CN105048958A - 一种水面漂浮式太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水面漂浮式太阳能发电系统，包括依次连接的光伏组件串列、汇流模块、逆变升压模块和电网系统，光伏组件串列包括多块光伏组件，在多组光伏组件串列中心位置设有汇流箱，多组光伏组件串列通过电缆与汇流箱连接，汇流模块包括多台汇流箱，多组汇流模块通过汇流电缆与岸边的一台逆变升压小室连接，逆变升压模块包括多台逆变升压小室；每块光伏组件或每台汇流箱安装在一个与水面接触的主浮体上，主浮体迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，主浮体通过第一副浮体连接，呈半离岛式漂浮在水面上。本发明可充分利用江河湖海等大面积、高水位水域表面的日照面积，解决陆地面积紧缺以及光伏建设成本等问题。

Description

一种水面漂浮式太阳能发电系统

技术领域

本发明属于光伏发电应用领域，具体地是指一种水面漂浮式太阳能发电系统。

背景技术

近年世界气候变化异常，主要原因是传统能源对环境的污染，因此急需寻找洁净的替代能源。太阳能光伏发电可直接将太阳光转换成电能，是一种不需燃料、没有污染获取电能的高新技术，是一种比较有市场前景的清洁能源发电方式。

目前在陆地上已经大量建设太阳能光伏发电系统，而由于可用土地面积紧缺以及陆地光伏建设成本的增高，太阳能光伏发电需由面积有限的陆地往广阔的水域发展。现阶段，国内大部分鱼塘、滩涂光伏项目大多采用光伏组件管桩基础方案，这种现有水面光伏基础方案，不但耗时长、成本高，还因为有些池塘、水库和湖泊的水底有厚厚的淤泥而无法通过打桩建造安装太阳能组件的安装架，更无法在水位变化较大、水域面积巨大的江河湖海进行推广。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种水面漂浮式太阳能发电系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种水面漂浮式太阳能发电系统，包括依次连接的光伏组件串列、汇流模块、逆变升压模块和电网系统，其特殊之处在于：

所述光伏组件串列包括多块光伏组件，所述光伏组件为单晶硅或多晶硅或薄膜太阳能电池组件，在相邻的多组光伏组件串列中心位置设有汇流箱，所述相邻的多组光伏组件串列通过电缆与汇流箱连接，所述汇流模块包括多台相邻的汇流箱，相邻的多组汇流模块通过汇流电缆与岸边的一台逆变升压小室连接，所述逆变升压模块包括多台逆变升压小室，多组逆变升压模块汇集后与电网系统连接，所述电网系统包括并网系统和离网系统；

所述每块光伏组件或每台汇流箱通过卡扣固定安装在一个与水面接触的一体成型的主浮体上，所述主浮体迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，所述主浮体通过第一副浮体连接并呈半离岛式漂浮在水面上；

两个所述主浮体通过一个第一副浮体相连接，相邻的连接有两个主浮体的第一副浮体通过一个第二副浮体相连接，所述第一副浮体和第二副浮体首尾相接形成通行路径；

所述呈半离岛式的主浮体、第一副浮体和第二副浮体通过绳索与海底的锚座和堤岸固定桩连接。

在上述方案中，所述主浮体包括底座，在所述底座上表面两端各设有两个凸耳；所述光伏组件或汇流箱通过卡扣固定安装在凸耳上。主浮体利用卡扣替代支架来安装光伏组件或汇流箱，大大降低了工程量和安装难度。

在上述方案中，所述第一副浮体和第二副浮体均为长方体结构，上表面设有多条间隔纹路。第一副浮体和第二副浮体的宽度和高度相同，第二副浮体的长度比第一副浮体的短。第一副浮体和第二副浮体与水面接触，人在上面行走时比较容易滑倒，通过在第一副浮体和第二副浮体上表面设置纹路，既可以便于排水，也能增加摩擦系数来方便人行走。

在上述方案中，所述底座上表面两端的高度不相同，形成的倾斜角度为当地全年光伏组件的最佳倾角。根据当地辐照情况来确定底座上表面两端的高度差，即主浮体的倾斜角度，以最大效益的方式来实现太阳能发电。

在上述方案中，所述第一副浮体和第二副浮体上表面的纹路呈“一”字型。这样第一副浮体和第二副浮体结构简单，造价低。

在上述方案中，所述主浮体的底座四个角和第一副浮体以及第二副浮体的四个角均设有突出的吊耳，通过将吊耳锁链连接来实现主浮体和第一副浮体之间以及第一副浮体和第二副浮体之间的连接。这种吊耳结构不仅便于主浮体和第一副浮体之间以及第一副浮体和第二副浮体之间的连接，而且在负重或者风浪情况下允许它们之间有一定相对运动，减少它们之间的冲击和应力。

在上述方案中，所述主浮体、第一副浮体以及第二副浮体均由可塑性材料制成且内部为空心。这样的材料不仅减轻三者的自身重量，使它们能浮于水面并承载一定的重量。

本发明具有以下有益效果：

(1)可充分利用江河、湖、大海等大面积、高水位水域表面的日照面积，解决陆地面积紧缺以及光伏建设成本等问题。

(2)利用主浮体安装汇流箱，使得汇流箱居于多组光伏组件串列中心位置，有效降低电缆工程量，提高光伏发电效率。

(3)主浮体直接利用卡扣安装光伏组件或汇流箱，可节省光伏组件安装支架，减少工程量。

(4)第一副浮体和第二副浮体不仅将主浮体连接，而且形成通行路径，具有安装人员站立及电缆敷设功能。

附图说明

图1是水面漂浮式太阳能光伏发电系统的原理示意图。

图2是水面漂浮式太阳能光伏发电系统的立体结构示意图。

图3是水面漂浮式太阳能光伏发电系统的平面结构示意图。

图4是图2中R处的放大示意图。

图5是图2中主浮体的结构示意图。

图6是沿图5中F-F方向的俯视图。

图7是沿图5中G-G方向的侧视图。

图8是图3中第一副浮体的结构示意图。

图9是图3中第二副浮体的结构示意图。

图中：A光伏组件串列，B汇流模块，C逆变升压模块，D电网系统，11第一副浮体，12第二副浮体，1.1纹路，2光伏组件，3主浮体(其中：3.1底座，3.2凸耳)，4汇流箱，5锚座，6汇流电缆，7堤岸固定桩，8逆变升压小室，9绳索，10卡扣，13吊耳。

具体实施方式

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

如图1所示，一种水面漂浮式太阳能发电系统，包括依次连接的光伏组件串列A、汇流模块B、逆变升压模块C和电网系统D，电网系统包括并网系统和离网系统，并网系统接入公共电网，供用电需求量大的地区使用，离网系统给无电网地区或者经常停电地区的直流或交流负载供电。

如图1和图2所示，光伏组件串列A包括多块光伏组件2，光伏组件2为单晶硅或多晶硅或薄膜太阳能电池组件。在相邻的多组光伏组件串列中心位置设有一个汇流箱4，相邻的多组光伏组件串列通过电缆与汇流箱4连接，每组汇流模块B包括多台相邻的汇流箱4，相邻的多组汇流模块B通过汇流电缆6与岸边的一台逆变升压小室8连接，每组逆变升压模块C包括多台逆变升压小室8，多组逆变升压模块C汇集后与电网系统D连接。

如图2和图3所示，每块光伏组件2或每台汇流箱4固定安装在一个与水面接触的主浮体3上，主浮体3为由可塑性材料制成且内部为空心的一体成型结构，这样的材料不仅减轻主浮体3的自身重量，使它们能浮于水面并承载一定的重量。如图5所示，主浮体3包括底座3.1，在底座3.1上表面两端各设有两个凸耳3.2，光伏组件2或汇流箱4通过卡扣10固定安装在凸耳3.2上，如图4所示；如图7所示，底座3.1上表面两端的高度不相同，根据当地辐照情况来确定底座3.1上表面两端的高度差，即主浮体3的倾斜角度，使得主浮体3迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，以最大效益的方式来实现太阳能发电。

如图3所示，每两个主浮体3通过一个第一副浮体11连接，相邻的连接有两个主浮体3的第一副浮体11通过一个第二副浮体12相连接，第一副浮体11和第二副浮体12首尾相接形成通行路径，呈半离岛式漂浮在水面上。如图8和图9所示，第一副浮体11和第二副浮体12均为由可塑性材料制成且内部为空心的长方体结构，第一副浮体11和第二副浮体12的宽度和高度相同，第二副浮体12的长度比第一副浮体11的短。由于第一副浮体11和第二副浮体12与水面接触，人在上面行走时比较容易滑倒，通过在第一副浮体11和第二副浮体12上表面设置多条呈“一”字型纹路1.1，既可以便于排水，也能增加摩擦系数来方便人行走。

如图6和图8所示，主浮体3的底座3.1四个角以及第一副浮体11和第二副浮体12的四个角均设有突出的吊耳13，通过将吊耳13锁链连接来实现主浮体3和第一副浮体11之间以及第一副浮体11和第二副浮体12之间的连接，这样的连接方式即使在负重或者风浪情况下允许它们之间有一定相对运动，减少它们之间的冲击和应力。主浮体3、第一副浮体11和第二副浮体12通过绳索9与海底的锚座5和堤岸固定桩7连接。

其它未详细说明的部分均属于现有技术。

Claims (7)

1.一种水面漂浮式太阳能发电系统，包括依次连接的光伏组件串列(A)、汇流模块(B)、逆变升压模块(C)和电网系统(D)，其特征在于，

所述光伏组件串列(A)包括多块光伏组件(2)，所述光伏组件(2)为单晶硅或多晶硅或薄膜太阳能电池组件，在相邻的多组光伏组件串列(A)中心位置设有汇流箱(4)，所述相邻的多组光伏组件串列(A)通过电缆与汇流箱(4)连接，所述汇流模块(B)包括多台相邻的汇流箱(4)，相邻的多组汇流模块(B)通过汇流电缆(6)与岸边的一台逆变升压小室(8)连接，所述逆变升压模块(C)包括多台逆变升压小室(8)，多组逆变升压模块(C)汇集后与电网系统(D)连接，所述电网系统包括并网系统和离网系统；

所述每块光伏组件(2)或每台汇流箱(4)通过卡扣(10)固定安装在一个与水面接触的一体成型的主浮体(3)上，所述主浮体(3)迎太阳光入射方向呈固定角度倾斜，所述主浮体(3)通过第一副浮体(11)连接并呈半离岛式漂浮在水面上；

两个所述主浮体(3)通过一个第一副浮体(11)相连接，相邻的连接有两个主浮体(3)的第一副浮体(11)通过一个第二副浮体(12)相连接，所述第一副浮体(11)和第二副浮体(12)首尾相接形成通行路径；

所述呈半离岛式的主浮体(3)、第一副浮体(11)和第二副浮体(12)通过绳索(9)与海底的锚座(5)和堤岸固定桩(7)连接。

2.根据权利要求1所述的水面漂浮式太阳能发电系统，其特征在于，所述主浮体(3)包括底座(3.1)，在所述底座(3.1)上表面两端各设有两个凸耳(3.2)；所述光伏组件(2)或汇流箱(4)通过卡扣(10)固定安装在凸耳(3.2)上。

3.根据权利要求1所述的水面漂浮式太阳能发电系统，其特征在于，所述第一副浮体(11)和第二副浮体(12)均为长方体结构，上表面设有多条间隔纹路(1.1)。

4.根据权利要求2所述的水面漂浮式太阳能发电系统，其特征在于，所述底座(3.1)上表面两端的高度不相同，形成的倾斜角度为当地全年光伏组件(2)的最佳倾角。

5.根据权利要求3所述的水面漂浮式太阳能发电系统，其特征在于，所述第一副浮体(11)和第二副浮体(12)上表面的纹路呈“一”字型。

6.根据权利要求3或4所述的水面漂浮式太阳能发电系统，其特征在于，所述主浮体(3)的底座(3.1)四个角和第一副浮体(11)以及第二副浮体(12)的四个角均设有突出的吊耳(13)，通过将吊耳(13)锁链连接来实现主浮体(3)和第一副浮体(11)之间以及第一副浮体(11)和第二副浮体(12)之间的连接。

7.根据权利要求6所述的水面漂浮式太阳能发电系统，其特征在于，所述主浮体(3)、第一副浮体(11)以及第二副浮体(12)均由可塑性材料制成且内部为空心。