所述半潜式浮筒与所述光伏安装平台的升降支撑件，所述升降支撑件的高度能够调节；
多个设置于所述光伏安装平台的光伏面板；以及
锚固装置，所述锚固装置包括用于固定设置在海底的锚固基础和连接所述半潜式浮筒与所述锚固基础的系泊缆。
2.根据权利要求1所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，还包括日光追踪系统，所述日光追踪系统包括多个设置于所述半潜式浮筒的螺旋桨和与所述螺旋桨电连接的中央控制器，所述中央控制器用于接收并存储太阳位置变化信息并根据所述太阳位置变化信息控制所述螺旋桨转动。
3.根据权利要求2所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，还包括用于向所述中央控制器和所述螺旋桨供电的蓄电池，所述光伏面板与所述蓄电池电连接。
4.根据权利要求1所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，所述光伏面板通过支撑机构和夹角调整机构安装于所述光伏安装平台，所述支撑机构连接所述光伏面板的一端和所述光伏安装平台，所述夹角调整机构连接所述光伏面板的另一端和所述光伏安装平台，且所述夹角调整机构能够调节所述光伏面板与所述光伏安装平台之间的高度。
5.根据权利要求4所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，所述夹角调整机构包括第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块和滑轨，所述第一连杆的第一端和所述第二连杆的第一端均铰接于所述光伏面板的背面，所述第一连杆的第二端与所述第一滑块连接，所述第二连杆的第二端与所述第二滑块连接，所述第一滑块和所述第二滑块均滑动连接于所述滑轨。
6.根据权利要求4所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，所述支撑机构和所述夹角调整机构的零件外壁均涂覆有防腐涂层。
7.根据权利要求1所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，所述升降支撑件为升降杆或者剪式升降支架。
8.根据权利要求1所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，所述系泊缆为单点系泊结构。
9.根据权利要求1所述的漂浮式光伏系统，其特征在于，所述光伏安装平台为正方形，所述半潜式浮筒的数量为四个，分别为第一浮筒、第二浮筒、第三浮筒和第四浮筒，所述第一浮筒、所述第二浮筒、所述第三浮筒和所述第四浮筒分别设置于所述光伏安装平台的直角部。
10.一种海上风电系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的漂浮式光伏系统。
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