一種水上光伏組件承載單元方陣及使用其的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水上光伏組件承載單元方陣及使用其的發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述水上光伏組件承載單元方陣包括由浮動平臺相互配合形成的方陣，所述方陣中相鄰兩列浮動平臺的配合部經鋼纜貫穿連接，所述鋼纜經安裝在方陣側邊的固定邊條固定。將多個所述水上光伏組件承載單元方陣拼接起來作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件的承載體，即可實現(xiàn)通過光伏發(fā)電系統(tǒng)對水上太陽能的利用，具有結構簡單、成本低、搭建方便、環(huán)境適應性強等優(yōu)點，應用前景廣闊。
【專利說明】一種水上光伏組件承載單元方陣及使用其的發(fā)電系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光伏組件承載件及使用其的發(fā)電系統(tǒng)，具體地講是涉及一種用于水上光伏發(fā)電的光伏組件承載單元方陣及使用其的發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]太陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源。據估算，地球上每年接收的太陽能，相當于地球上每年燃燒其他燃料所獲能量的3000倍，因此太陽能發(fā)電是最理想的新能源。隨著社會經濟的飛速發(fā)展，工業(yè)化生產以及日常生活對電力能源的需求不斷增加，供電壓力也日益增大，采用傳統(tǒng)燃料作為電力來源，一方面要消耗常規(guī)能源，另一方面對環(huán)境造成一定的污染，在一定程度上制約了經濟的發(fā)展。太陽能作為理想的可再生能源受到了許多國家的重視。隨著科學技術的進步，人們加強了對太陽能等一些潔凈能源的開發(fā)和利用，特別是最近幾年太陽能光伏產業(yè)迅猛發(fā)展，新技術不斷涌現(xiàn)，光伏電池成本不斷下降，為發(fā)展光伏電站提供了很好的發(fā)展機遇。
[0003]目前絕大部分的光伏電站都建在陸地上、屋頂上，但土地的使用成本很高，而且還要受地域限制。我國水域面積遼闊，水上太陽能豐富，但建在水面上的光伏電站還很少，且都是仿照地面或屋頂光伏電站的模式，在水中搭設支架，再鋪設光伏組件，規(guī)模比較小。事實上，受水深、水位變化、氣候、工程成本、安裝以及維護難度等因素的影響，并不適宜運用支架系統(tǒng)建設水上光伏電站，要推廣水上光伏發(fā)電系統(tǒng)，需要提供一種具有低成本、方便搭建、環(huán)境適應性強等特點的光伏組件水上承載結構。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種成本低、搭建以及擴展方便、環(huán)境適應性強的水上光伏組件承載結構及使用該承載結構的發(fā)電系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種水上光伏組件承載單元方陣，包括由浮動平臺相互配合形成的方陣，所述方陣中相鄰兩列浮動平臺的配合部經鋼纜貫穿連接，所述鋼纜經安裝在方陣側邊的固定邊條固定。其中，所述浮動平臺可以采用塑料材質的中空密封結構，從而保證所述承載單元方陣所需要的浮力。
[0006]進一步地，所述浮動平臺的上表面可以設有貫通槽，所述貫通槽的設置是為了方便布置連接光伏組件的連接線。
[0007]為了使所述浮動平臺上的布線更規(guī)整，可以在所述貫通槽中安裝連接線卡塊，將所述貫通槽中的組件連接線固定。
[0008]為保證所述單元方陣的牢固性，所述鋼纜還可經鋼纜夾進一步固定。
[0009]為了避免所述單元方陣與其他物體的硬性碰撞對其造成損傷，所述方陣的側邊裝有緩沖墊。
[0010]在所述單元方陣與其他物體發(fā)生碰撞時，相鄰兩個浮動平臺之間也會有相互作用力，為避免該相互作用力對浮動平臺造成損害，可以在相鄰兩個所述浮動平臺之間裝緩沖墊。
[0011]優(yōu)選地，所述緩沖墊可以為橡膠墊。
[0012]該單元方陣是水上光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本單元，通過單元方陣數量的擴展可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)容量的擴充。除鋼纜夾以外，整個單元方陣不使用任何其它的金屬緊固件。浮動平臺的設置可以滿足整個發(fā)電系統(tǒng)水面部分所需要的浮力。實地施工的時候，先將并列相鄰的兩個浮動平臺經其上的配合部配合連接，再用鋼纜穿過浮動平臺上的配合部，這樣就完成了浮動平臺相互間的連接；然后再將鋼纜穿過緩沖墊、固定邊條，再用鋼纜夾將鋼纜固定在固定邊條上，依次重復后，就完成了單元方陣的搭建，非常方便。該單元方陣可以先在陸地上拼裝好，再拖入水中。相鄰單元方陣之間通過固定邊條上的孔用鋼纜連接即可。對于不同容量的發(fā)電系統(tǒng)，只需對單元方陣的數量進行擴展即可完成，擴容比較方便。
[0013]本發(fā)明還公開了一種使用上述水上光伏組件承載單元方陣的發(fā)電系統(tǒng)，包括水上光伏組件承載系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述水上光伏組件承載系統(tǒng)包括相互連接的所述水上光伏組件承載單元方陣，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件，所述光伏組件安裝在所述水上光伏組件承載單元方陣的浮動平臺的上表面。
[0014]其中，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、匯流箱、配電柜、逆變器、變壓器等常規(guī)部件，光伏組件之間的串聯(lián)通過組件自帶的連接線就可以完成，并聯(lián)連接線用來連接串聯(lián)的電池組，并通過連接線卡塊固定在浮動平臺上，然后再連接到匯流箱，再依次與配電柜、逆變器、變壓器相連，最后接入電網。
[0015]為了方便工作人員對發(fā)電系統(tǒng)進行各種操作和日常維護，所述發(fā)電系統(tǒng)還包括分布在所述單元方陣之間的走廊通道，所述走廊通道包括由鋼纜連接的浮動通道板，所述浮動通道板上設有走線槽，所述走線槽上設有線纜防護板。其中，走線槽可用于布置匯流線纜，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的匯流箱可以布置在走廊通道上，匯流箱的匯流線纜可通過所述走線槽與設置在岸上的配電柜相連，且所述線纜防護板可有效保護匯流線纜。
[0016]選擇性地，所述浮動通道板可選用浮動平臺，所述走線槽設在所述浮動平臺的下表面。即將所述浮動平臺的背面朝上，用作走廊通道的正面，這樣可以避免重新設計浮動通道板，從而有效節(jié)約走廊通道的制造成本。
[0017]進一步地，為了緩解水面上的波浪、阻擋上游漂來的雜物或失控的船只，保證發(fā)電系統(tǒng)的正常運行，所述發(fā)電系統(tǒng)還包括有外圍防護系統(tǒng)，所述外圍防護系統(tǒng)包括打入水體底部的水底樁、帶圓環(huán)的鋼構軌道和防護箱，其中，所述鋼構軌道沿所述水上光伏組件承載系統(tǒng)的外圍設置，所述防護箱經鋼纜固定在所述鋼構軌道上，所述鋼構軌道上的圓環(huán)活動套設在水底樁上。這樣，漂浮在水面上的部件就可以隨著水位的變化進行上下縱向移動，并通過水底樁進行水平方向定位，從而大大增強了發(fā)電系統(tǒng)的環(huán)境適應能力。
[0018]更近一步地，為了方便對光伏組件進行清潔維護，所述發(fā)電系統(tǒng)還包括自清潔系統(tǒng)，所述自清潔系統(tǒng)包括鋼構軌道、連接橫梁、滾輪系統(tǒng)和運輸平臺，所述連接橫梁兩側連接所述滾輪系統(tǒng)，并由所述滾輪系統(tǒng)控制其沿所述鋼構軌道的往復運動；所述連接橫梁的下部安裝有高壓噴淋系統(tǒng)；所述高壓噴淋系統(tǒng)隨著所述連接橫梁沿鋼構軌道運動時，噴出的高壓水柱對光伏組件進行清潔。所述運輸平臺活動安裝在所述連接橫梁上，通過連接橫梁在鋼構軌道上的往復運動以及運輸平臺在連接橫梁上的往復運動，可以實現(xiàn)運輸平臺在鋼構軌道所包圍的范圍內的二維方向上的運動，以方便到達光伏組件鋪設的任意位置。
[0019]本發(fā)明中，所述的浮動平臺是指具有一定強度且易于相互連接的漂浮件，用于在水面上承載光伏組件，可以是實心結構的漂浮件如泡沫板等，也可以是密封空心結構的漂浮件如密封空心塑料箱體等。
[0020]本發(fā)明通過對光伏組件承載結構的改進，使得光伏組件能夠在不使用支架系統(tǒng)的情況下設置在水面上，且結構簡單、制造方便、成本低、搭建方便、擴展性強、環(huán)境適應性好、維護方便，具有廣闊的應用前景，從而使得廣泛利用水上太陽能成為可能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]圖1是本發(fā)明所述水上光伏組件承載單元方陣的結構示意圖；
圖2是圖1的局部放大圖；
圖3是本發(fā)明所述發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件承載系統(tǒng)的俯視圖；
圖4是本發(fā)明所述浮動通道板的結構示意圖；
圖5是本發(fā)明所述外圍防護系統(tǒng)的俯視圖；
圖6是本發(fā)明所述外圍防護系統(tǒng)的側視圖；
圖7是本發(fā)明所述自清潔系統(tǒng)的俯視圖；
圖8是本發(fā)明所述自清潔系統(tǒng)的側視圖；
圖9是本發(fā)明所述發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件承載系統(tǒng)的立體結構示意圖，
圖中:
1、固定邊條；2、鋼纜夾；3、緩沖墊；4、浮動平臺；5、鋼纜；6、連接線卡塊；7、貫通槽；8、固定邊條連接孔；9、水上光伏組件承載單元方陣；10、線纜防護板；11、水底樁；12、鋼構軌道、13、防護箱；14、滾輪系統(tǒng)；15、運輸平臺；16、匯流箱；17、連接橫梁；18、走廊通道；19、
走線槽。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
如圖1、圖2所示的水上光伏組件承載單元方陣，包括由浮動平臺4相互配合形成的方陣，所述方陣中相鄰兩列浮動平臺4的配合部經鋼纜5貫穿連接，所述鋼纜5經安裝在方陣側邊的固定邊條I固定并經鋼纜夾2進一步固定；所述浮動平臺4的上表面設有貫通槽7，且在所述貫通槽7中安裝有連接線卡塊6，組件連接線可設置在所述貫通槽7中并用連接線卡塊6固定；所述方陣的側邊裝有橡膠緩沖墊3。
[0024]具體地，所述浮動平臺4的配合方式可設為凹凸交錯配合，鋼纜5貫穿每個浮動平臺4上的凸出部位即可將相鄰兩列的浮動平臺4連接起來，然后在每一列的末端，所述鋼纜5依次穿過橡膠緩沖墊3和固定邊條1，再用鋼纜夾2將鋼纜5進一步固定在所述固定邊條I上，依次重復即可完成單元方陣的搭建。該單元方陣可在陸地上拼裝好后再拖入水中，無需在水上操作，非常方便，相鄰單元方陣之間可通過固定邊條連接孔8用鋼纜5連接。
[0025]選擇性地，在相鄰兩個所述浮動平臺4之間也可以安裝緩沖墊3，且所述緩沖墊3還可以是除橡膠以外的其他可以起到緩沖作用的材料。[0026]實施例2
如圖3-9所示的發(fā)電系統(tǒng)，包括水上光伏組件承載系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述水上光伏組件承載系統(tǒng)包括相互連接的水上光伏組件承載單元方陣9，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件安裝在所述水上光伏組件承載單元方陣9的浮動平臺4的上表面；進一步地，在所述浮動平臺4之間還設有走廊通道18，所述走廊通道18包括由鋼纜5連接的浮動通道板，所述浮動通道板上設有走線槽19，所述走線槽19上設有線纜防護板10，且所述浮動通道板即為浮動平臺4，所述走線槽19設在所述浮動平臺4的下表面；在所述水上光伏組件承載系統(tǒng)9的外圍還設有外圍防護系統(tǒng)，所述外圍防護系統(tǒng)包括打入水體底部的水底樁11、帶圓環(huán)的鋼構軌道12和防護箱13，其中，所述鋼構軌道12沿所述水上光伏組件承載系統(tǒng)的外圍設置，所述防護箱13經鋼纜5固定在所述鋼構軌道12上，所述鋼構軌道12上的圓環(huán)活動套設在水底樁11上；更進一步地，所述發(fā)電系統(tǒng)還包括自清潔系統(tǒng)，所述自清潔系統(tǒng)包括鋼構軌道12、連接橫梁17、滾輪系統(tǒng)14和運輸平臺15，所述滾輪系統(tǒng)14設置在相對的兩條所述鋼構軌道12上，所述連接橫梁17的兩端分別與兩側的所述滾輪系統(tǒng)14連接，并由所述滾輪系統(tǒng)14控制其沿所述鋼構軌道12的往復運動；所述連接橫梁17的下部安裝有高壓噴淋系統(tǒng)；所述運輸平臺15活動安裝在所述連接橫梁17上。
[0027]選擇性地，所述外圍防護系統(tǒng)中包含的鋼構軌道和所述自清潔系統(tǒng)中包含的鋼構軌道可以一體化共同設置，也可分別設置，本實施例中即選擇一體化共同設置，這樣可以簡化結構、節(jié)約成本。
[0028]具體而言，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件、匯流箱16、配電柜、逆變器、變壓器等常規(guī)部件，其中，根據實際位置情況和成本核算，所述匯流箱16、配電柜、逆變器、變壓器等其他附件均可選擇性地布置在岸上或水面上；所述光伏組件之間的串聯(lián)通過組件自帶的連接線就可以完成，并聯(lián)連接線用來連接串聯(lián)的電池組，匯流后通過連接線卡塊6固定在浮動平臺4上的走線槽19內，并用線纜防護板10覆蓋保護；然后連接到匯流箱16，再依次與配電柜、逆變器、變壓器相連，最后接入電網。所述自清潔系統(tǒng)中的電動滾輪系統(tǒng)14安裝在連接橫梁17的兩端，從而帶動連接橫梁17沿鋼構軌道12做往復運動；高壓噴淋系統(tǒng)安裝在連接橫梁17的下方并通過電磁閥門控制噴淋的區(qū)域，所述高壓噴淋系統(tǒng)在沿著鋼構軌道12運動時，噴出的高壓水柱對光伏組件進行清潔；運輸平臺15活動安裝在連接橫梁17的上方，亦可隨所述連接橫梁17沿鋼構軌道12作往復運動，用作物料運輸平臺和工作人員操作平臺。
[0029]該發(fā)電系統(tǒng)可以大面積利用水上太陽能，且成本低、結構簡單、搭建方便、環(huán)境適應性強，為推廣水上光伏產業(yè)提供了有效保障。
[0030]以上實施例僅用于對本發(fā)明進行具體說明，其并不對本發(fā)明的保護范圍起到任何限定作用，本發(fā)明的保護范圍由權利要求確定。根據本領域的公知技術和本發(fā)明所公開的技術方案，可以推導或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種水上光伏組件承載單元方陣，其特征在于:包括由浮動平臺(4)相互配合形成的方陣，所述方陣中相鄰兩列浮動平臺(4)的配合部經鋼纜(5)貫穿連接，所述鋼纜(5)經安裝在方陣側邊的固定邊條(I)固定。
2.根據權利要求1所述的水上光伏組件承載單元方陣，其特征在于:所述浮動平臺(4)的上表面設有貫通槽(7)。
3.根據權利要求2所述的水上光伏組件承載單元方陣，其特征在于:所述貫通槽(7)中安裝有連接線卡塊(6)。
4.根據權利要求1所述的水上光伏組件承載單元方陣，其特征在于:所述鋼纜(5)經鋼纜夾(2)進一步固定。
5.根據權利要求1所述的水上光伏組件承載單元方陣，其特征在于:所述方陣的側邊裝有緩沖墊(3)。
6.根據權利要求1所述的水上光伏組件承載單元方陣，其特征在于:相鄰兩個所述浮動平臺(4)之間裝有緩沖墊(3)。
7.一種包含權利要求1所述的水上光伏組件承載單元方陣的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括水上光伏組件承載系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中，所述水上光伏組件承載系統(tǒng)包括相互連接的所述水上光伏組件承載單元方陣(9)，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括光伏組件，所述光伏組件安裝在所述水上光伏組件承載單元方陣(9)的浮動平臺(4)的上表面。
8.根據權利要求7所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括分布在所述浮動平臺(4)之間的走廊通道(18)，所述走廊通道(18)包括由鋼纜(5)連接的浮動通道板，所述浮動通道板上設有走線槽(19)，所述走線槽(19)上設有線纜防護板(10)。
9.根據權利要求8所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述浮動通道板為浮動平臺(4)，所述走線槽(19)設在所述浮動平臺(4)的下表面。
10.根據權利要求7所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括外圍防護系統(tǒng)，所述外圍防護系統(tǒng)包括打入水體底部的水底樁(11)、帶圓環(huán)的鋼構軌道(12)和防護箱(13)，其中，所述鋼構軌道(12)沿所述水上光伏組件承載系統(tǒng)(9)的外圍設置，所述防護箱(13)經鋼纜(5)固定在所述鋼構軌道(12)上，所述鋼構軌道(12)上的圓環(huán)活動套設在水底樁(11)上。
11.根據權利要求7-10任一項所述的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:還包括自清潔系統(tǒng)，所述自清潔系統(tǒng)包括鋼構軌道(12)、連接橫梁(17)、滾輪系統(tǒng)(14)和運輸平臺(15)，所述連接橫梁(17)連通所述鋼構軌道(12)相對的兩側，并由所述滾輪系統(tǒng)(14)控制其沿所述鋼構軌道(12)的往復運動；所述連接橫梁(17)的下部安裝有高壓噴淋系統(tǒng)；所述運輸平臺(15)活動安裝在所述連接橫梁(17)上。
【文檔編號】H02S20/00GK103986406SQ201310048961
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月7日 優(yōu)先權日:2013年2月7日
【發(fā)明者】斯哥特·波頓, 彭侃, 辛科, 喬志強 申請人:漢能新材料科技有限公司