CN216405307U - 一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，涉及水利水务和新能源领域。它包括输水干渠、流道全断面泵组、门槽、泵组电源功率控制柜、轻型平台和太阳能光伏组件；门槽与流道全断面泵组连接，门槽上方有门机；泵组电源功率控制柜与流道全断面泵组连接；轻型平台位于输水干渠两侧，轻型平台顶部为屋顶结构；太阳能光伏组件位于屋顶结构上，太阳能光伏组件给流道全断面泵组供电。本实用新型的光伏阵列给全断面泵组供电供电，能有效加速水流，加大输水流量，实现自有清洁能源利用和主动控制性输水。

Description

一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统

技术领域

本实用新型涉及水利水务和新能源领域，更具体地说它是一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统。

背景技术

输水干渠，特别是人工输水干渠，一般均采用自流的方式，如南水北调中线工程总干渠，长达1200km的输水渠道全程采用自流的方式。在干渠的流道上共设置了控制性功能的节制闸64座。南水北调中线干渠由于总水头最高只有100m，而且流道长达1200km，因此在自流方式下渠道内水流速较慢，平均不到0.9m/s，过慢的流速不仅使输水量受限，而且容易导致水质受到面源及大气沉降污染，导致水质变差。南水北调中线干渠的这些现象已成为采用自流方式输水干渠的普遍问题。由于输水干渠一般为明渠形式，因此整个干渠流道除节制闸等控制性建筑物外没有任何遮挡，在长距离条件下，干渠流道范围内太阳能光伏发电资源十分可观。

因此，研发一种一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：包括输水干渠、流道全断面泵组、门槽、泵组电源功率控制柜、轻型平台和太阳能光伏组件；所述流道全断面泵组位于输水干渠内；所述门槽与流道全断面泵组顶部连接，门槽上方有门机；

所述泵组电源功率控制柜通过控制电缆与流道全断面泵组连接；

所述轻型平台位于输水干渠两侧，轻型平台顶部为屋顶结构；所述太阳能光伏组件位于屋顶结构上，太阳能光伏组件给流道全断面泵组供电。

在上述技术方案中，所述门槽通过多个泵组提升机构与全断面泵组顶部连接。

在上述技术方案中，联控联调装置与流道全断面泵组连接。

在上述技术方案中，所述输水干渠为开敞式明渠，两侧设有马道，泵组电源功率控制柜和联控联调装置位于马道上，轻型平台位于马道两侧，屋顶结构位于输水干渠上方。

在上述技术方案中，所述屋顶结构为带状长条形，屋顶结构上有多个太阳能光伏组件，多个太阳能光伏组件直流汇集电流组成长条形、带状光伏阵列。

在上述技术方案中，所述流道全断面泵组整体结构为网孔状，内设螺旋轴流泵组。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型在输水干渠上设太阳能光伏组件，并供电于输水干渠内的流道全断面泵组，从而达到可控流速、流量的方法。

2)本实用新型的光伏阵列给全断面泵组供电供电，能有效加速水流，加大输水流量，实现自有清洁能源利用和主动控制性输水。

3)本实用新型在输水干渠的流道断面设置可增大流速、提高局部区段水头的泵组提升机构，使输水干渠不再被动自流，而变为具有全范围内可控可调节水动力流，能现实水资源动态配置和最大利用，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：包括输水干渠1、流道全断面泵组2、门槽3、泵组电源功率控制柜4、轻型平台5和太阳能光伏组件6；所述流道全断面泵组2位于输水干渠1内；所述门槽3与流道全断面泵组2顶部连接，门槽3上方有门机；

所述泵组电源功率控制柜4通过控制电缆与流道全断面泵组2连接；

所述轻型平台5位于输水干渠1两侧，轻型平台5顶部为屋顶结构51；所述太阳能光伏组件6位于屋顶结构51上，太阳能光伏组件6给流道全断面泵组2供电。

所述门槽3通过多个泵组提升机构31与全断面泵组2顶部连接，从而能够从0～200％的范围内调节流速。

联控联调装置7与流道全断面泵组2连接。

所述输水干渠1为开敞式明渠，两侧设有马道11，泵组电源功率控制柜4和联控联调装置7位于马道11上，轻型平台5位于马道11两侧，屋顶结构51位于输水干渠1上方。

所述屋顶结构51为带状长条形，屋顶结构51上有多个太阳能光伏组件6，多个太阳能光伏组件6直流汇集电流组成长条形、带状光伏阵列。

所述流道全断面泵组2整体结构为网孔状，内设螺旋轴流泵组，螺旋轴流泵组中泵的转速可调，工作组数、个数可调，联动联调的方式可以为机械联动、电气联动。

实际使用中，输水干渠1为开敞式输水明渠，渠道一般为人工混凝土衬砌流道，上方无遮盖。衬砌渠道两侧设有运行巡视及运输检修设备用的马道11(混凝土或沥青路面)，马道11两侧一般还设有缓冲保护林带，用以封闭式管理和保障水质安全。

流道全断面泵组2为混凝土预制或钢结构，整体结构为网孔状，内设螺旋轴流泵组，流道全断面泵组2上部设门机起吊结构(如吊耳)。

泵组电源功率控制柜4用于向流道全断面泵组2供电并控制螺旋轴流泵组的功率，通过控制电缆连接。

门槽3为流道断面泵组专用增强型门槽，设在全断面泵组2顶部的两侧，全断面泵组2整体可沿门槽移动、吊出、吊入；门槽3为适应全断面泵组2的水推力采用了结构增强型，避免有害的振动或位移。

泵组提升机构31设置在全断面泵组2上方，泵组提升机构31可整体或局部单元提升；提升的行程满足全断面泵组2全部落下挡水/过流，和全部提起(脱离水面/检修)。

轻质平台5为轻质钢结构平台，拱形或平面支撑形，可以在渠道中设专用导流形立柱，也可利用自身预应力拱形结构单跨(无渠道中间立柱支撑)或多跨方式(设渠道立柱支撑)，轻质平台5具有大跨度、高强度的特点，并能沿输水干渠1渠道水流方向组合成长条形带状结构，形成稳定、安全并有一定承载力的输水干渠1上方加盖结构。

屋顶结构51为位于输水干渠1上空的带状、长条形结构，屋顶结构51具有安全、稳定、可靠的承载力，可承受光伏组件、直流电缆、人员检修通道及检修设备的全部荷载，并计及强风、覆冰、覆雪等各种自然条件荷载校核；屋顶结构51的高度高于渠道暴雨、洪水浸没等极端条件下的水位高度。

太阳能光伏组件6为通用太阳能光伏板，在屋顶结构51上铺设和固定，并通过直流汇集电流组成长条形、带状光伏阵列。

联控联调装置7用于对全断面泵组2的运行个数、组数、功率及水推力、水流速、水流量的调节。

本实用新型的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在输水干渠1渠道上方的长条形大面积带状开敞空间设置专用的大跨度、高强度的轻质平台5，形成有一定承载力的屋顶结构51，屋顶结构51沿输水干渠1渠道架设，具有安全、稳定、可靠的承载力，可承受太阳能光伏组件6、直流电缆、人员检修通道及检修设备的全部荷载；同时，屋顶结构51的高度高于输水干渠1渠道暴雨、洪水浸没等极端条件下的水位高度；

步骤2：在屋顶结构51上铺设多个太阳能光伏组件6，通过电缆连接成长条形、带状的光伏阵列；逆变器、交流控制柜、蓄电池或储能装置等光伏发电配套装置通过交、直流电缆连接，并布置在输水干渠1干渠衬砌岸坡外的合适地方。

太阳能光伏组件6的电力通过交流控制柜直接供给输水干渠1干渠断面设置的全断面泵组2，全断面泵组2内设多个贯流式螺旋轴流泵，利用光伏电源及储能蓄电，通过全断面、密集布置的螺旋轴流泵组的启闭、运行，可实现输水干渠1渠道断面内水流速和水流量的全范围调节；

步骤3：在全断面泵组2顶部两侧设门槽3，门槽3上方设门机，可在流道断面垂直提升(类似平板闸门)，通过控制螺旋轴流泵组，可现实流速从0(全关闭)到150％-200％(断面原流速)范围内无极调节。

本实用新型利用太阳能光伏组件6发电并产生水动力的方式输水，能有效加速水流，加大输水流量，实现自有清洁能源利用和主动控制性输水。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (6)

1.一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：包括输水干渠(1)、流道全断面泵组(2)、门槽(3)、泵组电源功率控制柜(4)、轻型平台(5)和太阳能光伏组件(6)；所述流道全断面泵组(2)位于输水干渠(1)内；所述门槽(3)与流道全断面泵组(2)顶部连接，门槽(3)上方有门机；

所述泵组电源功率控制柜(4)通过控制电缆与流道全断面泵组(2)连接；

所述轻型平台(5)位于输水干渠(1)两侧，轻型平台(5)顶部为屋顶结构(51)；所述太阳能光伏组件(6)位于屋顶结构(51)上，太阳能光伏组件(6)给流道全断面泵组(2)供电；

在屋顶结构(51)上铺设多个太阳能光伏组件(6)，通过电缆连接成长条形、带状的光伏阵列；逆变器、交流控制柜、蓄电池或储能装置光伏发电配套装置通过交、直流电缆连接，并布置在输水干渠(1)干渠衬砌岸坡外；

太阳能光伏组件(6)的电力通过交流控制柜直接供给输水干渠(1)干渠断面设置的全断面泵组(2)，全断面泵组(2)内设多个贯流式螺旋轴流泵，利用光伏电源及储能蓄电，通过全断面、密集布置的螺旋轴流泵组的启闭、运行，可实现输水干渠(1)渠道断面内水流速和水流量的全范围调节；

在全断面泵组(2)顶部两侧设门槽(3)，门槽(3)上方设门机，可在流道断面垂直提升，通过控制螺旋轴流泵组，可现实流速从0到150％-200％范围内无极调节。

2.根据权利要求1所述的一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：所述门槽(3)通过多个泵组提升机构(31)与全断面泵组(2)顶部连接。

3.根据权利要求2所述的一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：联控联调装置(7)与流道全断面泵组(2)连接。

4.根据权利要求3所述的一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：所述输水干渠(1)为开敞式明渠，两侧设有马道(11)，泵组电源功率控制柜(4)和联控联调装置(7)位于马道(11)上，轻型平台(5)位于马道(11)两侧，屋顶结构(51)位于输水干渠(1)上方。

5.根据权利要求4所述的一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：所述屋顶结构(51)为带状长条形，多个太阳能光伏组件(6)直流汇集电流组成长条形、带状光伏阵列。

6.根据权利要求5所述的一种利用渠道光伏发电产生水动力的输水系统，其特征在于：所述流道全断面泵组(2)整体结构为网孔状，内设螺旋轴流泵组。

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