CN201215928Y - 水上平台安装式太阳能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水上平台安装式太阳能发电装置，包括太阳能光电或光电－光热混合集热器的浮动式或着床式固定结构的水上平台，采用玻璃管结构的太阳能光电或光电－光热混合集热器配有冷却循环系统，太阳能光电或光电－光热混合集热器迎太阳光入射方向呈矩阵连接设置在水浪高度以上的安装平台面上，经控制装置和逆变器与陆地电网并网连接后直接供电或经与蓄电池组连接后储能供电。由于采用了太阳能发电水上专用平台，大大降低了风载，提高了抗风浪稳定性，减轻了自重、使建造和维护成本大幅度降低，并能够在江河湖海沿岸地区近距离的浅滩水面上设置，使输变电线路电能损耗下降，设置水域范围远远大于现有技术。

Description

水上平台安装式太阳能发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能利用技术，尤其是水上平台安装式太阳能发电装置。

发明背景

世界上大多数缺电的状况往往是发生在经济相对落后的边缘地区或者经济高度发展的沿海地区。为了解决边缘地区的缺电可以采用建立边远山区独立光伏电站、小型户用屋顶光伏组件、中小型商用屋顶轻质光伏组件等解决方案，但是对于解决经济高度发展的诸如沿海地区的缺电或是建立对常规能源发电的可再生能源替代，需要的是较大面积和规模的太阳能电站组件，于是，有人提出了选择在沙漠阳光充足地带建立大型太阳能发电场的技术方案，这种技术方案存在的问题是沙漠太阳能发电场距离需要供电的大多数沿海地区路途遥远，经太阳能发电场传输电能的管线损耗很大，电网扩容工程改造量大，并且太阳能发电场受沙漠中风沙、高温等恶劣环境因素的影响干扰太大，使得建造大型沙漠太阳能发电场的费用与使用维护成本极为高昂，或者适于建造大型沙漠太阳能发电场的条件制约很大。

现有的具有太阳能发电功能的水上平台由于结构性技术原因使得其抗风浪性能与造价间难以平衡，为了改善水上平台的抗风浪性能，往往采用庞大的体积与重量，如CN2616470Y所公布的“多功能平台”，由于其庞大的水下平衡结构和平台重量，使得其太阳能发电功能的收益与水上平台的建造及维护成本不成比例，只能在水深较大区域使用，应用范围受限，此外，由于其太阳能光伏发电装置安装位置和设置方向及供电方式等原因，更无法满足最大限度发挥太阳能发电效率的实际要求，因此，需要一种更先进的利用水上专用平台进行太阳能发电与输电的改进技术。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自重轻、抗风浪能力高，建造和维护成本比现有技术大幅度降低，维修维护方便，太阳能光伏发电装置的发电效率高，可直接供电或储能供电，适用区域广，且能在供电紧缺的江河湖海沿岸地区近距离浅滩水面上建立的太阳能发电水上专用平台。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：本实用新型采用水上平台安装式太阳能发电装置，包括浮动式或是着床式固定结构的水上平台、太阳能光电转换装置，其特征在于如下：(1)所述的水上平台包括浮体、平台或甲板、桁架连接结构，该平台或甲板经桁架连接结构与底部的浮体相固接，构成与其水下尺寸匹配并适于设置在最小水深为0.3米-0.8米的刚性平台式一体结构，呈岛式设置或半岛式设置在水面上；(2)所述的太阳能光电转换装置包括采用玻璃管结构的太阳能光电或光电-光热混合集热器，其中，采用玻璃管结构的太阳能光电-光热混合集热器配有冷却循环系统，冷却循环系统包括联汇管、循环泵、连接管路、控制装置、相连的多个浮体中的调温浮筒和传热工质，太阳能光电-光热混合集热器经传热工质通过循环泵、连接管路、控制装置与水中的浮筒进行液体循环换热调温；(3)太阳能光电转换装置迎太阳光入射方向呈矩阵排列，经安装构架连接设置在该平台板或甲板板面上，且该太阳能光电转换装置安装设置的海平面高度H大于3米；(4)太阳能光电转换装置与陆地电网直接并网电连接、或者经蓄电池组后与陆地电网间接并网电连接，所述的并网电连接是包括通过海底安全输电线路的输电连接。所述的玻璃管结构的外形除了包括椭圆形管、圆形管和矩形管，还包括半圆形管、半椭圆形管、扁三角形管和由一个平面与其它曲形面组成的半曲面形管，其管口经封闭，其管内设有太阳能光伏电池板和金属流道管式冷却管，该光伏电池板的背底面与金属流道管式冷却管传热固接，多个这样的玻璃管间呈平行间隔设置，经液流管联汇相接。所述的光伏电池板的背底面与冷却液流管的传热固接包括采用电绝缘型导热粘接剂的传热连接，所述的电绝缘型导热粘接剂包括添加无机纳米传热材料的改性环氧型粘接剂。所述的平台或甲板的周边可带有外凸的水浪拦板，水浪拦板是竖直或是外倾设置，该平台板或甲板板面及水浪拦板均采用多孔状或网状的透水板。所述的浮动式的水上平台可带有自动阳光跟踪装置，自动阳光跟踪装置包括设置在平台或甲板上的太阳能光强比较方位检测器、跟踪驱动控制电路、与桁架连接结构相固接并设置在水中的螺旋浆推进器及方向控制装置、控制固定系绳的转动控制卷扬机构。所述的与桁架连接结构相固接并设置在水中的螺旋浆推进器及方向控制装置可以是1个或多个，1个以上的螺旋浆推进器及方向控制装置应按旋转中心对称分布设置，螺旋浆推进器及方向控制装置的推进方向可以人为控制或经方向控制装置电气程序化控制。所述的在水上平台在旋转中心位置上可设置转动固定系绳，转动固定系绳与水底的锚桩类固定结构相连接。所述的浮动式的水上平台的结构是金属结构，该结构体上可设有连接水体的避雷装置和声光电子驱鸟装置。所述的浮动式结构的水上平台的浮体包括浮筒、或浮筒与浮升块，其中，浮筒与浮升块可经复合或组合形成潜式或半潜式的浮体。所述的浮体的浮筒系采用如高分子塑胶、或金属、或水泥浇铸预制件、或玻璃钢材料制造的封闭的容积式浮筒，其中，用作调温浮筒的高分子塑胶或玻璃钢材料中带有金属纳米传热微粒改性添加剂。

本实用新型的优点是：由于水上平台采用了包括浮体、平台或甲板、桁架连接结构，该平台或甲板经桁架连接结构与底部的浮体相固接，构成与其水下尺寸匹配并适于设置在最小水深为0.3米-0.8米的刚性平台式一体结构，呈岛式设置或半岛式设置在水面上，使得本实用新型与上述现有技术相比具有自重轻、建造和维护成本大幅度降低，维修维护方便，适用水域范围广阔，且能在供电紧缺的江河湖海沿岸地区近距离浅滩水面上设置，输变电线路电能损耗可以大大下降；又由于太阳能光电转换装置包括采用玻璃管结构的太阳能光电或光电-光热混合集热器，其中，采用玻璃管结构的太阳能光电-光热混合集热器配有冷却循环系统，能利用传热液流进行调温以最大限度保障太阳能光电转换装置的转换效率；还由于冷却循环系统能利用相连的多个浮体的浮筒和传热工质进行换热，使得水上平台安装式太阳能发电装置的水上平台结构建造成本和运行成本大大下降，输出性能稳定可靠；再由于太阳能光电转换装置是采用玻璃管结构的太阳能混合集热器，迎太阳光入射方向呈矩阵排列，经安装构架连接设置在该平台板或甲板板面上，且该太阳能混合集热器安装设置的海平面高度H大于3米，加之太阳能光电转换装置与陆地电网直接并网电连接、或者经蓄电池组后与陆地电网间接并网电连接，且并网电连接是包括通过海底安全输电线路的输电连接，使得本实用新型的太阳能发电水上专用平台的太阳能光伏发电装置发电效率高，水上专用平台结构体的抗风浪能力高，并可直接供电或储能供电，输电安全可靠。

本实用新型技术与上述现有技术相比较的显著进步如下：水上平台制造成本比较，与现有技术相比较，本实用新型技术由于采用浮体、平台或甲板、桁架连接结构的刚性与一体水上平台结构，且太阳能光电转换装置是采用间隔排列的玻璃管结构的太阳能混合集热器，使得水上专用平台风载小，抗风浪稳定性好，且自重大大轻、建造和维护成本大幅度降低，并能够在江河湖海沿岸地区近距离水深0.3米--0.8米的浅滩水面上设置，输变电线路电能损耗大大下降，设置水域范围远远大于现有技术；其次，本实用新型技术由于采用太阳能光电-光热混合集热器配置了冷却循环系统，使得太阳能光电-光热混合集热器可经传热工质通过循环泵、连接管路、控制装置与水中的浮筒进行液体循环换热调温，在相同日照条件下的太阳能发电效率可高出25％左右，并且降低了建造和运行成本，遇到大风大浪天气时，浮筒还能灌水镇重，增加风浪天气下装置的稳定性；再其次，本实用新型技术由于采用太阳能发电装置迎太阳光入射方向呈矩阵排列，且设置的海平面高度H大于3米，免除了风浪的不利影响，太阳能接收条件和光电转换效率也远远优于现有技术；最后，由于蓄电池充电是一个变功率过程，会使太阳能光电转换发电产生较大的发电电能损失，又由于蓄电池放电也是一个变功率过程，会使现有技术的太阳能光电转换装置与蓄电池供电系统的整体输出效率大幅度下降。本实用新型技术采用太阳能光电转换装置与陆地电网直接并网电连接、或者在陆地电网直接并网供电不能实现的条件下，采用经蓄电池组后与陆地电网间接并网供电，因此，与现有技术的太阳能光电转换装置的实时供电或蓄电池储能供电技术相比，并网发电的太阳能发电效率要远高于经蓄电池储能发电，不但使得太阳能光电转换装置的设置成本大大降低，而且，从系统上的解决了太阳能发电与供电的效率问题，技术经济性能远远高于现有技术，并且，从两者太阳能发电功能的收益与水上平台建造成本间的性能价格比较方面分析，现有技术的实用价值远远低于本实用新型技术。

本实用新型技术与现有沙漠太阳能发电场技术相比较的显著进步如下：由于地球陆地面积仅占地表面积的29％，其中，沙漠面积占其三分之一左右，其余均为水面面积，因此，就设置大型太阳能发电场的可利用面积而言，选择水面设置比沙漠设置有利，且建设规模可大可小；此外，在靠近江河湖海沿岸地区设置水上太阳能发电场与在沙漠相比，解决交通与运输问题的条件远为有利，建立水上平台安装式太阳能发电装置对材料的耐候性要求远比沙漠高温环境下要低，水面的风力冷却自然条件或利用液流冷却的自然条件都比在沙漠中优越，其次，相比之下，水面设置太阳能发电场时受环境破坏的风险相对较小，如：沙漠的移动会产生发电站被埋没或崩溃的风险，沙尘暴对光电转换发电设备的破坏，风沙给发电器件罩面上带来灰沙遮挡阳光入射的严重影响，操作维护人员在沙漠深处生存的困难，非居住地带的线路设置与维护问题，发电后蓄电的困难和长距离输变电的线路损失问题等等，两者比较，选择建立水上平台安装式太阳能发电装置的技术与经济性远远优于设立沙漠太阳能发电场。

附图说明

图1是本实用新型水上平台安装式太阳能发电装置实施例之一的采用半岛浮动式安装结构单元体的正示意图。

图2是图1的侧向视图。

图3是本实用新型水上平台安装式太阳能发电装置实施例之二的采用离岸岛着床式固定安装结构单元体的正示意图。

图4是本实用新型水上平台安装式太阳能发电装置采用自动阳光跟踪装置实施例的局部结构示意图。

图5是本实用新型水上平台安装式太阳能发电装置实施例之三的采用离岸岛浮动式安装结构单元体的正示意图。

图6是本实用新型水上平台安装式太阳能发电装置实施例之三采用离岸岛浮动式安装结构的多个单元体相互连接设置成大型平台安装式太阳能发电场的俯视立体图。

具体实施方式

按图1、图2所示，本实用新型的水上平台安装式太阳能发电装置实施例之一是采用浮动式结构的半岛式水上平台，其单元体包括太阳能光电转换装置部分的太阳能光电或光电-光热混合集热器1、控制装置与逆变器2、集热器安装构架4、带有传热工质的管道6；还包括浮动式水上平台部分的浮体7，其中，浮体7包括浮筒701、浮升块702，平台或甲板8、桁架连接结构9与固定系绳10，此外，还包括集热器冷却循环系统13、水浪拦板14、立杆15、拉索16、设备舱17、声光电子驱鸟装置与避雷装置18。

水上平台包括浮体7、平台或甲板8、桁架连接结构9，该平台或甲板8经桁架连接结构9与底部的浮体7相固接，构成与其水下尺寸匹配并适于设置在最小水深为0.3米-0.8米的刚性平台式一体结构，平台或甲板8的周边可带有外凸的水浪拦板14，为了进一步减轻水浪压力，该平台或甲板8及水浪拦板14均采用多孔状或网状的透水板；太阳能光电转换装置是采用玻璃管结构的太阳能混合集热器，如太阳能光电或光电-光热混合集热器1，其安装在集热器安装构架4上，经集热器安装构架4连接设置在该平台或甲板8上，迎太阳光入射方向呈矩阵排列；且该太阳能光电或光电-光热混合集热器1安装设置高度是在当地中浪以下的水浪高度以上，其海平面高度H应大于3米；太阳能光电转换装置与陆地电网直接并网电连接，经控制装置与逆变器2与陆地电网并网电连接后直接供电，或者经蓄电池组3与相同连接设置后与陆地电网间接并网电连接。所述的并网电连接是包括通过海底设置安全输电线路的输电连接。

太阳能光电或光电-光热混合集热器1的安装倾角范围是0°-90°，如：中高纬度地区可以是与水平面的安装倾角为45°以上的迎太阳光入射方向的倾斜安装，此外，为了进一步增加抗风浪稳定性，也可以采用与水平面的安装倾角为5°的迎太阳光入射方向的倾斜安装。

所述的太阳能光电或光电-光热混合集热器1是调温式二维或三维结构的透明管式光电-光热混合集热器，其中，所述的透明管式的光电-光热混合集热器的透明玻璃集能管与换热管或导热管(如热管)可以是直通管式的或是单通管式的。所述的玻璃管结构的太阳能光电或光电-光热混合集热器1系采用管口经封闭的玻璃管内设有太阳能光伏电池板和金属流道管式冷却管，光伏电池板的背底面与金属流道管式冷却管传热固接，多个这样的玻璃管间呈平行间隔设置，经液流管联汇相接。采用玻璃管式的太阳能光电或光电-光热混合集热器1且不设反射底板并按一定间隔并行排列设置，有利于降低风载和散热及减少暴风雨气候时的水浪压力，提高水上平台的抗风浪稳定性，玻璃管的外形除了采用椭圆形管、圆形管和矩形管外，还可采用扁形管如半圆形管、半椭圆形管、扁三角形管和由一个平面与其它曲形面组成的半曲面形管，其中，曲形面管或扁三角形管中的一个平面可迎太阳光入射方向设置，采用扁形管的优点是能在同样的太阳光接收工作宽度下节省太阳能集热管专用玻璃的材料。

光伏电池板的背底面与金属流道管式冷却管的传热固接包括如采用电绝缘型导热粘接剂的传热连接，金属流道管式冷却管经电绝缘型导热粘接剂与光伏电池板的背底面构成传热固接，可以采用的电绝缘型导热粘接剂包括如添加无机纳米传热材料的改性环氧型粘接剂。

所述的采用刚性与一体的浮动式结构的水上平台是与陆地G呈半岛式连接设置在水面上的水上平台，浮动式结构的水上平台包括浮体7、平台或甲板8、桁架连接结构9与固定系绳10，平台或甲板8经桁架连接结构9与底部的多个浮体7相固接，并经固定系绳10与水底锚桩或水底地层结构连接，其中，浮动式结构的水上平台的浮体7可是浮筒701、或是浮升块702、或是两者组合的半潜式浮体。集热器安装构架4与水上平台的桁架连接结构9相连接并设置在当地中浪以下水浪高度H如海平面高度3米以上的安装平台面上。根据研究发现：与本实用新型的太阳能发电水上专用平台水下尺寸匹配并适于设置在最小水深在0.3米-0.8米。

设备舱17设置在平台或甲板8上，设备舱17内设有控制装置与逆变器2，还包括集热器冷却循环系统13的循环泵与管路控制装置等辅助控制设备。封闭的容积式浮筒的制造可以采用如塑胶、金属、水泥浇铸预制件、玻璃钢等材料。与桁架连接结构9底部相固接的多个浮体7的浮筒701中，除了调温浮筒还包括升降浮筒和储热浮筒，其中，采用高分子塑胶或玻璃钢材料制造的调温浮筒是采用经金属纳米传热微粒添加剂改性的换热型高分子塑胶或玻璃钢制造的，如此可以在不显著降低必需性能的条件下大幅度提高高分子塑胶或玻璃钢的传热换热性能。除了材料方面的传热性能考虑，容积式调温浮筒还可制成增大表面与水体换热接触面积的各种形状如齿型、或内外表面带有加强传热的翅片，进一步提高热交换性能。

升降浮筒与水上平台设置处水体间经输送水泵和输送管路相连通，其内腔中经控制装置的抗倾覆注水设备注入压舱液调节储备浮力。浮体7还可是采用浮筒701与浮升块702两者的组合或复合设置构成半潜式浮体，以降低浮体受波浪力的作用，增加抗颠覆能力与稳定性，例如，部分浮筒的内腔中可填注有永久性浮体材料如EPS发泡料构成复合浮体，用以减低由于浮筒腔壁破损漏水而引起的浮力下降。

所述的储热浮筒内设有发泡型隔热保温层和内防水隔离层，如沿浮筒内壁设置一层发泡型隔热保温层，在保温层内再设置一防水薄膜内层，将储热液与发泡型隔热保温层隔离开来。如图4所示，储热浮筒与调温浮筒相并接后设置在集热器冷却循环系统13管路中，储热浮筒与调温浮筒可分别经控制阀K切换与集热器冷却循环系统13管路相连接，分别进行冷却放热换热和冷却储热换热，其中，冷却储热换热的热水还可经进一步加热利用后供作水上平台值守人员的生活热水和采暖需要，或可用作后续如海水淡化处理设备的前置预热和加热等。

太阳能光电或光电-光热混合集热器1中配有集热器冷却循环系统13，其包括太阳能光电或光电-光热混合集热器1的联汇管、循环泵、连接管路、控制装置、相连的多个浮体7的调温浮筒和带有传热工质的管道6，传热工质可采用抗冻液或去离子水或纳米传热流体，所述的纳米传热流体包括无机型纳米传热流体或复合型纳米传热流体。太阳能光电或光电-光热混合集热器1经传热工质通过循环泵、连接管路、控制装置与水中的调温浮筒相连接后进行液体循环换热调温，经控制装置中的温度传感元件控制循环泵启闭进行调温控制的输液循环，太阳能光电或光电-光热混合集热器1的理想工作温度是20℃—25℃，上限控制温度不超过35℃，如此可以使得太阳能光电或光电-光热混合集热器1保持最佳的光伏输出特性。

所述的浮动式或是着床式固定结构的水上平台均可设有桁架连接结构9，为了进一步降低由风浪与波浪引起的对刚性水上平台结构强度方面的不利影响，如桁架连接结构9梁的边缘结构梁处的受压变形引起的附加弯曲载荷影响，可在水上平台桁架连接结构9梁的边缘结构梁上设置拉索16与立杆15，边缘结构梁的两端经对称拉索16与立杆15相连接取得支承。

为了减少漂浮阻力，浮体7的设置应尽量使其长度方向与波浪前进方向相一致，平台面上用于维护检修的工作通道上设有多孔状或网状的走道甲板，以消除海浪的压力与暴风雨时空气的升力载荷。

如图3所示，本实用新型的水上平台安装式太阳能发电装置实施例之二是采用着床式固定结构的岛式水上平台，其单元体包括太阳能光电转换装置部分的太阳能光电或光电-光热混合集热器1、控制装置与逆变器2、蓄电池组3、集热器安装构架4；除此之外，还包括着床式固定结构的水上平台的浮体7、平台或甲板8、桁架连接结构9与水下支柱11，此外，还包括小型风力发电装置12、水浪拦板14、设备舱17、声光电子驱鸟装置与避雷装置18等。

所述的着床式固定结构的水上平台是与陆地呈岛式设置在水面上的刚性水上平台。其中，浮体7采用永久性浮体结构，如采用浮筒701与浮升块702两者复合的半潜式浮体结构，着床式固定结构的水上平台包括平台或甲板8、桁架连接结构9与水下支柱11，水下支柱11可采用刚性结构，也可采用“张力腿”式绞链支柱，水下支柱11与水底直接连接，由此构成离岸岛式的刚性水上平台。

设备舱17设置在平台或甲板8上，设备舱17内设有控制装置与逆变器2，还可包括其他辅助控制设备，并可设置值守人员生活用的其他辅助设施等。太阳能光电或光电-光热混合集热器1经集热器安装构架4设置在当地水浪高度H以上的安装平台面上，并与水上平台的桁架连接结构9相连接，太阳能光电或光电-光热混合集热器1迎太阳光入射方向呈矩阵排练，集热器之间相连接后经控制装置与逆变器2与陆地电网由海底电缆并网电连接后直接供电、或可根据需要自动检测与进行两者间切换，即供电需求回落或无法实施并网直接供电时，经连接状态自动切换，部分电能经与蓄电池组3电连接后先储存处理，再经控制装置和逆变器2与陆地电网由海底电缆并网电连接供如峰电时段缺电时进行输出补充，以此改善配套供电地区的峰电时段的动态缺电状况。

如图5所示为本实用新型水上平台安装式太阳能发电装置实施例之三是采用浮动式结构的的又一种岛式水上平台，其单元体包括太阳能光伏发电装置部分的太阳能光电或光电-光热混合集热器1、控制装置与逆变器2、蓄电池组3、集热器安装构架4、自动阳光跟踪装置5，其中，自动阳光跟踪装置5包括太阳能光强比较方位检测器501、跟踪驱动控制电路502、螺旋浆推进器及方向控制装置503、控制固定系绳10的转动控制卷扬机构504，还包括带有传热工质的管道6，浮动式水上平台部分的浮体7、平台或甲板8、桁架连接结构9与固定系绳10，其中，浮体7包括浮筒701、浮升块702，浮体7是采用浮筒701与浮升块702两者组合的潜式浮体设置，此外，还包括集热器冷却循环系统13、水浪拦板14、立杆15与拉索16、设备舱17、声光电子驱鸟装置与避雷装置18、转动固定系绳19等。

浮动式结构的水上平台是与陆地呈岛式设置在水面上的刚性水上平台。如图6所示，一个以上离岸岛式设置在水面上的刚性太阳能发电水上专用平台间，可相互衔接经系绳连成大面积如少至上百平方米到多至若干平方公里的大型专用平台式太阳能发电场。

浮动式结构的水上平台包括浮体7、平台或甲板8、桁架连接结构9与固定系绳10，平台经桁架连接结构9与底部的浮体7相连接，并经固定系绳10与水底锚桩连接。其中，浮动式结构的水上平台的浮体7可是浮筒701与浮升块702两者复合的潜式浮体，如制成由上部浮升块与下部浮筒两者复合的潜式浮体，下部浮筒中可连接抗倾覆注水设备注入压舱水调节储备浮力，或者，可以与集热器冷却循环系统13连接用作调温浮筒。除了水面自然风力对太阳能光电或光电-光热混合集热器1产生的冷却外，水上平台安装式太阳能发电装置中配有集热器冷却循环系统13，传热工质可采用循环水或水基的纳米传热流体，经与太阳能光电或光电-光热混合集热器1的换热管、联汇管、循环泵、管路控制装置和水中的部分浮筒相连接后进行水冷循环调温，经管路控制装置中的温度传感元件控制循环泵启闭进行调温控制循环。此外，也可采用去离子水为传热工质，经循环泵、控制管路和浮在水中的调温浮筒间进行液冷循环调温。

所述的浮动式结构的全岛式的水上平台可带有自动阳光跟踪装置5，参见图4，自动阳光跟踪装置5包括设置在平台或甲板8上的太阳能光强比较方位检测器501、跟踪驱动控制电路502、螺旋浆推进器及方向控制装置503和控制固定系绳10的转动控制卷扬机构504，太阳能光强比较方位检测器501可以采用感光元器件按一定的夹角如相差5°-10°左右设置，进行自动阳光跟踪时，通过检测光强的比较，太阳能光强比较方位检测器501检测到阳光偏转后可以发出跟踪驱动电信号或光信号，跟踪驱动控制电路502接收到信号后，发出执行信号接通螺旋浆推进器及方向控制装置503发动机的启动电机，使螺旋浆推进器及方向控制装置503开始工作，与桁架连接结构9相固接并设置在水中的螺旋浆推进器及方向控制装置503可以是1个或多个，1个以上的螺旋浆推进器及方向控制装置503应按旋转中心对称分布设置，在水上平台的旋转中心位置上可设置转动固定系绳19，转动固定系绳19与水底的锚桩类固定结构相连接，其推进方向可以人为控制或经方向控制装置电气程序化控制，固定系绳10可经与一转动控制卷扬机构504配套使用，转动控制卷扬机构504包括卷扬机、滑轮系、绳索与锁定控制机构，当通过转动控制卷扬机构放松固定系绳10和改变螺旋浆推进器及方向控制装置503的推进方向时，在水体反作用力矩的作用下，可使水上平台在原地产生阳光跟踪转动和复位转动，如此，可以使得自动阳光跟踪消耗最低的能源和完全满足单轴跟踪角度误差的要求。在螺旋浆推进器及方向控制装置503不能正常工作时，还可以通过经跟踪驱动控制电路502发出执行信号，切换控制卷扬机构来调节各固定系绳10的配合收放，同样可以达到使水上平台产生跟踪转动和复位转动来取得阳光跟踪效果。

为了在风浪天气减少或消除水浪对平台面上安装的太阳能光电转换装置的不利影响，在平台的正面与两侧可设有能透风与阻挡水浪的网状水浪拦板14，为了进一步提高水浪拦板14的效果，可以在安装水浪拦板14的平台甲板面上进一步增大其外伸的距离A，水浪拦板14除了竖直设置还可以如图4所示呈外倾设置，以进一步增强阻挡水浪的效果。为了加强水上水上平台桁架连接结构9梁的抗弯强度，进一步减少结构材料消耗与降低成本，可在水上平台桁架连接结构9的边缘结构梁上设置拉索16与立杆15，边缘结构梁的两端经对称拉索与立杆相连接取得支承。

太阳能光电转换装置可采用三维结构的太阳能光电或光电-光热混合集热器1，安装在集热器安装构架4上，集热器安装构架4与桁架连接结构9直接连接，太阳能光电或光电-光热混合集热器1经与设置在设备舱17内的蓄电池组3电连接后可储存电能，需要时经设备舱17内的控制装置与逆变器2与陆地电网由海底电缆并网电连接作峰电时段配套电网的缺电补充，改善配套供电地区的峰电时段的缺电状况。

此外，为了防止鸟类及筑巢等不利安全的影响，在水上平台上应设置声光电子驱鸟装置18，浮动式的水上平台的结构是金属结构，该结构上可设有连接水体的避雷装置18、夜间及雾雨天气等可见度下降时配备的安全警示灯与安全警示信号旗等，此外，还可设置小型风力发电装置12，与太阳能发电场构成部分互补发电，成为无人值守的太阳能发电水上专用平台。

Claims (10)

1.水上平台安装式太阳能发电装置，包括浮动式或是着床式固定结构的水上平台、太阳能光电转换装置，其特征在于如下：

(1)所述的水上平台包括浮体(7)、平台或甲板(8)、桁架连接结构(9)，该平台或甲板(8)经桁架连接结构(9)与底部的浮体(7)相固接，构成与其水下尺寸匹配并适于设置在最小水深为0.3米-0.8米的刚性平台式一体结构，呈岛式设置或半岛式设置在水面上；

(2)所述的太阳能光电转换装置包括采用玻璃管结构的太阳能光电或光电-光热混合集热器(1)，其中，采用玻璃管结构的太阳能光电或光电-光热混合集热器(1)配有冷却循环系统，冷却循环系统包括联汇管、循环泵、连接管路、控制装置、相连的多个浮体中的调温浮筒和带有传热工质的管道(6)，太阳能光电或光电-光热混合集热器(1)经传热工质通过循环泵、连接管路、控制装置与水中的浮筒进行液体循环换热调温；

(3)太阳能光电转换装置迎太阳光入射方向呈矩阵排列，经集热器安装构架(4)连接设置在该平台板或甲板(8)板面上，且该太阳能光电转换装置安装设置的海平面高度H大于3米；

(4)太阳能光电转换装置与陆地电网直接并网电连接、或者经蓄电池组(3)后与陆地电网间接并网电连接，所述的并网电连接是包括通过海底安全输电线路的输电连接。

2.根据权利要求1所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的玻璃管结构的外形除了包括椭圆形管、圆形管和矩形管，还包括半圆形管、半椭圆形管、扁三角形管和由一个平面与其它曲形面组成的半曲面形管，其管口经封闭，其管内设有太阳能光伏电池板和金属流道管式冷却管，该光伏电池板的背底面与金属流道管式冷却管传热固接，多个这样的玻璃管间呈平行间隔设置，经液流管联汇相接。

3.根据权利要求2所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的光伏电池板的背底面与冷却液流管的传热固接包括采用电绝缘型导热粘接剂的传热连接。

4.根据权利要求1所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的平台或甲板(8)的周边带有外凸的水浪拦板(14)，水浪拦板(14)是竖直或是外倾设置，该平台或甲板(8)板面及水浪拦板(14)均采用多孔状或网状的透水板。

5.根据权利要求1所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的浮动式的水上平台带有自动阳光跟踪装置，自动阳光跟踪装置包括设置在平台或甲板(8)上的太阳能光强比较方位检测器(501)、跟踪驱动控制电路(502)、与桁架连接结构(9)相固接并设置在水中的螺旋浆推进器及方向控制装置(503)、控制固定系绳(10)的转动控制卷扬机构(504)。

6.根据权利要求5所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的与桁架连接结构(9)相固接并设置在水中的螺旋浆推进器及方向控制装置(503)是1个或多个，1个以上的螺旋浆推进器及方向控制装置(503)应按旋转中心对称分布设置，螺旋浆推进器及方向控制装置(503)的推进方向人为控制或经方向控制装置电气程序化控制。

7.根据权利要求1所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的在水上平台在旋转中心位置上设置转动固定系绳(19)，转动固定系绳(19)与水底的锚桩类固定结构相连接。

8.根据权利要求1所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的浮动式的水上平台的结构是金属结构，该结构体上设有连接水体的避雷装置和声光电子驱鸟装置(18)。

9.根据权利要求1所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的浮动式结构的水上平台的浮体(7)包括浮筒(701)、或浮筒(701)与浮升块(702)，其中，浮筒(701)与浮升块(702)经复合或组合形成潜式或半潜式的浮体。

10.根据权利要求9所述的水上平台安装式太阳能发电装置，其特征在于，所述的浮体(7)的浮筒(701)系采用高分子塑胶、或金属、或水泥浇铸预制件，或玻璃钢材料制造的封闭的容积式浮筒。

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