NO345478B1 - Direktekjølt og selvvaskende flytende lettvekts solcellekraftverk - Google Patents

Description

TEKNIKKENS OMRÅDE

Oppfinnelsen vedrører et solcellekraftverk for generering av fotovoltaisk energi, hvor kraftverket er innrettet til å flyte på vann.

BAKGRUNN

Oppdrettsanlegg ligger ofte plassert i tynt befolkede områder langs kysten hvor det blir for kostbart å føre fram linjer med strøm. Alternativer som ofte brukes er dieseldrevne strømgeneratorer. Dette er en lite miljøvennlig løsning som dessuten krever regelmessig vedlikehold og tilførsel av diesel.

Fra NO343405 er det kjent en løsning hvor elektrisitet skaffes fra flåter med solcellepaneler som flyter på sjøen. Solcellene kjøles naturlig av vannet. En studie gjennomført av selskapet ABB slår fast at den naturlige kjøleeffekten fra vannet på undersiden av panelene gjør solcellene opptil elleve prosent mer effektive enn på sammenlignbare løsninger for bruk på land.

En ulempe med slike anlegg er at disse må rengjøres ofte på grunn av grønske, algeoppbygging, som trives i saltholdig vann. I tillegg vil saltkrystaller felles ut og sette seg på solcellepanelene. Virkningsgraden til solcellepanelene blir da sterk redusert.

Det er verdt å nevne teknologier og systemer beskrevet i følgende kjente patentdokumenter: US 2012/0242275 som beskriver en mobilt solcelle-havfarm system, US 2015/0162866A1 som beskriver en støtteanordning for solcellepaneler, KR 101612832 B som beskriver en solcelleanordning på en flytende konstruksjon, og NO 343405 B1 som beskriver en fremgangsmåte for bygging av et flytende solcellesystem.

Fra DE 19908645 A1 er det kjent et flytende solcelleanlegg hvor solcellene er festet mellom to folier. I den resulterende matten er det festet bambusstokker som spenner ut matten og sikrer oppdrift.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et solcelleanlegg som krever mindre vedlikehold. En annen hensikt er å gjenbruke overflødig utstyr fra oppdrettsanlegg.

Dette oppnås med et solcellekraftverk ifølge de etterfølgende patentkrav.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Ytterliggere egenskaper og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av den etterfølgende detaljerte beskrivelsen, hvor oppfinnelsen er beskrevet med referanse til de medfølgende tegninger, idet:

Fig.1, viser et komplett anlegg sett ovenfra.

Fig.2, viser en sammenstilling av et delelement.

Fig.3, viser et utsnitt av anlegget sett fra siden.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Kraftverket ifølge oppfinnelsen omfatter en sammenstilling med et flyteelement som omkranser en første duk/bunnduk, som er beregnet på å flyte i et legeme av sjøvann. Oppe i denne konstruksjonen er det anbrakt et antall basseng som inneholder rent/ferskt/ ikke-salt vann, fortrinnsvis regnvann. I bassenget eller bassengene ligger det så solcellepaneler som fremskaffer strøm. Hensikten med denne sammenstillingen er at solcellepanelene blir avkjølt av det underliggende vannlegemet men ligger i ferskt vann som hindrer begroing. Den første duken danner en barriere mellom det salte sjøvannet og det ferske regnvannet, mens det fremdeles er god termisk kontakt mot det underliggende vannlegemet.

Oppfinnelsen er i en utførelse basert på en teknologisk integrering i flytelementer som benyttes i oppdrettsnæringen. Stort sett er disse flyteelementene av sirkulær form og gjerne med en omkrets opp mot 120 meter, men systemet kan tilpasses alle former og størrelser. Oppfinnelsen er videre bestående av solcellepaneler plassert festet på oversiden av en duk, som er en tredje duk i sammenstillingen, i et bestemt mønster liggende optimalt i forhold til plassutnyttelsen på innsiden av nevnte flytelement.

Hvert flyteelement rammer inn flere solcelleelementer som hver huser en tredje duk med påfestede solcellepaneler. Typisk vil flyteelementet ramme inn fire av de nevnte solcelleelementene, men er ikke begrenset til dette. Disse elementene er så festet sammen på motliggende sider, og festet til nevnte flyteelement på sidene som ligger mot flyteelementet. Sammen gir dette en stabil og fleksibel sammenstilling som sikrer anordningen mot unødvendig slitasje og utmatting av både den tredje duken og støtteelementene.

Solcellepanelene er festet med et spesial-lim til nevnte tredje duk, hvor den tredje duken består av duk som blir senket ned i et åpent grunt basseng som inneholder ferskvann, hvor kilden er enten ikke-salt vann, eksempelvis regnvann, eller påfyll fra egen ikke-salt vanntank. Dette nevnte bassenget er begrenset i utstrekning av en egen planliggende konstruksjon. Bassenget vil fylles opp med regnvann.

Overflødig regnvann kan overføres til en reservoartank og føres tilbake til bassenget hvis det er nødvendig for å opprettholde nivået av vann i bassenget, eller for å sikre at vannet i bassenget har lav saltholdighet. Denne reservoartanken kan om ønskelig utføres i form av en ytterligere fjerde duk (ikke vist) som ligger under den første duken og danner et hulrom under flyteelementet.

Regnvannet/ikke-salt vannet som den tredje duken er senket ned i sikrer også at mattens overside er mindre disponert for forurensninger som fugleavføring og lignende. Men på grunn av at bassenget har en åpen overside vil bassengvannet bli tilført en viss grad av saltholdig sjøvann. Særlig ved urolig sjø eller storm vil det kunne føres salt vann opp i bassengene. Saltholdigheten vil registreres av sensorer plassert i bassenget, som ved et bestemt saltnivå vil gi medføre en alarm som i sin tur starter sirkulasjonspumper som tilfører gjeldene basseng nytt ikke-salt vann (fra den ovenfor nevnte reservoartanken). Sensorene kan være av en vanlig kjent type som måler ledningsevnen til vannet.

Det vil også være installert nivåsensorer i samtlige bassenger som gir signaler til en mikrokontroller når nivået er under et minimumsnivå som da genererer en alarm som i sin tur starter nevnte sirkulasjonspumper som fyller opp gjeldene basseng med nytt ferskvann til et forhåndsinnstilt ønsket nivå. Ferskvannet hentes igjen fra den nevnte reservoartanken.

Støtteelementene kan være utformet som kasser eller bokser hvor hele, eller deler av elementene rundt den tredje duken huser batterier og teknologi knyttet til produksjon og lagring av energi. Typisk vil denne nevnte konstruksjonen ha et kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt, men kan ellers være av enhver egnet form.

Figur 1 og 2 viser en foretrukket utførelse av oppfinnelsen bestående av et solcelleanlegg 1, som huser fire solcelleelementer 2 hvor disse består av solcellepaneler 8 som er limt fast til en tredje duk 9 som i sin tur er festet med stropper til en ramme 5 som danner en bassengkant som omkranser den tredje duken 9. De nevnte fire solcelleelementene 2 er alle festet sammen med stropper 6 på de sider som ligger mot hverandre og hver festet med stropper 7 til en omkretsliggende bærekonstruksjon i form av minst et flyteelement 3. I bunnen av det nevnte omkretsliggende flyteelementet 3 er det festet en første duk 4 som strekker seg i hele arealet som omsluttes av flyteelementet 3 og danner et lukket område som hindrer sjøvann å trenge gjennom og inn til solcelleelementene 2. Sammen danner flyteelementet 3, første duken 4 og rammen 5 en flytende plattform som huser flere basseng som blir fylt med ferskvann som helt dekker solcellepanelene 2 og sikrer ønsket kjøling av de nevnte solcellene, samt hindrer forurensninger i å feste seg på de nevnte solcellene.

Figur 3 viser solcelleanlegget 1 i den foretrukne utførelsen hvor en sirkulasjonspumpe 10 er plassert på en plattform festet til flyteelementet 3.

Sirkulasjonspumpen 10 er koblet opp til den ovenfor nevnte reservoartanken (ikke vist). Videre vises rammen 5 som huser den tredje duken 9 hvilende på den nevnte andre duken 13 hvor overgangen mellom rammen 5 og andre duken 13 danner en forsegling som hindrer saltvann å trenge inn fra undersiden og ferskvannet å lekke ut samme vei.

Sammen med et databehandlingssystem som innbefatter vann-nivåsensorer og sensorer for måling av saltinnhold i vannet sikrer pumpesystemet for en riktig forhåndsbestemt vannkvalitet og riktig vann-nivå i det nevnte bassenget.

Ved denne konstruksjonen sikres det at solcellepanelene får tilstrekkelig kjøling fra det underliggende sjøvannslegemet, samtidig som de uheldige effektene av sjøvannet forhindres. Dette gjør det mer aktuelt å benytte flytende solcellekraftverk også til sjøs.

Figurene illustrerer den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen. Ved å bruke basseng som ligger oppå den første duken innenfor flyteelementet vil man kunne gå på den første duken mellom bassengene og komme til solcelleelementene. Det er da enkelt å utføre vedlikehold på solcelleelementene. Det må følgelig foreligge en pumpeanordning som tillater å holde området mellom bassengene tørt. Det er imidlertid også mulig å tenke seg en enklere utførelse, hvor man sløyfer de indre bassengene og monterer solcelleelementene direkte mot flyteelementet, selv om man da mister mye av tilgjengeligheten til solcelleelementene.

Claims (5)

Patentkrav

1. Flytende solcellekraftverk (1) omfattende:

- minst et flyteelement (3) som omkranser solcellekraftverket (1) hvor flyteelementet sikrer oppdrift og oppankring av solcellekraftverket,

- en første duk (4) som strekker seg i hele arealet som omkranses av flyteelementet (3), som er fast festet til nevnte flyteelement (3) og danner en saltvannsbarriere,

karakterisert ved

- et antall solcelleelementer sammenføyet med en tredje duk (9) som er plassert innenfor flyteelementet (3), idet området innenfor flyteelementet (3) og over den første duken (4) inneholder ikke-salt vann.

2. Solcellekraftverk (1), ifølge krav 1 videre omfattende

- et antall basseng (2) som ligger på den første duken (4), hver omfattende en ramme (5) og en andre duk (13) som danner bunnen i bassenget (2), hvor solcelleelementene er festet til rammen (5) og er plassert i bassenget (2), idet bassenget (2) inneholder ikke-salt vann.

3. Solcellekraftverk (1), ifølge krav 1 eller 2, videre omfattende sensorer som bestemmer saltinnholdet i vannet i området innenfor flytelementet eller i bassenget, samt pumper (10) for tilførsel av ikke-salt vann i tilfelle saltinnholdet overskrider en forhåndsbestemt verdi.

4. Solcellekraftverk (1), ifølge krav 3, videre omfattende nivåsensorer for å overvåke nivået av ikke-salt vann i området innenfor flytelementet eller bassenget, og som er innrettet til å starte nevnte pumper (10) for tilførsel av ikke-salt vann i tilfelle nivået kommer under en forhåndsbestemt verdi.

5. Solcellekraftverk (1), ifølge et av de foregående krav, videre omfattende en batteripakke for lagring av strøm kommende fra hvert solcelleelement (2).