CN218463829U - 水面光伏电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光伏电站技术领域，公开了水面光伏电站。水面光伏电站，包括由多个光伏单元阵列而成的光伏阵列，每个光伏单元包括太阳能板、主浮体、支架组件、挡板和驱动组件，主浮体位于水面以下，主浮体上设置有支架组件，支架组件的一端贯穿主浮体且与主浮体滑动连接，支架组件位于主浮体以上的部分支撑太阳能板，挡板位于主浮体下方，挡板一端与主浮体铰接，另一端与支架组件位于主浮体以下的部分铰接，驱动组件的输出端与太阳能板连接，驱动组件驱动太阳能板相对于主浮体倾角减小的同时增大挡板相对于主浮体的倾角，减少太阳能板受到的风阻的同时，提高水对挡板阻力，保证水面光伏电站更加稳定。

Description

水面光伏电站

技术领域

本实用新型涉及光伏电站技术领域，尤其涉及水面光伏电站。

背景技术

漂浮式水面光伏电站是指在水塘、中小型湖泊、水库、蓄水池、采煤塌陷区形成的湖泊等水面上建立的光伏发电站。但随着可利用水域的减少，漂浮式水面光伏电站正在逐步转向海上光伏等深水域、大风浪的开敞水域。目前所有漂浮式水面光伏电站都必须采用锚系系统来对电站进行固定，锚系系统除了要能够承受整个光伏方阵的最大受力外，还需要能够适应一定的水位变化，并控制其最大水平位移。因此直接将现有的漂浮式水面光伏电站直接转移到深水区域，在深水区域漂浮式水面光伏电站的安装和锚固都比较困难，并且现有的漂浮式水面光伏电站的浮体都是漂浮在水面上，其横摇和纵摇的幅值都很大，为了保证浮体稳定需要新建消浪设施，而在开敞海域新建消浪设施成本较高。

因此，亟待需要一种水面光伏电站来解决现有技术中的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供水面光伏电站，能够降低水面光伏电站对波浪的运动响应，提高光伏电站在深水区域的稳定性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

水面光伏电站，包括由多个光伏单元阵列而成的光伏阵列，每个所述光伏单元包括：

太阳能板，被配置为将太阳能转化为电能；

主浮体，位于水面以下，所述主浮体上方设置有所述太阳能板；

支架组件，所述支架组件的一端贯穿所述主浮体且与所述主浮体滑动连接，所述支架组件位于所述主浮体以上的部分支撑所述太阳能板；

挡板，位于所述主浮体下方，所述挡板一端与所述主浮体铰接，另一端与所述支架组件位于所述主浮体以下的部分铰接；

驱动组件，设置于所述主浮体上，所述驱动组件的输出端与所述太阳能板连接，所述驱动组件被配置为驱动所述太阳能板相对于所述主浮体倾角减小的同时增大所述挡板相对于所述主浮体的倾角。

可选地，所述支架组件包括第一支架和第二支架，所述第一支架一端与所述主浮体连接，另一端与所述太阳能板铰接，所述第二支架一端与所述太阳能板铰接，另一端穿设于所述主浮体延伸至所述主浮体下方与所述挡板铰接，所述第二支架能相对于所述主浮体沿竖直方向移动，以同步调整所述太阳能板和所述挡板相对于所述主浮体的倾角。

可选地，所述水面光伏电站还包括监测系统，与所述驱动组件电连接，所述监测系统被配置为监测环境中的风速以使所述驱动组件同步调整所述太阳能板和所述挡板相对于所述主浮体的倾角。

可选地，水面光伏电站还包括动力系统，光伏阵列的四周均设置有动力系统，动力系统被配置为驱动光伏阵列在水面上移动。

可选地，动力系统包括安装座、第一驱动电机和螺旋桨，安装座与光伏阵列中任一主浮体连接，第一驱动电机设置于安装座上，第一驱动电机的输出端与螺旋桨连接。

可选地，水面光伏电站还包括定位系统，定位系统包括位于河底或海底的位置传感器，位置传感器与动力系统电连接，动力系统能够根据位置传感器提供的位置信号驱动光伏阵列移动到预设位置。

可选地，水面光伏电站还包括太阳光跟踪系统，太阳光跟踪系统包括定时器，定时器与驱动组件电连接，定时器被配置为控制驱动组件的启停以控制太阳能板相对于主浮体的开合角度。

可选地，监测系统还包括水体流向流速传感器，水体流向流速传感器与动力系统电连接，水体流向流速传感器被配置为监测水体的流向和流速，控制动力系统驱动光伏阵列转动方向，使主浮体流线型两端中的任一端正对水体的流向方向。

可选地，相邻两个主浮体之间设置有连接浮体，主浮体与连接浮体通过销钉或紧固件连接。

可选地，水面光伏电站还包括多个走道浮体，多个走道浮体依次连接形成通道，通道的一端与光伏阵列连接。

有益效果：

本实用新型提供的水面光伏电站，主浮体全部浸没在水中，使光伏阵列的横摇和纵摇幅值都很小，减小了光伏电站对波浪的运动响应，无需新建消浪设施，便可以使水面光伏电站保持稳定，节约了成本。并且支架组件的后端贯穿主浮体，支架组件的后端上方连接太阳能板，下方连接挡板，通过支架组件后端实现太阳能板和挡板联动，在环境中风速较大时，驱动组件能够驱动太阳能板相对于浮体的倾角减小，减小光伏单元受到的风的阻力，在太阳能板相对于主浮体倾角减小的同时，增大了水下挡板相对于主浮体打开的角度，从而利用水的阻力降低风对水面光伏电站的影响，减小水面光伏电站因风力产生的位移，进一步提高了该水面光伏电站的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型提供的光伏单元位于水体中时的结构示意图；

图2是本实用新型提供的水面光伏电站的结构示意图；

图3是本实用新型提供的光伏单元的结构示意图。

图中：

10、水面；

100、光伏单元；110、太阳能板；120、主浮体；130、第一支架；140、第二支架；150、挡板；

200、动力系统；210、螺旋桨；

300、连接浮体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种水面光伏电站，如图1和图2所示，该水面光伏电站包括由多个光伏单元100阵列而成的光伏阵列，每个光伏单元100包括太阳能板110、主浮体120、挡板150、支架组件和驱动组件，太阳能板110用于将太阳能转化为电能并入电网或直接供给用户使用，本实施例中将主浮体120设置于水面10以下，主浮体120上设置有支架组件，支架组件位于主浮体120上方的部分支撑太阳能板110，并能调节太阳能板110相对于主浮体120的倾角，支架组件的后端贯穿主浮体120延伸至主浮体120的下方。挡板150位于主浮体120下方，挡板150一端与主浮体120铰接，另一端与支架组件位于主浮体120以下的部分铰接，驱动组件设置于主浮体120上，驱动组件的输出端与太阳能板110连接，在环境中风速较大时，驱动组件能够驱动太阳能板110相对于主浮体120的倾角减小，减小光伏单元100受到的风的阻力，在太阳能板110相对于主浮体120倾角减小的同时，支架组件后端向下移动，增大了水下挡板150相对于主浮体120打开的角度，利用水的阻力降低风对水面光伏电站的影响，减小水面光伏电站因风力产生的位移，进一步提高了该水面光伏电站的稳定性。并且本实施例中的水面光伏电站，主浮体120全部浸没在水中，使光伏阵列的横摇和纵摇幅值都很小，减小了光伏电站对波浪的运动响应，无需新建消浪设施，便可以使水面光伏电站保持稳定，节约了成本。

具体地，本实施例中支架组件包括第一支架130和第二支架140，且第一支架130和第二支架140相对设置在主浮体120上，第一支架130下端与主浮体120连接，上端与太阳能板110铰接，第二支架140上端与太阳能板110铰接，第二支架140的下端穿设于主浮体120延伸至主浮体120下方与挡板150的右端铰接，第二支架140能相对于主浮体120沿竖直方向移动，以同步调整太阳能板110和挡板150相对于主浮体120的倾角。

可选地，水面光伏电站还包括监测系统，监测系统包括风速传感器，风速传感器与驱动组件电连接，风速传感器用于监测环境中的风速，当监测系统的风速传感器监测到风速较大时，风速传感器将电信号传递给驱动组件，驱动组件驱动太阳能板110相对于主浮体120的倾角减小，同时第二支架140向下移动，增大了水下挡板150相对于主浮体120打开的角度，增大了水面光伏电站在水中受到的阻力，以保证水面光伏电站在水中的稳定性。

可选地，本实施中的驱动组件可以为气缸或者液压缸，在其他实施例中可以通过电机带动丝杠螺母组件或齿轮齿条组件实现太阳能板110倾角的改变。

优选地，如图2所示，水面光伏电站还包括动力系统200，光伏阵列的四周均设置有动力系统200，动力系统200用于驱动光伏阵列在水面10上移动，通过在光伏阵列的四周都设置有动力系统200，在动力系统200的驱动下，使光伏阵列能够沿水面10上的任意方向移动，通过动力系统200修正因风力或水流带来的位置偏差，保证水面光伏电站总能稳定的处于预设位置。

进一步地，如图2所示，动力系统200包括安装座、第一驱动电机和螺旋桨210，安装座与光伏阵列中任一主浮体120连接，第一驱动电机设置于安装座上，第一驱动电机的输出端与螺旋桨210连接，通过第一驱动电机带动螺旋桨210转动从而驱动整个光伏组件移动。具体地，本实施例中第一驱动电机为伺服电机，伺服电机运动平稳，驱动力强，能够给光伏阵列提供的强劲的驱动力，从而提高光伏阵列运动的响应速度和移动的速度。

可选地，本实施例中光伏阵列的每个边上均设置有组动力系统200，保证动力充足的情况下，使光伏阵列受力平衡，提高光伏阵列移动过程中的稳定性。

优选地，如图3所示，本实施中主浮体120两端分别呈流线型，减小主浮体120受到的风的阻力。

具体地，主浮体120横截面为椭圆形、纺锤形或船型，能够很大程度上减小主浮体120受到的水的阻力，减小光伏阵列对波浪的响应，保证光伏阵列更加稳定。

优选地，水面光伏电站还包括定位系统，定位系统包括位于河底或海底的位置传感器，位置传感器与动力系统200电连接，动力系统200能够根据位置传感器提供的位置信号驱动光伏阵列移动到预设位置，从而无需在深水区域进行组装，在岸上组装完成通过动力系统200自动将该水面光伏电站驱动到预设的位置即可，提高了该水面光伏电站的实用性。

可选地，水面光伏电站还包括太阳光跟踪系统，太阳光跟踪系统包括定时器，定时器与驱动组件电连接，定时器能够根据地球自传规律，自动控制驱动组件的启停以控制太阳能板110相对于主浮体120的开合角度，从而使太阳能板110能够最大程度上接收太阳光的辐射面积，提高太阳能板110转换电能的效率，提高了单位时间内水面光伏电站的发电量。

优选地，监测系统还包括水体流向流速传感器，水体流向流速传感器与动力系统200电连接，水体流向流速传感器用于监测水体的流向和流速，控制动力系统200驱动光伏阵列转动方向，使主浮体120的长边与水体流向方向平行，即主浮体120流线型两端中的任一端正对水体的流向方向，减小主浮体120受到的阻力，提高光伏阵列的稳定性。

可选地，如图2所示，为了增大相邻两个主浮体120之间的间距，从而能够在主浮体120上安装更大面积的太阳能板110，在相邻两个主浮体120之间设置有连接浮体300，主浮体120与连接浮体300通过销钉或紧固件连接。

具体地，本实施例中紧固件为螺栓，螺栓的紧固性强，成本低，能够保证光伏阵列整体稳定性的同时，提高组装光伏阵列和拆卸光伏阵列的效率。

可选地，水面光伏电站还包括走道浮体，多个走道浮体依次连接形成通道，通道的一端与光伏阵列连接，通过设置通道能方便工作人员日常的检修和维护。

优选地，本实施例中主浮体120、连接浮体300和走道浮体均由环保材料制成，从而减小对水体和环境的污染。例如PLA(又称聚丙交酯)、PBAT(又称聚己二酸或对苯二甲酸丁二酯)、PBS(又称聚丁二酸丁二醇酯)。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.水面光伏电站，其特征在于，包括由多个光伏单元(100)阵列而成的光伏阵列，每个所述光伏单元(100)包括：

太阳能板(110)，被配置为将太阳能转化为电能；

主浮体(120)，位于水面(10)以下，所述主浮体(120)上方设置有所述太阳能板(110)；

支架组件，所述支架组件的一端贯穿所述主浮体(120)且与所述主浮体(120)滑动连接，所述支架组件位于所述主浮体(120)以上的部分支撑所述太阳能板；

挡板(150)，位于所述主浮体(120)下方，所述挡板(150)一端与所述主浮体(120)铰接，另一端与所述支架组件位于所述主浮体(120)以下的部分铰接；

驱动组件，设置于所述主浮体(120)上，所述驱动组件的输出端与所述太阳能板(110)连接，所述驱动组件被配置为驱动所述太阳能板(110)相对于所述主浮体(120)倾角减小的同时增大所述挡板(150)相对于所述主浮体(120)的倾角。

2.根据权利要求1所述的水面光伏电站，其特征在于，所述支架组件包括第一支架(130)和第二支架(140)，所述第一支架(130)一端与所述主浮体(120)连接，另一端与所述太阳能板(110)铰接，所述第二支架(140)一端与所述太阳能板(110)铰接，另一端穿设于所述主浮体(120)延伸至所述主浮体(120)下方与所述挡板(150)铰接，所述第二支架(140)能相对于所述主浮体(120)沿竖直方向移动，以同步调整所述太阳能板(110)和所述挡板(150)相对于所述主浮体(120)的倾角。

3.根据权利要求1所述的水面光伏电站，其特征在于，所述水面光伏电站还包括监测系统，与所述驱动组件电连接，所述监测系统被配置为监测环境中的风速以使所述驱动组件同步调整所述太阳能板和所述挡板(150)相对于所述主浮体(120)的倾角。

4.根据权利要求3所述的水面光伏电站，其特征在于，所述水面光伏电站还包括动力系统(200)，所述光伏阵列的四周均设置有所述动力系统(200)，所述动力系统(200)被配置为驱动所述光伏阵列在所述水面(10)上移动。

5.根据权利要求4所述的水面光伏电站，其特征在于，所述动力系统(200)包括安装座、第一驱动电机和螺旋桨(210)，所述安装座与所述光伏阵列中任一所述主浮体(120)连接，所述第一驱动电机设置于所述安装座上，所述第一驱动电机的输出端与所述螺旋桨(210)连接。

6.根据权利要求4所述的水面光伏电站，其特征在于，所述水面光伏电站还包括定位系统，所述定位系统包括位于河底或海底的位置传感器，所述位置传感器与所述动力系统(200)电连接，所述动力系统(200)能够根据所述位置传感器提供的位置信号驱动所述光伏阵列移动到预设位置。

7.根据权利要求1所述的水面光伏电站，其特征在于，所述水面光伏电站还包括太阳光跟踪系统，所述太阳光跟踪系统包括定时器，所述定时器与所述驱动组件电连接，所述定时器被配置为控制所述驱动组件的启停以控制所述太阳能板(110)相对于所述主浮体(120)的开合角度。

8.根据权利要求4所述的水面光伏电站，其特征在于，所述监测系统还包括水体流向流速传感器，所述水体流向流速传感器与所述动力系统(200)电连接，所述水体流向流速传感器被配置为监测水体的流向和流速，控制所述动力系统(200)驱动所述光伏阵列转动方向，使所述主浮体(120)两端中的任一端正对所述水体的流向方向。

9.根据权利要求1-8任一项所述的水面光伏电站，其特征在于，相邻两个主浮体(120)之间设置有连接浮体(300)，所述主浮体(120)与所述连接浮体(300)通过销钉或紧固件连接。

10.根据权利要求1-8任一项所述的水面光伏电站，其特征在于，所述水面光伏电站还包括多个走道浮体，多个所述走道浮体依次连接形成通道，所述通道的一端与所述光伏阵列连接。

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