CN105186977A - 一种水上太阳能光伏发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳能电池组件、用于固定各太阳能电池组件的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台，所述各阵列排布的太阳能电池组件连接形成光伏阵列，所述水上光伏阵列支架台包括置于水上的浮体、与浮体固定连接的套管式连接结构、若干固定于套管式连接结构上的光伏阵列支承架，所述光伏阵列支承架与套管式连接结构构成刚性支架式一体结构，呈离岛式或半岛式置于水面上，且各太阳能电池组件对应地固定于各光伏阵列支承架上，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。
Description
技术领域
本发明属于光伏制造应用领域，具体涉及一种水上太阳能光伏发电系统。
背景技术
太阳能光伏发电是一种十分具有前景的可再生清洁能源，也是被认为最有优势的一种可再生能源，近年来获得了快速发展。目前，我国光伏发电主要有两种形式，即大型地面电站与分布式发电。其中，大型地面电站主要以西部荒漠地区为主，其主要问题在于发电站与用户距离较远，电能线路损耗严重，有效利用率偏低；分布式发电主要利用建筑队屋顶面积安装光伏组件，其主要问题在于，因阴影遮挡和热斑效应的限制，使得有效利用的屋顶资源有限，和目前在陆地上已开始大量建设光伏发电并太阳能光伏发电系统相比，鲜少出现在水库、湖泊、江河和海洋等水上建设太阳能光伏发电系统，浪费了占地球表面71%的水上日照面积，大大限制了太阳能光伏发电系统的推广应用。
根据我国海面和湖泊的分布情况，水上光伏发电系统可建设在我国东部用电量大的地区，且可安装在海面或湖面，不存在阴影遮挡问题，也不占用宝贵的土地资源，被认为是一种很有前途的光伏应用。
现有的水上光伏发电系统主要安装方式为固定式，即在水域内浇筑水泥桩后，在水泥桩上安装光伏支架和光伏组件。这种安装方式的水上光伏发电系统的缺点为：水泥桩对水下生态环境有负面影响，且仅适用于一定水深的水域，而且，固定式的安装方式，无法光伏组件的发电量达到峰值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水上太阳能光伏发电系统，适合漂浮布设于广阔的水面，该系统运输便捷、安装快捷、结构稳固，适用于各个不同的水域，也可应用于大小不同的水域，有利于推行太阳能光伏产业的发展。
为解决现有设计存在的问题，本发明采用的技术方案是：
一种水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳能电池组件、用于固定各太阳能电池组件的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台，所述各阵列排布的太阳能电池组件连接形成光伏阵列，所述水上光伏阵列支架台包括置于水上的浮体、与浮体固定连接的套管式连接结构、若干固定于套管式连接结构上的光伏阵列支承架，所述光伏阵列支承架与套管式连接结构构成刚性支架式一体结构，呈离岛式或半岛式置于水面上，且各太阳能电池组件对应地固定于各光伏阵列支承架上，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。
进一步地，所述套管式连接结构包括若干主杆，连接主杆的连接管，若干所述主杆通过连接管套管式联接固定，若干固定杆与所述主杆交叉固定，构成套管式连接结构。
进一步地，所述光伏阵列支承架包括与主杆两端连接管固定连接的高支撑件和低支撑件，所述低支撑件配合设有太阳能电池组件的插槽，所述高支撑件上端设置用于支撑所述太阳能电池组件的支撑板、固定所述太阳能电池组件于所述支撑板的压板，所述压板与所述支撑板通过螺纹连接固定；所述高支撑件和低支撑件固定太阳能电池组件的入光面为倾斜面，倾斜角度为当地全年光伏阵列最佳倾角。
进一步地，所述浮体为若干与主杆固定连接的浮箱，若干所述浮箱通过与主杆的连接形成潜式或半潜式的浮体。
进一步地，所述浮箱配合设有与主杆贴合的凹槽，所述浮箱还设有与主杆通过螺纹连接固定的凸块。
进一步地，所述凸块夹设在所述固定杆与所述主杆之间，并通过螺纹连接固定主杆、凸块和固定杆，加固所述浮箱与所述主杆，加固所述套管式连接结构。
进一步地，所述套管式连接结构上设有管夹，所述管夹连接绳，所述绳与水底锚桩类固定结构相连接，或与离岸桩类固定结构相连接。
进一步地，所述套管式连接结构采用材料为食品用聚乙烯料，和/或，所述光伏阵列支承架采用材料为食品用聚乙烯料，和/或，所述浮箱采用材料为食品用聚乙烯料。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
（1）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，可实现在水库、湖泊、江河和海洋等水域表面安装太阳能光伏发电系统，通过充分利用太阳辐照条件良好的水上日照面积，有助于克服由于陆地土地资源有限，土地成本高昂而造成太阳能光伏发电系统安装面积的限制，实现太阳能光伏发电系统的进一步推广；
（2）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，可通过在江海沿岸建立水上太阳能光伏电站，缓解经济高度发展的沿岸地区和城市对电力的强大需求，在沿岸地区或城市附件水域就近建立大型和超大型光伏电站，与在沙漠地区建设大型、超大型光伏电站相比，可以有效降低传输电能的管线损耗，便于电网的扩容，也有利于与沿岸常规能源发电设施结合，实现互补发电，同时由于减少了土地成本的支出，有效降低了光伏系统的整体成本，缩短了成本回收期，因此也有利于太阳能光伏发电的推展；
（3）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，浮体为若干分离的浮箱，套管式的连接结构和光伏阵列支承架为模块化结构，适合在不同地形的水域中进行拼接安装，不仅便于运输，还因结构明了，安装方便，缩短系统安装时间，还可最大限度的利用水面面积；
（4）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，采用了水上太阳能发电系统，避开了在水域内浇筑水泥桩后，在水泥桩上安装光伏支架和光伏组件，避免了对水下生态环境的负面影响，套管式连接结构、光伏阵列支承架、浮箱均采用材料为食品用聚乙烯料，使得本发明的任何水域包括水产养殖的水域都可使用，因模块化结构和分离浮箱的结构，任何大小的水产养殖水域都可安装，最大范围的实现了水上太阳能光伏发电的应用。
（5）本发明所述的水上太阳能光伏发电系统，通过高支撑件支撑板和压板设置，和低支撑件插槽的设置，使得太阳能电池组件的安装非常方便和快捷，并非常稳固，于此同时，通过高低支撑件的设置，使得太阳能电池组件为入光面为倾斜面，在扩大太阳光入射面积的同时，还可以根据调整高低支撑件高度从而使得光伏阵列的倾斜角度成为各地光伏阵列的最佳倾斜角度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的浮箱10的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1：
如图1-3所示，本发明的一种水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳能电池组件、用于固定各太阳能电池组件6的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台，所述各阵列排布的太阳能电池组件6连接形成光伏阵列，水上光伏阵列支架台包括置于水上的浮体、与浮体固定连接的套管式连接结构、若干固定于套管式连接结构上的光伏阵列支承架，光伏阵列支承架与套管式连接结构构成刚性支架式一体结构，呈离岛式或半岛式置于水面上，且各太阳能电池组件6对应地固定于各光伏阵列支承架上，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。
其中，套管式连接结构包括若干主杆3，连接主杆3的若干连接管2，若干所述主杆3通过连接管2套管式联接固定，螺杆穿过主杆3与连接管2，并通过拧紧螺母固定连接，若干固定杆13与所述主杆3交叉固定，主杆3、连接管2和固定杆13形成一矩形方列或正方形方列，多个矩形方列和正方形方列边边相连，构成套管式连接结构。
光伏阵列支承架包括与主杆3两端连接管2固定连接的高支撑件4和低支撑件5，也可将高支撑件4和低支撑件5直接焊接在连接管2上，或者与连接管2一体成型，低支撑件5配合设有太阳能电池组件6的插槽7，高支撑件4上端设置用于支撑太阳能电池组件6的支撑板9、固定所述太阳能电池组件6于支撑板9的压板8，压板8与支撑板9通过螺纹连接固定；高支撑件4的支撑板9和压板8之间夹着太阳能电池组件的一端，低支撑件4的插槽7插入太阳能电池组件的相对端，将太阳能电池组件6固定在光伏阵列支承架上，同时使得光伏阵列的入光面为倾斜面，根据地域的不同，可相应调整高支撑件4和低支撑件5的相对高度，适于不同地域，使得倾斜面的倾斜角度为当地全年光伏阵列最佳倾角，例如：例如：浙江地区的倾斜角度为20°、江苏地区的倾斜角度为12°、福建地区的倾斜角度为21°、广东地区的倾斜角度为22°。
浮体为若干与主杆3固定连接的浮箱10，若干浮箱10通过与主杆3的连接形成潜式或半潜式的浮体。浮箱10配合主杆3设有与其贴合的凹槽11，并设有与主杆3通过螺纹连接固定的凸块12，凸块12设置在浮箱10的两侧，设有螺孔，穿过螺孔与主杆3固定连接。
本实施例中，凸块12夹设在垂直交错设置的固定杆13与主杆3之间，一长螺杆自上而下穿过主杆3、凸块12和固定杆13，通过螺母固定，从而加固浮箱10与主杆3的固定，使得浮箱10作为浮体托起套管式连接结构，也可将螺杆和螺母换成插销固定连接。
套管式连接结构的连接管2上设置管夹15，通过管夹15连接绳14，绳14是一种钢丝绳，为了更好的固定水上太阳能发电系统在水上的位置，一方面在离岸最远的一面设置一根或两根钢丝绳与水底锚桩类固定结构相连接，在离岸近的一侧根据设置一根或两根钢丝绳与离岸的水泥桩相连接。
本实施例中，套管式连接结构采用材料、光伏阵列支承架采用材料、浮箱（10）采用材料均为食品用聚乙烯料，以适用于任何水产养殖等水域。
本实施例中，光伏阵列发电可以直接与陆地电网连接，也通过海底安全输电线路的输电连接。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本专利的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本专利的保护范围，即凡依本专利所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落入本专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种水上太阳能光伏发电系统，包括若干阵列排布的太阳能电池组件、用于固定各太阳能电池组件（6）的漂浮于水面的水上光伏阵列支架台，所述各阵列排布的太阳能电池组件（6）连接形成光伏阵列，其特征在于：所述水上光伏阵列支架台包括置于水上的浮体、与浮体固定连接的套管式连接结构、若干固定于套管式连接结构上的光伏阵列支承架，所述光伏阵列支承架与套管式连接结构构成刚性支架式一体结构，呈离岛式或半岛式置于水面上，且各太阳能电池组件（6）对应地固定于各光伏阵列支承架上，所述光伏阵列经光伏系统平衡器件和并网逆变器通过电缆接入公共电网或本地负载，或者通过电缆与光伏控制器和蓄电池组或离网逆变器连接用于给水上或离岸的直流或交流负载供电。
2.根据权利要求1所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述套管式连接结构包括若干主杆（3），连接主杆（3）的连接管（2），若干所述主杆(3)通过连接管（2）套管式联接固定，若干固定杆（13）与所述主杆（3）交叉固定，构成套管式连接结构。
3.根据权利要求2所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述光伏阵列支承架包括与主杆（3）两端连接管（2）固定连接的高支撑件（4）和低支撑件（5），所述低支撑件（5）配合设有太阳能电池组件（6）的插槽（7），所述高支撑件（4）上端设置用于支撑所述太阳能电池组件（6）的支撑板（9）、固定所述太阳能电池组件（6）于所述支撑板（9）的压板（8），所述压板（8）与所述支撑板（9）通过螺纹连接固定；所述高支撑件（4）和低支撑件（5）固定太阳能电池组件（6）的入光面为倾斜面，倾斜角度为当地全年光伏阵列最佳倾角。
4.根据权利要求3所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述浮体为若干与主杆（3）固定连接的浮箱（10），若干所述浮箱（10）通过与主杆（3）的连接形成潜式或半潜式的浮体。
5.根据权利要求4所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述浮箱（10）配合设有与主杆（3）贴合的凹槽（11），所述浮箱（10）还设有与主杆（3）通过螺纹连接固定的凸块（12）。
6.根据权利要求5所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述凸块（12）夹设在所述固定杆（13）与所述主杆（3）之间，并通过螺纹连接固定主杆（3）、凸块（12）和固定杆（13），加固所述浮箱（10）与所述主杆（3），加固所述套管式连接结构。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述套管式连接结构上设有管夹（15），所述管夹（15）连接绳（14），所述绳（14）与水底锚桩类固定结构相连接，或与离岸桩类固定结构相连接。
8.根据权利要求1-6任一项权利要求所述的水上太阳能光伏发电系统，其特征在于：所述套管式连接结构采用材料为食品用聚乙烯料，和/或，所述光伏阵列支承架采用材料为食品用聚乙烯料，和/或，所述浮箱（10）采用材料为食品用聚乙烯料。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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