TWI408323B - 使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置 - Google Patents
使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置 Download PDFInfo
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Description
本發明涉及太陽能發電領域,係一種在大面積海洋表面,設置複數個太陽能光伏發電模組的太陽能光伏發電裝置。
習用的在海洋表面,把太陽光能轉換成電能的裝置,如2000年公告的美國專利第6,100,600號,該專利提出一種海洋能源站,如第8圖所示;該能源站的底部,係固定在800公尺到1000公尺深的海底海床6上;該能源站的頂部是一平台,露出海面,該平台上裝設複數組習知陸地上使用的太陽能光電模組3、4,該複數組太陽能光電模組3、4係使用習知的光伏效應(Photovoltaic Effect),直接把太陽光的光能轉換成電能。該能源站主要係以海洋溫差及海浪之動能發電,並以海底之海水壓力淡化海水;由於該海面平台的頂部,面積相當有限,所以光伏效應所產生之電能,在該能源站產生之總能量中,只佔有微小的百分比。該太陽能光電模組3、4之接收太陽光面之方向,係依據該能源站所在位置之緯度向赤道傾斜(北半球向南、南半球向北),以便吸收最大量的太陽光。同樣的原理,也可以使用於本發明的裝置,在中緯度或高緯度的海洋表面的位置的狀況;除了向赤道傾斜外,該太陽能光電模組3、4並且可以對該通過該太陽能光電模組3、4之中心點的垂直軸心線,作東西向之旋轉,以配合日出及日落,得到最大量的太陽光。除了以上該習用能源站以外;另外,習用的人工島表面上,也可以大量安裝習用之太陽能光電模組;唯這些習用的能源站及人工島的造價高昂,不符合純太陽能光伏發電裝置的經濟效益。
本發明的目的是提供一種使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置。
為了實現上述目的,本發明的技術方案是:一種使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,包括由複數個基本浮體組成的浮體陣,其特徵在於:每個基本浮體的每一外壁面設有至少一個連接座,每兩個相鄰基本浮體之間通過連接座連接,組成一浮體陣;該浮體陣上方設有一工作通路網,該浮體陣頂部設置複數個太陽能光伏發電模組;該複數個基本浮體的配對連接座之間通過基本連接裝置連接成一個準備加強區,該複數個準備加強區之間通過加強連接裝置連接成一浮體陣;該基本浮體每一外壁面均設有至少一個連接座,每一連接座均設有一水平貫穿圓孔,兩個相鄰基本浮體的兩個相對應的連接座配對;該每組配對連接座的兩個貫穿圓孔的軸心線位於同一條水平直線上;該基本連接裝置包括一個短柱軸和一個與之配合的螺絲,該短柱軸穿入兩個相鄰基本浮體的配對連接座的貫穿圓孔內;該短柱軸一端為螺帽,另一端設有螺孔,該螺絲螺入該螺孔內,將上述兩個相鄰基本浮體連接起來;把所有相鄰配對的連接座連接,將複數個基本浮體連接成一個準備加強區;位於該準備加強區週邊任一週邊的複數個連接座的貫穿圓孔位於同一條水平線上;該加強連接裝置包括複數根加強桿和複數個轉角固定器,上述準備加強區週邊,位於同一條水平線上的複數個連接座的貫穿圓孔內穿入一根加強桿,複數根加強桿之間通過轉角固定器連接,形成一個呈多邊形的加強區,其中該多邊形加強區的每一週邊設有一根加強桿,該多邊形加強區的每個角設有一個轉角固定器;兩個相鄰加強區的對應邊的連接座相互配對,共用一根加強桿,複數個相鄰加強區的對應角之間共用一個轉角固定器,將相鄰的準備加強區連接起來,連接所有準備加強區,形成該浮體陣。
該浮體陣中之基本浮體與相鄰基本浮體之間的基本連接,一律以鉸鏈式連接為主,所有完成基本連接的配對連接座可以配合海洋面的海浪,略有上下活動,並可對該基本連接裝置的短柱軸做奈米級的旋轉。一般而言,俯視形狀為三邊以上的基本浮體,任何一週邊的長度超過1個水平基本長度以上時,每增加1個水平基本長度,該週邊在水平方向必須至少增加1個連接座,以維持該週邊與相鄰基本浮體的相對應週邊之間在同一水平方向的有效連接,並減少各單獨配對連接座在基本連接完成後,受力破壞以致損毀的可能性。所以,對於週邊比較長的正多邊形基本浮體來說,該基本浮體的每一外壁面均設有位於同一水平線上的至少兩個連接座,該至少兩個連接座設有具有同一軸心線及同一直徑的水平貫穿圓孔,該軸心線在水平方向,且與所述外壁面平行,一中柱軸穿入兩個相鄰基本浮體的所有配對連接座的水平貫穿圓孔內,該中柱軸的一端為螺帽,另一端設有螺孔,復以一螺絲螺入該螺孔內,鎖緊固定,將上述兩個相鄰基本浮體連接起來。一般而言,如果基本浮體在垂直方向上的深度超過1個垂直基本長度以上時,每增加1個垂直基本長度,該基本浮體的任一週邊也必須在垂直方向增加1個水平連接座,以保持該基本浮體與相鄰基本浮體之間的連接在垂直方向的穩定性。所以,比較深的基本浮體在垂直方向,可能有兩個以上在不同水平面上的連接座,這些基本浮體在組成加強區時,在垂直方向的連接座分別各自以加強桿和轉角固定器在各自的水平面上形成一層加強連接;相鄰的任意兩層之間,除了上、下兩層各自完成水平方向的加強連接外,各加強區的相鄰上、下兩層之間也必須用垂直加強連接裝置配合連接。所以,對於垂直方向深度比較長的基本浮體來說,該基本浮體的每一外壁面均設有位於同一垂直線上、至少兩層連接座,每層連接座之間通過位於該層的加強桿連接,每層加強桿之間通過位於該層的轉角固定器連接,該相鄰兩層之所有轉角固定器之間,分別增設垂直方向、互相對應之固定座;位於相鄰兩層的所有轉角固定器的垂直方向、互相對應之固定座之間,分別增加一根垂直加強桿,連接固定。超過兩層以上的連接座完成加強連接後,該浮體陣中所有的加強連接裝置就形成了一個三維空間的加強桿骨架結構,該三維空間的加強桿骨架結構有助於該浮體陣在海洋面上的穩定性。
該基本浮體內部設有一個位於水位線上方的隔板,該隔板為一不透水的隔離層,該隔板與該基本浮體外部的水位線之間、在該基本浮體內部的體積,不小於該隔板上方基本浮體內部的體積,可保證該基本浮體不會沉沒;該隔板上方設有一冷卻水管路,該冷卻水管路緊貼在該太陽能光伏發電模組的下方,該冷卻水管路一端為入水口,另一端為出水口。該工作通路網內的所有基本浮體上方均鋪設平板,該工作通路網包括設在平板上的複數條人行道及車行道、複數個維修區以及複數個位於浮體陣邊緣的供電區,該複數個供電區與設置在該浮體陣頂部的複數個太陽能光伏發電模組電連接,該複數個維修區供維修工作人員使用。該基本浮體的俯視形狀為正方形、正三角形、長方形、菱形、平行四邊形、不等邊三角形、正六邊形以及圓形中的任何一種。該俯視形狀為正六邊形以及圓形的基本浮體組成的準備加強區僅包含一個基本浮體。該浮體陣需用鐵錨,以類似船舶的方式固定在海洋面上。
本發明可以使用在地球上任何海洋湖泊表面,將表面的太陽光能轉換成電能。本發明的優點在於組成的浮體陣的俯視面積很大,可以達到數百平方公里以上,因此能充分利用海洋湖泊表面的太陽能進行發電,提供大量能源,特別適用於陸地面積較小的島嶼地區附近的海洋表面。
第一圖是俯視形狀為正方形的基本浮體組成加強區的示意圖。第一圖(A)為該基本浮體的立體圖。該俯視形狀為正方形的基本浮體10,具有四個完全相同的外壁101,102,103,104;該外壁101的外壁面設有一個向外突出的連接座1011,該連接座1011的前端有一水平貫穿圓孔1012,該圓孔的軸心線1019是水平方向,且與該外壁101平行;該外壁102的外壁面設有一個向外突出的連接座1021,該連接座1021的前端有一水平貫穿圓孔1022,該圓孔的軸心線1029是水平方向,且與該外壁102平行;該兩根軸心線1019,1029在同一平面上,成垂直相交。第一圖(B)為該基本浮體10與相鄰四個基本浮體11,12,13,14在完成連接狀態之前的示意圖。該俯視形狀為正方形的基本浮體10在準備連接狀態時的特徵在於:當該基本浮體10的任一外壁面(如101)與另一相同基本浮體11的任一外壁面(如111)並排連接時,該外壁面101與該相鄰的基本浮體11的外壁面111之間的一組配對連接座(如1011和1111),能密切連接成一體;該連接座1011上的貫穿圓孔1012,與相連接的該連接座1111的貫穿圓孔1112具同一軸心線;再以一短柱軸191穿過兩個相鄰的貫穿圓孔1012和1112,該短軸柱191一端帶螺帽,另一端設有螺孔;復以一螺絲1911的螺紋端螺入該短柱軸191的螺孔內,鎖緊固定,完成基本連接。第一圖(C)是以該基本浮體10為中心,首先該基本浮體10與相鄰基本浮體11,12,13,14之間,分別各自通過一根短柱軸191和一螺絲1911完成配對連接座之間的基本連接,再陸續將另外四個基本浮體15,16,17,18以基本連接方式連接成一準備加強區1009,該準備加強區1009週邊的所有連接座均未連接;接著就可以使用加強連接裝置對該準備加強區1009的四個週邊進行加強連接。該加強連接裝置包括四根長柱軸形的加強桿192,第一圖(D)為該加強桿192的結構示意圖,每根加強桿192穿過該準備加強區1009一個週邊上的複數個連接座的貫穿圓孔,進行加強連接。第一圖(C)只是一個準備加強區的實施例,一個準備加強區可以由四個基本浮體、九個基本浮體、十六個基本浮體或其他數量的基本浮體組成。該加強連接裝置除了所述該加強桿192外,另外在該準備加強區的所有四個轉角位置還配合使用與轉角數目相同的轉角固定器。第一圖(E)、(F)、(G)為三種轉角固定器193,194,195的結構示意圖。第一圖(E)中的該轉角固定器193為L形轉角固定器,可以把兩根呈直角的加強桿192的任一端192a或192b分別伸入該L形轉角固定器兩端的固定座1931,1933後,再分別使用兩個固定螺絲1932,1934鎖緊固定。第一圖(F)中的該轉角固定器194為T形轉角固定器,該T形轉角固定器設有三個固定座1941,1943,1945,可以固定三根呈T形設置的加強桿192的端部,再分別使用固定螺絲1942,1944,1946鎖緊固定。第一圖(G)中的轉角固定器195為十字形轉角固定器,該十字形轉角固定器設有四個固定座1951,1953,1955,1957,除了固定兩根垂直的加強桿外,還可以固定其他加強區的兩根垂直的加強桿,再分別使用固定螺絲1952,1954,1956,1958鎖緊固定。有了這三種轉角固定器後,可以用加強區作為連接單位,連接組成一個大面積的浮體陣。第一圖(H)是把該準備加強區1009的四個週邊及四個轉角位置分別採用該加強連接裝置的四根加強桿1921,1922,1923,1924配合四個轉角固定器193,194,194a,195完成加強連接形成一加強區的示意圖,其中該上方的加強桿1924的左端及該左邊加強桿1923的上端通過該L形轉角固定器193連接固定,該加強桿1924的右端和該右邊加強桿1921的上端通過該T形轉角固定器194連接固定,該T形轉角固定器194的第三個未用到的固定座,用來連接左邊另一個加強區100a的一根加強桿,該加強桿1921除了貫穿連接該加強區100的最右方三個分別屬於三個基本浮體18,11,15的三個連接座之外,同時也貫穿連接屬於右邊另一加強區100a最左邊的分別屬於三個基本浮體17a,13a,16a的三個連接座,完成該兩個加強區100、100a之間的連接。該加強桿1923的下端及該下方加強桿1923的左端通過另一T形轉角固定器194a連接固定,該T形轉角固定器194a的第三個未用到的固定座用來連接下方另一加強區100b的另一根加強桿,該加強桿1921的下端及該下方加強桿1922的右端,採用十字形轉角固定器195連接固定,該十字形轉角固定器195的另外兩個未用到的固定座用來固定連接另外三個加強區100a,100b和100c的兩根加強桿。第一圖(I)是以加強區為單位,以加強區100為起始加強區,逐步連接100a,100b,100c,100d,100f,100g,100h,100i,100j……,最終形成一大面積的浮體陣的示意圖。在該浮體陣內上方規劃一工作通路網,如複數條人行道以及車行道、複數個維修區以及複數個位於浮體陣邊緣的供電區。該浮體陣的俯視面積可達到數百平方公里。
第二圖是本發明第一實施例的基本浮體10的改進形式及加強連接裝置的示意圖。第二圖(A)為該基本浮體10的一種改進形式的立體圖。第二圖(A)中的基本浮體10W的俯視形狀為正方形,但是其每邊的長度較大,超過了一個水平基本長度,因此每個外壁面必須在水平方向設置兩個連接座,才能維持連接的穩定。該基本浮體10W有四個完全相同的外壁101W,102W,103W,104W;該外壁101W的壁面外側設有位於同一水平面上的兩個突出的連接座1013,1015,該連接座1013設有水平貫穿圓孔1014,該連接座1015設有水平貫穿圓孔1016,該兩個貫穿圓孔1014,1016具有同一軸心線1019及同一直徑,該軸心線1019在水平方向,且與外壁101W平行;該外壁102W的壁面外側設有位於同一水平面上的兩個突出的連接座1023,1025,該連接座1023設有一水平貫穿圓孔1024,該連接座1025設有一水平貫穿圓孔1026,該兩個貫穿圓孔1024,1026具有同一軸心線1029及同一直徑,該軸心線1029在水平方向,且與外壁102W平行;該兩條軸心線1019和1029在同一水平面上,呈垂直相交。一般而言,俯視形狀為三邊以上的基本浮體,任何一週邊的長度超過1個水平基本長度以上時,每增加1個水平基本長度,該週邊在水平方向必需增加1個連接座,以維持該邊與相鄰基本浮體的相對應邊之間水平方向的有效連接,並減少各單獨連接座在基本連接完成後受力破壞以致損毀的可能性。該水平基本長度的具體長度取決於浮體材料、基本浮體外壁厚度、連接座構造、以及海洋位置等因素,不同材料的基本浮體在不同的海洋位置,及使用不同的連接座均可能具有不同的水平基本長度,需要根據實際情況測量得到。
第二圖(B)是該基本浮體10W與另一同樣的基本浮體11W相連接時,可以使用兩個相同的短柱軸191,以及與之配合的螺絲1911,把相互連接貫通的兩組連接座分別完成基本連接。第二圖(C)則是用一根中柱軸197,一次貫通該兩個基本浮體10 W,11W的兩個相鄰外壁面101W,111W上的所有連接座,該中柱軸197的一端為螺帽,另一端設有螺孔,一螺絲1971螺入該螺孔內,鎖緊固定,完成基本連接。這種一次連接兩個相鄰基本浮體之間的同一水平線上所有連接座的基本連接結構,比較有效及穩定。
第二圖(D)為該基本浮體10的垂直剖面圖;該圖是以赤道附近的海洋表面考慮,該基本浮體10的上方水平覆蓋有一太陽能光伏發電模組8(Photovoltaic Solar Cell Module),該太陽能光伏發電模組8的表面是不透水的保護面;該基本浮體10內部安裝一個可重覆充電的電池81(Rechargeable Battery),該電池81與該太陽能光伏發電模組8電連接;該電池81由該太陽能光伏發電模組8充電;該電池81提供該太陽能光伏發電模組8內部附設的一測試電路的電力。該測試電路再把有關該太陽能光電模組8的操作參數提供給位於該複數個維修區內之一控制中心偵測使用;同時,該電池81也提供另外兩個小水泵82、83必要的電力,該小水泵82提供一冷卻水管路84的動力,用於冷卻該太陽能光伏發電模組8,該小水泵83用於排出滲入該基本浮體10內部的海水,使該基本浮體10內部保持乾燥。第二圖(E)是該太陽能光伏發電模組8的下方底部示意圖,該太陽能光伏發電模組8通過一固定座85固定在該基本浮體10的上方,該固定座85上安裝該冷卻水管路84,該冷卻水管路84緊貼在該太陽能光伏發電模組8的下方,該冷卻水管路84一端為入水口841,另一端為出水口843,該小水泵82從該基本浮體10底部以下抽取的海水從該入水口841流入該冷卻水管路84,冷卻該太陽能光伏發電模組8後,經由該出水口843自該基本浮體10的上方排出,流入海洋。
在中緯度或高緯度的海洋表面,為了該太陽能光伏發電模組表面能吸收最大量的太陽光,需根據海洋位置的緯度,在北半球向南傾斜固定,在南半球向北傾斜固定;在此情況下,在本發明中,在所有基本浮體的上部,一律用平板密封,形成一個大平臺,將複數個太陽能光伏發電模組一律固定在該大平臺上,並配合以適當的傾斜角度,使得該複數個太陽能光伏發電模組的表面都能吸收最大量的太陽光。由於受陰影的影響,並不是所有的基本浮體上方都有一個太陽能光伏發電模組。
第二圖(F)為該基本浮體10的另一種改進形式的立體圖。該基本浮體10在垂直方向的縱深增加後,該基本浮體10改變為另一基本浮體10T。由於縱深的增加,必須增加每一週邊垂直方向的連接座數目,才能維持垂直方向的穩定連接。一般來說,任何固定型的基本浮體,如果垂直方向的深度超過1個垂直基本長度以上,每增加1個垂直基本長度,該基本浮體的任一週邊都必需在垂直方向增加1個水平方向的連接座,以保持該基本浮體與相鄰基本浮體之間的連接,在垂直方向的穩定性。需要注意的是,各種材料的基本浮體在不同的海洋位置,及使用不同的連接座,或者不同的外壁厚度,其水平基本長度均不一樣,其垂直基本長度也不一樣,由於受力的狀況不一樣,同一材料的基本浮體在同一海洋位置及同一連接座構造下,水平基本長度也不等於其垂直基本長度。所以該基本浮體10T組成的準備加強區在垂直方向,有上、下兩層加強桿和轉角固定器,分別環繞該準備加強區的各個週邊形成一加強區;該加強區的上下兩層之間,每一個轉角固定器的位置,也需要增加一根垂直加強桿,以及用增加原轉角固定器在垂直方向的固定座的方式,配合連接。第二圖(F)中的該基本浮體10T具有四個完全相同的週邊外壁101T,102T,103T,104T;該外壁101T的壁面上部有一水平方向連接座1011,該連接座1011的前端設有一貫穿圓孔1012,該貫穿圓孔1012具有水平方向的軸心線1019;該外壁101T的壁面下部也設有一水平方向的連接座1017,該連接座1017的前端有一貫穿圓孔1018,該貫穿圓孔1018具有水平方向的軸心線;該兩個軸心線1019,1019T均與外壁101T的壁面平行,該兩個軸心線1019,1019T在同一垂直縱切面上。當該週邊外壁101T與相鄰基本浮體任一壁面配合連接時,該壁面101T的上下兩個連接座1011,1017必須各自與相對應的連接座配對連接,形成兩組互相平行的基本連接。合適數量的該基本浮體10T組成一加強區100T時,會有上、下兩層同樣的加強桿連接,該上、下兩層加強桿結構每一層都有四個轉角位置,此時必須考慮上、下兩層轉角固定器的垂直方向的加強連接,才可以真正完成加強連接。第二圖(G)是第一圖(A)中基本浮體組成加強區100的加強連接裝置的結構圖,在這裏只保留了所有的加強桿及轉角固定器,以供比較。第二圖(H)是第二圖(F)中的基本浮體10T組成加強區100T的加強連接裝置的結構圖。比較第二圖(H)和第二圖(G),可以清楚地看出,在第二圖(H)的上、下兩層加強桿之間,在四個轉角固定器的位置都多出一根垂直加強桿199,該四根垂直加強桿199分別連接四組在不同垂直線上的轉角固定器193T,194T,194Ta,195T,該轉角固定器193T比該轉角固定器193多出了一個垂直方向的固定座,其他三個轉角固定器194T,194Ta,195T的情況也是一樣。該上、下兩層各四個轉角固定器,每一個都增加一個垂直方向的固定座,用來連接四根垂直加強桿199後,該加強區100T週邊所有的加強桿形成了一個三維空間的加強桿骨架結構,如第二圖(H)所示。該三維空間的加強桿骨架結構,明顯比第二圖(G)中的平面結構更為穩定。第二圖(I)是該縱深增加後的基本浮體10T的垂直剖視圖,與原來第二圖(D)中的該基本浮體10相比較,該基本浮體10T內部比該基本浮體10多增加了一個位於水位線91上方的隔板9,該隔板9與該基本浮體外部的水位線91之間,該基本浮體10T內部的體積Va,如果不小於該隔板9上方、該基本浮體10T內部的體積Vb,則該基本浮體10T就不會沉沒;該隔板9為一不透水的隔離層,其上方也同樣可以安裝一電池81和兩個小水泵82,83;該基本浮體10T下方,比該基本浮體10多出一組呈左右對稱的連接座1017,1037。由於很多相同的基本浮體的重量未必完全相同,有些基本浮體的重量分佈並不均勻,或者該基本浮體上方的載重負荷不同(所謂載重,即工作通路網,太陽能光伏發電模組,以及三維空間的加強桿骨架結構等等),因此在該基本浮體10T的底部設有調節平衡部件96,該調節平衡部件96可以是液體,如海水,可以在該基本浮體底部的分隔區域內引入或抽出海水來調節該基本浮體的平衡;該調節平衡部件96也可以是固體,在該基本浮體10T底部特定位置固定大小不同的塊狀或粒狀物體來調節該基本浮體的平衡。該基本浮體10T底部可以螺固或焊固的方式,加裝一倒錐形底座97,以增加在海洋中的穩定性。在該實施例中該基本浮體10T為正方形,則該倒錐形底座97為倒金字塔形,當然,該基本浮體10T的底部也可以一開始就做成倒錐形。比該基本浮體10T更深的基本浮體,如果在垂直方向,這些加強區的週邊使用的加強連接裝置超過兩層以上完成加強連接後,任何相鄰兩層之間都必需用增加垂直加強桿及增設轉角固定器在垂直方向的固定座的方式來加強連接。該浮體陣中所有加強連接裝置,形成了一個更堅固的三維空間的加強桿骨架結構,該三維空間的加強桿骨架結構有助於浮體陣在海洋面上的穩定性。
第二圖(J)是以第二圖(F)中基本浮體10T為單位浮體組成浮體陣的俯視圖。圖中所有的小方格分別表示一個基本浮體10T,例如右上角的小方格10T表示一個基本浮體,20個基本浮體組成一個加強區1008A,在加強區1008A的下方有四個同樣的長方形加強區1008B,1008C,1008D及1008E。由於該基本浮體10T內部上方隔板9與太陽能光伏發電模組8之間的距離較短,當任何一個基本浮體10T需要維修時,只能從側面維修,不能像地面上大廈屋頂的光伏發電模組那樣可以自下方維修。所以浮體陣上方必須預留維修用的工作通路,該工作通路主要包括複數條車行道1007,複數條人行道1006,如第二圖(J)所示。該工作通路佔用該浮體陣相當大的面積,形成資源浪費。除了這些工作通路外,該浮體陣上方還必須另外規劃複數個必要的維修區及複數個位於該浮體陣邊緣的供電區,組成一個工作通路網。
第二圖(K)是第二圖(J)下方n-n連線的垂直剖視圖。每一個方格均表示一個基本浮體10T,該基本浮體10T的上方均設有一太陽能光伏發電模組8,在圖中以直線表示;該基本浮體10T在該水位線91下方的部分均未畫出。如第二圖(J)所示,該複數條車行道1007及人行道的上方沒有任何太陽能光伏發電模組。
為了改進上述資源浪費的問題,該基本浮體10T必須改進設計,在第二圖(J)的基本浮體10T上方向上延伸一段成為另一基本浮體10D,如第二圖(L)所示。該基本浮體10D的中下部分與原基本浮體10T相同,唯其上方較該基本浮體10T延伸出一段,該基本浮體10D的四個外壁面上部均設有一大孔,如該外壁面101D上部有一大孔1017D,該外壁面102D上部有一大孔1027D,外壁面103D上部有一大孔1037D,外壁面104D上部有一大孔1047D。該四個大孔1017D,1027D,1037D,1047D均為同樣大小,可以讓工作人員順利進出,以便自下方維修安裝在頂部的太陽能光伏發電模組8,該隔板9以及該水位線91均已顯示在第二圖(L)上。
第二圖(M)為以10D為基本浮體組成浮體陣的俯視圖。加強區1005由100個基本浮體10D組成,由於維修人員可以在各基本浮體10D之間自由進出,且可以自下方維修各太陽能光伏發電模組8。如第二圖(M)所示,該浮體陣上方已儘量減少了人行道1006的數目。該加強區1005是由第二圖(J)中的5個加強區1008A,1008B,1008C,1008D,1008E及它們之間的人行道合併而成。第二圖(N)是第二圖(M)下方m-m連線的垂直剖視圖。由於該複數條車行道1007和該複數條人行道1006的上方有足夠的空間,所以也可以安裝太陽能光伏發電模組,形成與陸地上大廈頂端的太陽能光伏發電模組同樣的結構,大大減少了資源浪費。
第三圖為本發明第二實施例的結構示意圖。第三圖(A)是俯視形狀為正三角形的基本浮體組成加強區的示意圖。一俯視形狀為正三角形的基本浮體20的三個週邊分別與另外三個同樣的基本浮體21,22,23的任何一週邊連接,與第一圖中俯視形狀為正方形的基本浮體採用完全相同的基本連接。第三圖(A)所示的加強區是由八個基本浮體20,21,22,23,24,25,26,27組成。該加強區的俯視形狀為菱形,與該基本浮體20的俯視形狀為正三角形不同,所以加強區的俯視形狀與基本浮體的俯視形狀無直接關係。第三圖(A)只是顯示了眾多可能的加強區中的一種。很明顯,第三圖(A)也可能是由兩個比較小的正三角形加強區組成。例如該四個基本浮體20,21,22,23可以組成一個小加強區,另一個相同的小加強區則由另四個基本浮體24,25,26,27組成。加強區的週邊都用合適長度的加強桿配合適當形狀的轉角固定器組成加強連接裝置,用以連接固定。對基本浮體的俯視形狀是正三角形的加強區來說,可能的轉角固定器的俯視形狀如第三圖(B)、(C)、(D)、(E)所示:連接兩根加強桿的轉角固定器295,該轉角固定器295的兩個連接座的夾角為60度,適合用於第三圖(A)中的A點;連接三根加強桿的轉角固定器294,該轉角固定器294的三個連接座分別位於0度,60度和120度,適合用於第三圖(A)中的C點;連接四根加強桿的轉角固定器293,該轉角固定器293的四個連接座分為位於0度,60度,120度和180度,適合用於第三圖(A)中的B點;連接六根加強桿的轉角固定器296,該轉角固定器296的六個連接座的相鄰兩個連接座之間的夾角均為60度,適合用於第三圖(A)的D點。本段所討論的兩種不同的準備加強區,週邊都使用同一長度的加強桿來連接所有的週邊。
第四圖(A)是本發明第三實施例的加強區的示意圖,該實施例中採用俯視形狀為長方形的基本浮體30組成加強區。俯視形狀為長方形的基本浮體30的四個週邊分別與另外四個相同的基本浮體31,32,33,34的相應邊連接。由於該基本浮體30的四個週邊並非同樣長度,其中兩個相等的長週邊必須與另外兩個基本浮體31,33的任一長週邊連接,該基本浮體30的另兩個相等的短週邊則必須與另外兩個基本浮體32,34的任一短週邊連接。第四圖(A)所示的加強區的週邊必須用兩種不同長度的加強桿各兩根,以及與俯視形狀為正方形的基本浮體10所使用的完全相同的轉角固定器組成加強連接裝置,繼續進行連接固定,最後成為一浮體陣。
在第三實施例的另一實施方式中,俯視形狀是正方形的基本浮體,雖然有相同長度的四個週邊,但是該四個週邊的外壁面上的連接座結構並不一定完全相同。例如:該基本浮體39的兩組對邊的配對連接座結構可以不同;或者,該基本浮體的兩組對邊的配對連接座數目可以不同。第四圖(B)是俯視形狀為正方形的基本浮體39的俯視圖。該基本浮體39具有四個等長週邊391,392,393,394,該四個等長週邊391,392,393,394分成兩組對邊,該第一組對邊包括兩個週邊391,393,在該兩個週邊391,393的外壁面上,設有向外突出的連接座3911,3931,與第一圖(A)和第一圖(B)中的兩個週邊102,104的連接座構造相同。不同的地方在於:第二組對邊392,394中,該週邊394的外壁面上向外突出一呈U型的連接座3941;該週邊392是該週邊394的對邊,在該週邊392的外壁面上,向外突出一連接座3921,該連接座3921恰好可以插入該U型連接座3941中心的空位內,所以該兩個連接座392,394形成一組配對連接座。第四圖(C)顯示,在把該兩個相同的基本浮體39做基本連接時,該基本浮體39的任一週邊只能與另一相同基本浮體39a,39b,39c,39d的特定週邊相連接,而不能與相鄰浮體的任一週邊相連接;例如:該基本浮體39的外壁面391只能與該基本浮體39a的外壁面393做基本連接;該基本浮體39的外壁面392只能與該基本浮體39b的外壁面394做基本連接;該基本浮體39的外壁面393只能與該基本浮體39c的外壁面391做基本連接;該基本浮體39的外壁面394只能與該基本浮體39d的外壁面392做基本連接。基本連接一律採用短柱軸191和螺絲1911(4個週邊均採用同一裝置),與第一圖(B)中的短柱軸191和螺絲1911相同。長方形的基本浮體由於兩組對邊長度不同;所以任一週邊只能與另一同樣基本浮體的特定週邊做基本連接,正方形的基本浮體雖然四個週邊長度相同,但由於四個週邊上的連接座形成兩組不同的配對連接座結構,所以任一週邊也只能與另一同樣的基本浮體的一個特定週邊做基本連接,而不能像第一圖(B)所示,可與另一相同基本浮體之任一週邊做基本連接;在這些情況下,以該基本浮體的任一外壁面作為連接壁面,與另一基本浮體連接時,就只能與另一個基本浮體的特定週邊上的連接座配對連接,而不能與該另一個基本浮體的任一週邊壁面上的連接座配對連接。在這種情況下,雖然該基本浮體的四個週邊長度相同,仍然只能與另一基本浮體的特定週邊上的連接座配對連接,與俯視形狀是長方形的基本浮體之間的連接方式比較類似。
第五圖為本發明第四實施例的結構示意圖。其中第五圖(A)為俯視形狀為菱形的基本浮體40組成加強區的示意圖。該基本浮體40的四個週邊長度均相同,但是由於四個內夾角中的對角相等,鄰角互補的菱形特性,在與相鄰的四個基本浮體41,42,43,44連接時,與夾角一律為直角的俯視形狀為正方形的基本浮體的基本連接方式不同,不能與相鄰的同樣基本浮體41的任一週邊連接,必須維持基本浮體40與基本浮體41的連接面兩邊側壁的直線延伸方向不變,才能一次把四個基本浮體41,42,43,44與位於中心的基本浮體40以基本連接裝置完成基本連接,只有繼續保持該連接面的兩側壁的直線延續性,才能繼續連接成第五圖(A)的準備加強區,該準備加強區以一加強連接裝置連接固定,該加強連接裝置包括四根同樣長度的加強桿以及第五圖(B)、(C)、(D)、(E)所示的四種轉角固定器493,493c,494,495。第五圖(A)經過加強連接後,可以形成加強區。如果a點是浮體陣最外緣的獨立角落,則該轉角固定器493用於連接第五圖(A)中在a點相連接的兩根加強桿,該轉角固定器494可以在b點或c點連接三根加強桿,該轉角固定器495可以在d點連接4根加強桿。該加強區可以自a點向b,c,d三個方向繼續與其它的加強區繼續進行連接,形成大面積的浮體陣。如果在c點是該浮體陣最外緣的獨立角落,只有兩根加強桿需要連接,但不與其他加強區連接,則需使用另一轉角固定器493c,該轉角固定器493c與轉角固定器493的夾角互為補角。
第五圖(F)是俯視形狀為平行四邊形的基本浮體50組成加強區的示意圖。該基本浮體50與四個相同的基本浮體51,52,53,54必須按照特定的方向,才能完成基本連接,而後再擴大連接成加強區。由於平行四邊形的對邊相等,但是鄰邊與對邊長度不同,以及內對角相等,但與內鄰角互補的特性,在該基本浮體50與相鄰的四個基本浮體51,52,53,54連接時,相鄰基本浮體的相同邊長的連接壁面完成基本連接後,必須保持與該連接壁面相鄰的兩個壁面在平行方向上的延續性,才能繼續進行連接成第五圖(F)所示的準備加強區,該準備加強區的四個週邊必須以兩種不同長度的加強桿各兩根,以及與俯視形狀類似第五圖(B)、(C)、(D)、(E)的各種轉角固定器所組成的加強連接裝置配合,才可以繼續與其他加強區進行連接,組成大面積的浮體陣。
如果一個基本浮體的俯視形狀是一個不等邊三角形,該不等邊三角形的三個週邊都不相等,以該基本浮體的任一週邊作為公共邊,與另一個同樣俯視形狀的基本浮體,使用基本連接裝置把上述同一公共邊上所有的配對連接件進行基本連接後,就形成了一個俯視面積是平行四邊形的中途連接單位,作為繼續進行連接的基本單位;該基本單位就可以依照俯視形狀是平行四邊形的基本浮體的連接方式,形成相類似的準備加強區,最後進一步組成大面積的浮體陣。
第六圖(A)是本發明第五實施例的俯視面積為正六邊形的基本浮體60組成一個加強區的示意圖,該加強區僅包含一個基本浮體60。對於俯視形狀是正六邊形的基本浮體60來說,只能以該基本浮體60為單位,與相鄰準備連接的六個相同的基本浮體61,62,63,64,65,66之間,分別使用由加強桿691以及轉角固定器693或694組成的加強連接裝置進行加強連接。第六圖(B)中,顯示該加強桿691的結構示意圖。第六圖(C)、(D)為兩種轉角固定器693,694的結構示意圖。該轉角固定器693可以同時連接三根加強桿691,用於該基本浮體60的六個角的外方位置,完成該基本浮體60與相鄰兩個相同的基本浮體之間的加強連接,如第六圖(A)所示。另一種轉角固定器694則用於僅有兩根呈120度角連接的加強桿691之間的連接,僅限於最後完成之浮體陣的邊緣區域。第六圖(E)是使用六個俯視形狀為正三角形的基本浮體a,b,c,d,e,f組成一個準備加強區601的俯視圖,該準備加強區601的週邊為正六邊形,使用該週邊加強桿691和該轉角固定器693各六個,以完成該準備加強區601和與之相連的其他六個同樣的準備加強區之間的連接,如第六圖(A)所示;但是,該準備加強區601內部的六個正三角形基本浮體a,b,c,d,e,f之間則僅使用基本連接。使用該準備加強區601的連接方式組成的浮體陣,比由上述第三圖所示的準備加強區組成的浮體陣堅固了很多倍。因此,加強區的選擇是由使用的需要來決定,而不是由組成該加強區的基本浮體的俯視形狀來決定。第六圖(F)是由三個俯視形狀為正菱形的基本浮體u,v,w組成的準備加強區602,該準備加強區602的俯視形狀也是正六邊形。同樣的,以該準備加強區602為單位組成的浮體陣的堅固程度必然遠遠超過了第五圖(A)所示的準備加強區組成的浮體陣。特別重要的是該準備加強區602只能由三個俯視形狀為內夾角為60度或120度的正菱形基本浮體組成,而不是第五圖(A)中所示的一般菱形基本浮體組成。
第七圖為本發明第六實施例的俯視形狀為圓形的基本浮體的連接示意圖。第七圖(A)是俯視形狀為圓形的基本浮體81與四個同樣的基本浮體811,812,813,814的連接示意圖。該四個基本浮體811,812,813,814環繞在中間這個基本浮體81的上、下、左、右四個方向,與該基本浮體81形成公切線的四個公切點則為配對連接座的連接位置,該四條公切線組成一個正方形。第七圖(B)為該基本浮體81的放大圖,該基本浮體81形成由該四條公切線組成的正方形的內切圓,位於該正方形的四個週邊中點的內切點即為四個連接座81a、81b、81c、81d的位置。所以該基本浮體81與相鄰任何一個同樣形狀的基本浮體之間,在任何水平方向,都只能有一組配對連接座,不能用增加連接座數量的方式來增加連接的強度,只能把唯一的配對連接座進行有限度地延長,該基本浮體81與由該四條公切線組成的俯視形狀是正方形的基本浮體10A的差別就在這一點上;因此該基本浮體81的週邊長度不得長於4個水平基本長度。而俯視形狀是正方形的基本浮體10A的任一個週邊均可以在同一水平線上,有超出一個以上的連接座,如第二圖(A)所示。這種差別可以應用在浮體陣邊緣的由兩條呈直角連接的加強桿連接的基本浮體上,如第一圖(H)中俯視形狀為正方形的左上角基本浮體17,就可以用一個俯視形狀為圓形的內切圓基本浮體81代替,以減低該基本浮體17被左上角的轉角固定器193碰撞損毀的可能性。同樣的原理也可以應用在由正三角形或正六邊形基本浮體組成的浮體陣的邊緣、獨立角落的位置。第七圖(C)為一個俯視形狀是圓形的基本浮體82與它相鄰的三個相同基本浮體821,822,823的連接示意圖,該基本浮體82是由三條公切線u,v,w組成的正三角形的內切圓。第七圖(D)為第七圖(C)中,該圓形基本浮體82的放大示意圖,該基本浮體82的外壁面上分別設有連接座82u,82v和82w。如第七圖(E)所示,一圓形基本浮體82A也可以同時具有六個相鄰的同樣的基本浮體821,822,823,824,825,826。第七圖(F)是該基本浮體82A與六個相同基本浮體821,822,823,824,825,826的六條公切線a,b,c,d,e,f的放大示意圖,六個公切點的位置即為六個連接座82a、82b、82c、82d、82e、82f的位置。該實施例說明對於任何俯視形狀為圓形的基本浮體,只能另外再選擇三個、四個或六個同樣的基本浮體,使用加強連接裝置繼續連接成浮體陣。使用俯視形狀為圓形的基本浮體的缺點在於:每一連接點只能有一個連接座,只能延長連接座的長度,而不能增加連接座的數目。因此該基本浮體81的週邊週邊長度不得長於4個水平基本長度,該基本浮體82的週邊週邊長度不得長於3個水平基本長度,而基本浮體82A的週邊週邊長度不得長於6個水平基本長度。由於圓週長度不易過大,因此圓形基本浮體的直徑不易過大。該俯視形狀為圓形的基本浮體可用於由多邊形基本浮體組成的浮體陣最外週的孤獨轉角處、週邊一圈位置、或者接近週邊的區域,以減少該位置的基本浮體受力不平衡所造成的損毀。
該浮體陣頂部的所有太陽能光伏發電模組接收到的電能,都經過電連接,傳送到該浮體陣邊緣的複數個供電區;如果該浮體陣所在的海洋表面位置接近人口聚集的大都市,該浮體陣邊緣的複數個供電區可以將所有接收到的電能,經過電力線路、連接到海岸上的直流轉交流逆變器,再直接經過電力線路注入該大都市的現有電網。
如果該浮體陣所在的海洋附近,沒有任何陸地,則本發明的浮體陣,必須配合一支由複數條船舶組成的工作船隊,才可以使用。該工作船隊包括複數條儲藏電能船,複數條維修船以及複數條電能運輸船。該任何一條儲藏電能船均可以自該浮體陣的工作通路網內的任何一個供電區接收電能;該儲藏電能船滿載電能後,將其內部所有儲存的電能、經過電連接轉移到任何一條電能運輸船;該電能運輸船滿載後,又把儲存的電能運送到人口眾多的大城市的專用碼頭;該專用碼頭接收該儲存的電能後,經過電連接至海岸上的直流轉交流逆變器,再輸入該大城市的現有電網,提供電力供大量人口使用。該儲藏電能船或該電能運輸船上儲存電能的裝置目前的選擇是可重覆充電式電池模組(Rechargable Battery Module)、氧化還原液流儲能電池(Redox Flow Battery for Energy Storage)、或電化學電容器(Electrochemical Capacitor)。如果該浮體陣所在海洋表面位置附近沒有大都市,但是有一個小島,該小島可以取代該工作船隊中的該複數條儲藏電能船,而以該小島為基地,經過電連接、接收並儲存該浮體陣接收的太陽電能,再把電能直接通過電力線輸入到該工作船隊的複數條電能運輸船中的任何一條,以節約成本。該任何一條儲藏電能船均可作為電能運輸船使用,兩者之間,只有大小、以及運輸費用的差別。
在浮體陣上方設有複數個太陽能光伏發電模組,相鄰兩個太陽能光伏發電模組之間留有縫隙,該縫隙下方可以加設雨水收集裝置,用於在雨天將雨水收集起來,用作農業灌溉、非飲用水、或者淨化後用作飲用水,以便彌補日益嚴重的淡水缺乏問題。本發明的浮體陣內部,可以預留部分面積大約為1平方公里的空位,不設任何基本浮體,該空位可以用來做人工養殖各種海洋生物,以增加目前日益枯竭的漁業資源。
以上有關本發明的實施方式,是前所未有的在大面積海洋表面,把太陽光能直接轉換為可儲存、可運送的電能的裝置。在赤道附近的海洋面,每一平方公里一年得到的電能大約可供10,000人口日常生活使用。世界上大部分的國家,沒有足夠的陸地面積去開發太陽能,因此對這些國家來說,開發海洋表面的太陽能是最佳的,也是唯一的選擇。本發明能夠突破現有的昂貴的能源站及人工島技術,並且促進大量生產直流電產品的新工業,對人類進步有很大的貢獻。
10,11,12,13,14...俯視形狀為正方形之基本浮體
15,16,17,18,13a,16a...俯視形狀為正方形之基本浮體
17a,14b,18b,17c...俯視形狀為正方形之基本浮體
101,102,103,104,111,121...基本浮體之外壁面
1011,1021,1111...基本浮體之外壁面上之連接座
1012,1022,1112...貫穿圓孔
191...短柱軸
1009...準備加強區
1911...螺帽
192,1921,1922,1923,1924...加強桿
192a,192b...加強桿之兩端
193,194,194a,195...轉角固定器
1931,1933,1941,1943,1945...轉角固定器之固定座
1951,1953,1955,1957...轉角固定器之固定座
1932,1934,1942,1944,1946...固定螺絲
1952,1954,1956,1958...固定螺絲
100,100a,100b,100c,100d,100e...加強區
100f,100g,100h,100i,100j...加強區
10W,10T,11W...基本浮體
101W,102W,103W,104W,111W...外壁面
101T,102T,103T,104T...外壁面
1031,1027,1017,1013,1023,1037,1015,1025...連接座
1032,1028,1018,1014,1024,1038,1016,1026...貫穿圓孔
197...中柱軸
1971...螺帽
193T,194T,194Ta,195T...轉角固定器
199...垂直加強桿
8...太陽能光電模組
9...間隔層
91...水位線
81...小電池
82,83...小水泵
84...冷卻管
85...固定座
841...入水口
843...出水口
Va...基本浮體內,間隔層到水位線之間之體積
Vb...基本浮體內,間隔層上方之體積
96...調節平衡部件
97...倒錐形底座
1008A,1008B,1008C,1008D,1008,1008E...加強區
1007...車行道
1006...人行道
10D...水面上方延伸一合適長度的基本浮體10T
101D,102D,103D,104D...基本浮體10D的外壁面
1017D,1027D,1037D,1047D...大孔
1011D,1013D,1015D,1021D,1023D,1025D...連接座
1012D,1014D,1016D,1022D,1024D,1026D...貫穿圓孔
1005...加強區
n-n...垂直縱切面之位置
m-m...垂直縱切面之位置
20,21,22,23,24,25,26,27...正三角形之基本浮體
A,B,C,D...準備加強區週邊可能之轉角點
293,294,295,296...轉角固定器
30,31,32,33,34,35,36,37,38...長方形之基本浮體
39,39a,39b,39c,39d...由兩組不同對邊外壁面組成之正方形基本浮體
391,392,393,394...39的四個向外壁面
3911,3931...配對連接座
3941...U型連接座
3921...與3941配對之連接座
3912,3922,3932,3942...貫穿圓孔
40,41,42,43,44,45,46,47,48...菱形之基本浮體
493,494,495,493c...轉角固定器
50,51,52,53,54,55,56,57,58...平行四邊形之基本浮體
60,61,62,63,64,65,66...正六邊形之基本浮體
691...加強桿
693,694...轉角固定器
601...由六個正三角形a,b,c,d,e,f組成之準備加強區
602...由三個正菱形u,v,w組成之準備加強區
811,812,813,814...俯視形狀為圓形之基本浮體
82A,81,82...俯視形狀為圓形之基本浮體
uvw...以82為內切圓之正三角形基本浮體
u,v,w...公切線
82u,82v,82w...連接座
821,822,823...俯視形狀為圓形之基本浮體
824,825,826...俯視形狀為圓形之基本浮體
10A...以81為內切圓之正方形基本浮體
81a,81b,81c,81d...連接座
a,b,c,d,e,f...公切線
adbecf...以82A為內切圓之正六邊形基本浮體
82a,82b,82c,82d,82e,82f...連接座
3,4...太陽能光電模組
5...海浪線
6...海底之海床位置
第一圖為本發明第一實施例的基本浮體組成加強區的示意圖,其中:
第一圖(A)為基本浮體的立體圖。
第一圖(B)為基本浮體之間的連接示意圖。
第一圖(C)為複數個基本浮體組成準備加強區的連接示意圖。
第一圖(D)為加強桿的結構示意圖。
第一圖(E)、(F)、(G)為三種轉角固定器的結構示意圖。
第一圖(H)為利用加強桿和轉角固定器對準備加強區完成加強連接後形成加強區的結構示意圖。
第一圖(I)為複數個加強區形成一浮體陣的示意圖。
第二圖為本發明第一實施例的基本浮體的改進形式及加強連接裝置的示意圖,其中:
第二圖(A)為基本浮體的一種改進形式的立體圖。
第二圖(B)為兩個相鄰基本浮體之間的連接示意圖。
第二圖(C)為兩個相鄰基本浮體之間的另一種基本連接示意圖。
第二圖(D)為基本浮體的垂直剖面圖。
第二圖(E)為太陽能光伏發電模組的下方底部示意圖。
第二圖(F)為基本浮體的另一種改進形式的立體圖。
第二圖(G)為由加強桿和轉角固定器組成的單層加強連接裝置。
第二圖(H)為由加強桿和轉角固定器組成的雙層加強連接裝置。
第二圖(I)為第二圖(F)的基本浮體的垂直剖面圖。
第二圖(J)為第二圖(F)中基本浮體組成的浮體陣的俯視圖
第二圖(K)為第二圖(J)中n-n連線的垂直剖視圖。
第二圖(L)為另一種基本浮體的結構示意圖。
第二圖(M)為第二圖(L)中基本浮體組成浮體陣的俯視圖。
第二圖(N)為第二圖(M)下方m-m連線的垂直剖視圖。
第三圖為本發明第二實施例的結構示意圖,其中:
第三圖(A)為三角形基本浮體組成加強區的示意圖。
第三圖(B)、(C)、(D)、(E)為四種轉角固定器的結構示意圖。
第四圖為本發明第三實施例的加強區的示意圖,其中:
第四圖(A)為該實施例的一種實現方式。
第四圖(B)為該實施例另一種實現方式,俯視形狀是正方形之基本浮體示意圖。
第四圖(C)為第四圖(B)的基本浮體之間的連接示意圖。
第五圖為本發明第四實施例的結構示意圖,其中:
第五圖(A)為平行四邊形基本浮體組成加強區的示意圖。
第五圖(B)、(C)、(D)、(E)為四種轉角固定器的結構示意圖。
第五圖(F)為該實施例的另一種實現方式。
第六圖為本發明第五實施例的結構示意圖,其中:
第六圖(A)為正六邊形基本浮體組成加強區的示意圖。
第六圖(B)為加強桿的結構示意圖。
第六圖(C)、(D)為兩種轉角固定器的結構示意圖。
第六圖(E)為由六個俯視形狀為三角形的基本浮體組成的準備加強區。
第六圖(F)為由三個俯視形狀為正菱形的基本浮體組成的準備加強區。
第七圖為本發明第六實施例的結構示意圖,其中:
第七圖(A)為圓形基本浮體的一種連接示意圖。
第七圖(B)為第七圖(A)中基本浮體的放大圖。
第七圖(C)為圓形基本浮體的另一種連接示意圖。
第七圖(D)為第七圖(C)中基本浮體的放大圖。
第七圖(E)為圓形基本浮體的另一種連接示意圖。
第七圖(F)為第七圖(E)中基本浮體的放大圖。
第八圖是習用能源站接收太陽能之裝置示意圖。
10,11,12,13,14...俯視形狀為正方形之基本浮體
15,16,17,18,13a,16a...俯視形狀為正方形之基本浮體
17a,14b,18b,17c...俯視形狀為正方形之基本浮體
101,102,103,104,111,121...基本浮體之外壁面
1011,1021,1111...基本浮體之外壁面之連接座
1012,1022,1112...貫穿圓孔
191...短柱軸
1009...準備加強區
1911...螺帽
192,1921,1922,1923,1924...加強桿
192a,192b...加強桿之兩端
193,194,194a,195...轉角固定器
1931,1933,1941,1943,1945...轉角固定器之固定座
1951,1953,1955,1957...轉角固定器之固定座
1932,1934,1942,1944,1946...固定螺絲
1952,1954,1956,1958...固定螺絲
100,100a,100b,100c,100d,100e...加強區
100f,100g,100h,100i,100j...加強區
Claims (9)
- 一種使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,包括由複數個基本浮體組成的浮體陣,其特徵在於:每個基本浮體的每一外壁面設有至少一個連接座,每兩個相鄰基本浮體之間通過配對連接座連接;該複數個基本浮體的配對連接座之間通過基本連接裝置連接成一個準備加強區;該複數個準備加強區之間通過加強連接裝置連接成該浮體陣;該加強連接裝置包括複數根加強桿和複數個轉角固定器;該浮體陣上方設有一工作通路網,該浮體陣頂部設置複數個太陽能光電轉換模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其基本浮體每一外壁面均設有至少一個連接座,每一連接座均設有一水平貫穿圓孔;兩個相鄰基本浮體的兩個相對應的連接座配對,該每組配對連接座的貫穿圓孔位於同一條水平線上;該基本連接裝置包括一個短柱軸和一個與該短柱軸配合的螺絲,該短柱軸穿入兩個相鄰基本浮體的配對連接座的貫穿圓孔內,該短柱軸一端為螺帽,另一端設有螺孔;該螺絲螺入該螺孔內,將上述兩個相鄰基本浮體連接起來,把所有相鄰配對的連接座連接,將複數個基本浮體連接成一準備加強區。
- 如申請專利範圍第2項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其位於該準備加強區之任一週邊的複數個連接座的貫穿圓孔位於同一條水平線上;該位於同一條水平線上的複數個連接座的貫穿圓孔內穿入一根加強桿,該複數根加強桿之間通過轉角固定器連接,形成一個呈多邊形的加強區;該多邊形加強區的每一週邊設有一根加強桿,該多邊形加強區的每個角設有一個轉角固定器;兩個相鄰加強區的對應邊 的連接座相互配對,共用一根加強桿;複數個相鄰加強區的對應角之間共用一個轉角固定器,將相鄰的準備加強區連接起來;再分別以該加強連接裝置,連接所有準備加強區,形成該浮體陣。
- 如申請專利範圍第3項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其基本浮體每一外壁面均設有位於同一水平線上、或同一垂直線上,兩個或兩個以上連接座。
- 如申請專利範圍第4項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其基本浮體每一外壁面均設有位於同一水平線上至少兩個連接座;該至少兩個連接座設有具有同一軸心線及同一直徑的水平貫穿圓孔,該軸心線在水平方向,且與所述外壁面平行;一中柱軸穿入兩個相鄰基本浮體之間同一水平線上的所有配對連接座的水平貫穿圓孔內,該中柱軸一端為螺帽,另一端設有螺孔,復以一螺絲螺入該螺孔內,將上述兩個相鄰基本浮體連接。
- 如申請專利範圍第4項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其基本浮體的每一外壁面,在垂直方向均設有至少兩層連接座,每層連接座之間通過位於該層的加強桿連接,每層加強桿之間通過位於該層的轉角固定器連接;該相鄰兩層之所有轉角固定器,分別增設垂直方向、互相對應之固定座;位於相鄰兩層的所有轉角固定器的垂直方向、互相對應之固定座之間,分別增加一根垂直加強桿,連接固定,形成一個三維加強桿骨架結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其基本浮體內部設有一個位於水位線上方的隔板,該隔板為一不透水的隔離層,該隔板與該基本浮體外部的水位線之間的該基本浮體內部的體積,不小於該隔板上方基本浮體內部的體積;該隔板上方設有一冷卻水管路,該冷卻水管路緊貼在該太陽能光電轉換模組的下方,該冷卻水管路一端為入水口,另一端為出水口。
- 如申請專利範圍第1項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其基本浮體的俯視形狀為正方形、正三角形、長方形、菱形、平行四邊形、不等邊三角形、正六邊形、以及圓形中的任何一種;該俯視形狀為正六邊形、以及圓形的基本浮體組成的準備加強區僅包含一個基本浮體。
- 如申請專利範圍第1項所述之使用於海洋表面的太陽能光伏發電裝置,其工作通路網內的基本浮體上方均鋪設平板,該工作通路網包括設在平板上的複數條人行道及車行道、複數個維修區以及複數個位於浮體陣邊緣的供電區,該複數個供電區與設置在該浮體陣頂部的複數個太陽能光電轉換模組電連接。
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