CN208078941U - 竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站，属于环境保护新技术领域。在竹缠绕复合压力浮箱上表面的中部和后部分别安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲和竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲的上面安装太阳能电池甲和光伏控制器甲，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙的上面安装太阳能电池乙和光伏控制器乙，太阳光照射太阳能电池甲产生的电流通过光伏控制器甲和导电线输入智能汇流器，太阳光照射太阳能电池乙产生的电流通过光伏控制器乙和导电线输入智能汇流器，从智能汇流器输出的电流通过混合型光伏微型逆变器向电动水质净化器供电，电动水质净化器的运转使吸进的湖水通过过滤网变成洁净水。

Description

竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站

技术领域

本实用新型涉及竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站，属于环境保护新技术领域。

背景技术

中国为了应对全球气候变化、减少碳排放，大力发展清洁能源。中国光伏企业已经在国内外建造了许多陆上太阳能电站，近年来又开始建造水上漂浮太阳能电站，大量太阳能电站的运营有效保护了生态环境，使空气中的PM2.5的浓度下降，减轻了雾霾对人体健康的损害。大气层中二氧化碳浓度在2018年4月的平均值高于410ppm，发展光伏发电可以减少二氧化碳排放，缓和气候变化。特别令人可喜的是，太阳能光伏发电成本在2010年至2017年间下降73%，在2018年至2020年间还将继续减少。国际可再生能源组织2018年1月13日发布报告称，到2020年，可再生能源将有能力与传统的化石燃料展开竞争。现有的水上漂浮太阳能电站是靠塑料浮箱在水体中提供的浮力支撑、漂浮在水面上的。

2017年11月19日小鲸鱼因为误食海洋中的塑料微粒而死亡的视频引起全世界许多人的关注。全世界每年约有800万吨聚乙烯、玻璃纸等塑料垃圾进入海洋，海洋中已经有超过1.5亿吨的塑料垃圾，新型污染物塑料微粒对水体造成的污染开始引起人们的重视。从2018年1月1日起，中国关闭塑料废品进口市场，不再对境外塑料废品进行再处理，欧盟希望通过对塑料包装开征‘塑料税’来减少塑料使用。

建造水上漂浮太阳能电站有利于减少空气污染，但是由于采用塑料浮箱提供浮力，塑料浮箱长期浸泡在水体中，存在分解成为塑料微粒严重污染水体的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站，用竹缠绕复合压力浮箱在水体中提供浮力来支撑水上漂浮太阳能电站，做到既能减少空气污染，又不会造成水污染。

国际竹藤组织是总部设在北京的全球性政府间国际组织，为促进竹藤产区脱贫减困，发展绿色经济作出了重要贡献。国际竹藤组织推进竹制品和藤制品的创新，竹缠绕复合压力浮箱是以竹子为基材，以树脂为胶黏剂，采用竹片缠绕的工艺方式加工成为中空的立方体形状的浮箱，竹缠绕复合压力浮箱漂浮在水面上可以产生一定的浮力，承载分布式光伏发电需要用的太阳能光伏组件和其他零部件的重量，成为替代塑料浮箱的、使用安全的、节能减排的新型生物基浮箱。

2017年首条超薄光伏玻璃智能生产线在无锡投产，1.5mm光伏玻璃产品填补了世界空白，1.5mm光伏玻璃的应用显著减少了晶体硅太阳能电池的重量，加上混合型光伏微型逆变器的重量比起过去使用的组串式逆变器的重量减轻重量很多，现在太阳能电池的发电量达到250瓦就能选用到相匹配的混合型光伏微型逆变器，随着分布式光伏发电规模的进一步缩小，将来会出现更轻、更小的混合型光伏微型逆变器。竹缠绕复合压力浮箱在水体中已经能够承受以太阳能电池和混合型光伏微型逆变器为主体的太阳能光伏组件的向下的全部压力。2017年，中国制造的单晶硅太阳能电池的光电转换效率达到22%以上、多晶硅太阳能电池的光电转换效率达到21%，制造成本的大幅度下降，使太阳能发电的普及利用得以加快，本实用新型中竹缠绕复合压力浮箱的使用，能够加快水上漂浮太阳能发电站的发展。本实用新型中的混合型光伏微型逆变器能够自动接受太阳能电池输出的电流，从混合型光伏微型逆变器输出的电流通过导电线向电动水质净化器供电，从混合型光伏微型逆变器输出的电流也可以通过导电线和遥控开关向储能电池充电，从储能电池输出的电流通过导电线、遥控开关和混合型光伏微型逆变器向电动水质净化器供电。

本实用新型中，太阳能电池在阳光照射下产生的光伏电力，全部用于向电动水质净化器供应工作用电，驱动电动水质净化器内的电动水泵吸取并排出水流，水流通过安装在电动水质净化器内部的三层过滤网，其中，有一层网孔直径为1纳米孔径的、只有水分子可以通过的石墨烯过滤网，达到过滤出各种有机污染物或无机污染物，特别是过滤出塑料微粒，净化湖水的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

由竹缠绕复合压力浮箱2、太阳能电池甲3、竹缠绕复合材料边框甲4、竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲5、光伏控制器甲6、导电线7、太阳能电池乙8、竹缠绕复合材料边框乙9、竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙10、光伏控制器乙11、智能汇流器12、混合型光伏微型逆变器13、电动水质净化器14、遥控开关15和储能电池16共同组成；

竹缠绕复合压力浮箱2漂浮在湖水1上，在竹缠绕复合压力浮箱2的前侧壁的壁面上安装电动水质净化器14，电动水质净化器14的下部伸入在湖水1中，电动水质净化器14的顶面高于竹缠绕复合压力浮箱2的上表面，在竹缠绕复合压力浮箱2的上表面的前部上安装储能电池16、遥控开关15和混合型光伏微型逆变器13，储能电池16安装在上表面的前部的中间，混合型光伏微型逆变器13安装在前部的左侧，遥控开关15安装在储能电池16和混合型光伏微型逆变器13的中间，在竹缠绕复合压力浮箱2的上表面的中部上安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲5，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲5的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框甲4的太阳能电池甲3，在竹缠绕复合材料边框甲4的上面安装光伏控制器甲6，在竹缠绕复合压力浮箱2的上表面的后部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙10，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙10的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框乙9的太阳能电池乙8，在竹缠绕复合材料太阳能电池边框乙9的上面安装光伏控制器乙11，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲5与竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙10的中间的竹缠绕复合压力浮箱2的上表面上安装智能汇流器12和导电线7；

太阳能电池甲3通过导电线7与光伏控制器甲6连接，光伏控制器甲6通过导电线7与智能汇流器12连接，太阳能电池乙8通过导电线7与光伏控制器乙11连接，光伏控制器乙11通过导电线7与智能汇流器12连接，智能汇流器12通过导电线7与混合型光伏微型逆变器13连接，混合型光伏微型逆变器13通过导电线7与电动水质净化器14连接，混合型光伏微型逆变器13通过导电线7与遥控开关15连接，遥控开关15通过导电线7与储能电池16连接。

储能电池16是液态锂离子电池或固态锂离子电池或聚合物锂电池。

太阳能电池甲3和太阳能电池乙8是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或铜铟镓硒薄膜太阳能电池或钙钛矿太阳能电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：①首次将竹制品应用于快速发展的太阳能光伏发电清洁能源产业，大量增加了竹制品的市场需求量。②为竹产区人民增加了就业岗位，有利于山区人民的脱贫解困。③用可再生的竹材料为主制造竹缠绕复合压力浮箱替代了用不可再生的石化材料制造的塑料浮箱，保护了生态环境。④塑料浮箱在阳光、风、高温水、低温水、酸性物质或碱性物质的长期作用下，会分解成为严重污染水体的塑料微粒，许多种类的塑料微粒在水体中经过几百年也不能完全分解，使用竹缠绕复合压力浮箱可以避免此类水污染。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所列举的实施例，只是用于帮助理解本实用新型，不应理解为对本实用新型保护范围的限定，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型思想的前提下，还可以对本实用新型进行改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

如图1所示，在湖水的上面漂浮着长立方体形状的、中空的竹缠绕复合压力浮箱，在竹缠绕复合压力浮箱的前侧壁的壁面上贴壁安装电动水质净化器，在电动水质净化器的内部安装有电动水泵和三层过滤网，电动水泵吸进含有污染物的湖水的水流、通过三层过滤网过滤后，排出水流，三层过滤网中有一层是网孔直径为1纳米的石墨烯过滤网，只有水分子能流过1纳米孔径的石墨烯过滤网，第一层过滤网主要阻挡有机污染物通过，第二层过滤网主要阻挡无机污染物、重金属通过，第三层石墨烯过滤网主要阻挡病原微生物等通过，只有纯净的水分子可以通过三层过滤网回到湖水中，电动水质净化器的下部伸入湖水中，电动水质净化器的顶面高于竹缠绕复合压力浮箱的上表面，在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的前部上安装储能电池、遥控开关和混合型光伏微型逆变器，储能电池安装在上表面的前部的中间，混合型光伏微型逆变器安装在前部的左侧，遥控开关安装在储能电池和混合型光伏微型逆变器的中间，在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的中部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框甲的太阳能电池甲，在竹缠绕复合材料边框甲的上面安装光伏控制器甲。在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的后部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框乙的太阳能电池乙，在竹缠绕复合材料边框乙的上面安装光伏控制器乙。在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲与竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙的中间的竹缠绕复合压力浮箱的上表面上，安装智能汇流器和导电线。

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1所示，竹缠绕复合压力浮箱是竹制品。全世界有2000种竹子，竹材的纵向抗拉强度可与钢材相互媲美，甚至超越石墨，每平方英寸可承受高达2000磅的压力。竹子生长迅速，每年有10—30%的生长量，竹子在生长过程中可以降低竹林中的二氧化碳浓度。用竹子为基材，将壁薄中空的竹材加工成连续带状片材，用树脂胶黏竹带状片材，经过缠绕工艺加工成为中空的长立方体，制造出具有抗压能力的生物基竹缠绕复合压力浮箱。这种竹缠绕复合压力浮箱在水体中使用多年后，可以完全降解，不会在水体中遗留多年不能分解的污染物。水上漂浮太阳能电站现在大量使用的聚乙烯塑料浮箱在水体中经过阳光、风、温度变化、酸碱的多年侵蚀，会分解成为直径小于5毫米的塑料微粒，塑料微粒广泛分布在水体中，经常被鱼虾鳖蟹蚌吞入体内，接着被人类吃进肚子里，这些数百年分解不完的、携带许多有机污染物、无机污染物和病原微生物的塑料微粒已经开始危害广大人民群众的身体健康。从2018年开始，中国的企业将在国内外的淡水湖中大量建造水上漂浮太阳能电站，如果大量的水上漂浮太阳能电站仍旧使用塑料浮箱提供浮力，就会污染湖泊里的淡水资源，而地球上只有百分之三的水是淡水，所有陆地生命都依赖于淡水，如果海水和淡水中的塑料微粒越来越多，人类的健康就会遭到越来越大的损害。因此，用竹缠绕复合压力浮箱取代塑料浮箱已成为当务之急。

在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的中部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框甲的太阳能电池甲，太阳光照射太阳能电池甲产生电流，电流通过导电线输入光伏控制器甲，从光伏控制器甲输出的电流通过导电线输入智能汇流器，在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的后部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框乙的太阳能电池乙，太阳光照射太阳能电池乙产生电流，电流通过导电线输入光伏控制器乙，从光伏控制器乙输出的电流通过导电线输入智能汇流器，两股电流在智能汇流器内汇合后，接着通过导电线输入位于竹缠绕复合压力浮箱的上表面的前部的混合型光伏微型逆变器。白天，阳光充足时、开启遥控开关，让多余的电流输入储能电池储存备用。夜间，黑夜漫长时，开启遥控开关，从储能电池输出的电流通过遥控开关、混合型光伏微型逆变器和导电线向电动水质净化器供电。从混合型光伏微型逆变器输出的电流通过导电线输入电动水质净化器，向电动水质净化器内的电动水泵供电，电动水泵的运转使吸进的湖水通过安装在电动水质净化器内的三层过滤网过滤出各种污染物变成洁净的湖水回流到水体中，利用太阳能发电提供动力，驱动电动水质净化器排除污染物，保护湖水的洁净。

现举出实施例如下：

实施例一：

在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的中部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲的上面安装单晶硅太阳能电池甲和光伏控制器甲，在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的后部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙的上面安装单晶硅太阳能电池乙和光伏控制器乙，太阳光照射单晶硅太阳能电池甲产生的电流通过光伏控制器甲和导电线输入智能汇流器，太阳光照射单晶硅太阳能电池乙产生的电流通过光伏控制器乙和导电线输入智能汇流器，从智能汇流器输出的电流通过导电线、混合型光伏微型逆变器输入电动水质净化器，驱动电动水质净化器内的电动水泵吸取湖水通过三层过滤网除去污染物，排放出洁净水改善湖水的水质。阳光充足时，多余的光伏电流可以通过遥控开关、导电线输入液态锂离子电池储存备用。

实施例二：

在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的中部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲的上面安装多晶硅太阳能电池甲和光伏控制器甲，在竹缠绕复合压力浮箱的上表面的后部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙，在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙的上面安装多晶硅太阳能电池乙和光伏控制器乙，太阳光照射多晶硅太阳能电池甲产生的电流通过光伏控制器甲和导电线输入智能汇流器，太阳光照射多晶硅太阳能电池乙产生的电流通过光伏控制器乙和导电线输入智能汇流器，从智能汇流器输出的电流通过导电线、混合型光伏微型逆变器输入电动水质净化器，驱动电动水质净化器内的电动水泵吸取湖水通过三层过滤网除去污染物，排放出洁净水改善湖水的水质。阳光充足时，多余的光伏电流可以通过遥控开关、导电线输入固态锂离子电池储存备用。

Claims (3)

1.竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站，其特征是，由竹缠绕复合压力浮箱（2）、太阳能电池甲（3）、竹缠绕复合材料边框甲（4）、竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲（5）、光伏控制器甲（6）、导电线（7）、太阳能电池乙（8）、竹缠绕复合材料边框乙（9）、竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙（10）、光伏控制器乙（11）、智能汇流器（12）、混合型光伏微型逆变器（13）、电动水质净化器（14）、遥控开关（15）和储能电池（16）共同组成；

竹缠绕复合压力浮箱（2）漂浮在湖水（1）上，在竹缠绕复合压力浮箱（2）的前侧壁的壁面上安装电动水质净化器（14），电动水质净化器（14）的下部伸入在湖水（1）中，电动水质净化器（14）的顶面高于竹缠绕复合压力浮箱（2）的上表面，在竹缠绕复合压力浮箱（2）的上表面的前部上安装储能电池（16）、遥控开关（15）和混合型光伏微型逆变器（13），储能电池（16）安装在上表面的前部的中间，混合型光伏微型逆变器（13）安装在前部的左侧，遥控开关（15）安装在储能电池（16）和混合型光伏微型逆变器（13）的中间，在竹缠绕复合压力浮箱（2）的上表面的中部上安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲（5），在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲（5）的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框甲（4）的太阳能电池甲（3），在竹缠绕复合材料边框甲（4）的上面安装光伏控制器甲（6），在竹缠绕复合压力浮箱（2）的上表面的后部安装竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙（10），在竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙（10）的上面安装四周匝紧竹缠绕复合材料边框乙（9）的太阳能电池乙（8），在竹缠绕复合材料太阳能电池边框乙（9）的上面安装光伏控制器乙（11），在竹缠绕复合材料太阳能组件支架甲（5）与竹缠绕复合材料太阳能组件支架乙（10）的中间的竹缠绕复合压力浮箱（2）的上表面上安装智能汇流器（12）和导电线（7）；

太阳能电池甲（3）通过导电线（7）与光伏控制器甲（6）连接，光伏控制器甲（6）通过导电线（7）与智能汇流器（12）连接，太阳能电池乙（8）通过导电线（7）与光伏控制器乙（11）连接，光伏控制器乙（11）通过导电线（7）与智能汇流器（12）连接，智能汇流器（12）通过导电线（7）与混合型光伏微型逆变器（13）连接，混合型光伏微型逆变器（13）通过导电线（7）与电动水质净化器（14）连接，混合型光伏微型逆变器（13）通过导电线（7）与遥控开关（15）连接，遥控开关（15）通过导电线（7）与储能电池（16）连接。

2.根据权利要求1所述的竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站，其特征是，所述的储能电池（16）是液态锂离子电池或固态锂离子电池或聚合物锂电池。

3.根据权利要求1所述的竹缠绕复合压力浮箱上建造的水上漂浮太阳能电站，其特征是，所述的太阳能电池甲（3）和太阳能电池乙（8）是单晶硅太阳能电池或多晶硅太阳能电池或非晶硅薄膜太阳能电池或铜铟镓硒薄膜太阳能电池或钙钛矿太阳能电池。