一種水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于太陽能光伏技術領域，特別涉及一種水上漂浮式太陽高度角跟蹤
目.0
【背景技術】
[0002]太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源，因無噪音、無污染、建設周期短、安全可靠等優(yōu)點受到越來越多人的青睞，應用廣泛，為緩解能源短缺和環(huán)境污染問題提供了新的出路。
[0003]太陽能光伏發(fā)電是根據光生伏特效應原理，利用太陽電池將太陽光能直接轉化為電能。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽電池板組件、控制器和逆變器，由系統(tǒng)與電網的關系劃分為并網和離網光伏發(fā)電系統(tǒng)。雖然該發(fā)電方式優(yōu)點較多，但是我們也發(fā)現(xiàn)了一些缺點，如建立一個太陽能發(fā)電站需要非常大的占地面積。隨著世界人口的大幅增長，土地資源缺乏等問題日益嚴重，而水上漂浮式光伏發(fā)電系統(tǒng)有效地突破了土地資源對光伏發(fā)電應用的制約，它可以安裝在水庫、湖泊、池塘以及水處理廠等水面上，這對土地資源稀缺但水體眾多的國家和地區(qū)來說尤其重要。
[0004]光伏發(fā)電中，光伏組件獲得太陽能的多少主要由太陽入射光線和光伏陣列法線之間的夾角即入射角Θ決定。若太陽輻射強度為E，則光伏獲得太陽能量為E*COS0，因此減小太陽光入射角可以提高光伏發(fā)電效率。太陽輻射在地球表面中任何固定的平面的入射角Θ隨晝夜、季節(jié)的變化而改變。為保證太陽光線在光伏組件上的入射角達到最佳，現(xiàn)普遍采用了太陽光跟蹤系統(tǒng)。原理是利用傳感器將太陽光是否垂直入射轉變?yōu)殡娏餍盘?，通過跟蹤控制器加以處理，實現(xiàn)跟蹤太陽入射角。太陽光跟蹤器可以分為高度角跟蹤和方位角跟蹤。本專利涉及太陽高度角跟蹤。傳統(tǒng)的太陽高度角跟蹤器通過信號控制調節(jié)可以擺動的推拉桿裝置來實現(xiàn)，本專利利用水的優(yōu)勢通過控制器控制水栗調節(jié)浮體單元兩邊懸掛的水箱里的水量改變它的重力和浮力，調節(jié)整個浮體單元的重心，達到改變浮體單元平面與水平面夾角的目的，使光伏組件跟蹤太陽高度角。
[0005]傳統(tǒng)的太陽高度角跟蹤系統(tǒng)是利用復雜的運動機械結構、傳遞電機驅動力的傳動裝置、以及用于聯(lián)接支撐裝置和傳動裝置的聯(lián)接裝置，通過電機驅動推桿來推動系統(tǒng)中央的推拉桿組合，通過光電碼盤來讀取跟蹤角度，控制步進電機轉數，從而實現(xiàn)太陽位置跟足示O
【實用新型內容】
[0006]實用新型目的:本實用新型提供了一種水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，以解決現(xiàn)有技術中的問題。
[0007]技術方案:為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]—種水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，包括設置在水面上的浮體單元，所述浮體單元包括平臺式鋼支架和浮體，所述平臺式鋼支架上設置有支撐式鋼支架，所述支撐式鋼支架上安裝有光伏組件，所述平臺式鋼支架相對的兩側均設置有水箱，所述水箱均連接有雙向水栗，所述平臺式鋼支架中部安裝有角度傳感器，所述光伏組件上安裝有控制器。
[0009]進一步的，所述平臺式鋼支架相對的兩側的水箱相互對稱。
[0010]進一步的，所述雙向水栗通過水管一端與水面相連，另一端與水箱連接。
[0011]進一步的，所述光伏組件上還安裝有風速風向傳感器。
[0012]進一步的，所述平臺式鋼支架的兩側通過鋼索連接有另一個平臺式鋼支架或者通過鋼索連接有可調式限位粧。
[0013]進一步的，所述平臺式鋼支架內裝配有若干個浮體。
[0014]進一步的，所述每個浮體均通過抱箍固定于平臺式鋼支架內。
[0015]進一步的，所述控制器連接雙向水栗，所述風速風向傳感器和角度傳感器均連接控制器。
[0016]有益效果:本實用新型利用水上漂浮的優(yōu)勢省去了復雜運動機械結構的設計，通過控制器控制雙向水栗調節(jié)浮體單元兩邊懸掛的水箱里的水量改變它的重力和浮力，調節(jié)整個浮體單元的重心，達到改變浮體單元平面與水平面夾角的目的，使光伏組件跟蹤太陽高度角。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型控制系統(tǒng)框圖；
[0018]圖2是本實用新型的三維效果圖；
[0019]圖3是本實用新型浮體單元的結構示意圖；
[0020]圖4是本實用新型局部結構示意圖；
[0021]圖5是本實用新型浮體的結構示意圖；
[0022]其中:1_平臺式鋼支架，2-支撐式鋼支架，3-雙向水栗，4-水箱，5-水管，6-光伏組件，7-浮體，8-鋼索，9-風速風向傳感器，10-控制器，11-角度傳感器，12-可調式限位粧，13-抱雜。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明。
[0024]如圖所示，一種水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，包括設置在水面上的浮體單元，所述浮體單元包括平臺式鋼支架I和浮體7，所述平臺式鋼支架I上設置有支撐式鋼支架2，所述支撐式鋼支架I上安裝有光伏組件6，所述平臺式鋼支架I相對的兩側各設置有一個水箱4，所述水箱4均連接有雙向水栗3，所述平臺式鋼支架I中部安裝有角度傳感器11，所述光伏組件6上安裝有控制器10，支撐式鋼支架2用來支撐光伏組件，雙向水栗3使得水可往正反兩個方向輸送，所述水箱4可選擇PE水箱，水箱4中裝適量水，懸掛在浮體單元兩邊，浮在水面上。
[0025]所述平臺式鋼支架I相對的兩側的水箱4相互對稱，平臺式鋼支架I為鋼結構，用來固定浮體7，并為光伏組件6提供安裝平臺。
[0026]所述雙向水栗3通過水管5 —端與水面相連，另一端與水箱4相連接。
[0027]所述光伏組件6上還安裝有風速風向傳感器9。
[0028]所述平臺式鋼支架I的兩側通過鋼索8連接有另一個平臺式鋼支架I或者通過鋼索8連接有可調式限位粧12，所述可調式限位粧12為預制混凝土粧，用于將一排浮體單元固定在水中，可調式限位粧12可根據當地最高水位和最低水位的記錄來調整限位粧的高度。
[0029]所述平臺式鋼支架I內裝配有若干個浮體7，浮體7可為塑料管狀浮體。
[0030]所述每個浮體7均通過抱箍13固定于平臺式鋼支架I內。
[0031]所述控制器10連接雙向水栗3，所述風速風向傳感器9和角度傳感器11均連接控制器10 ;風速風向傳感器9測風速和風向，角度傳感器11檢測浮體單元平面(或光伏組件)與水平面夾角，風速風向傳感器9和角度傳感器11將信號傳遞至控制器10，控制器10驅動雙向水栗3工作。
[0032]控制器10采用天文學算法，精確計算當地實時的太陽高度角；控制器10計算出的太陽高度角與角度傳感器11檢測到的船體平面與水平面的夾角進行比較計算，根據比較結果發(fā)出控制信號，再轉變?yōu)轵寗有盘栻寗与p向水栗3工作，調節(jié)水箱5水量，改變浮體單元重心，調整浮體平面與水平面夾角；當達到設定的調節(jié)角度時，水栗停止工作?？刂破骶哂凶晕冶Ｗo功能，當風速風向傳感器9檢測到風速過大或船體傾角過大時，向雙向水栗3發(fā)出保護信號，調節(jié)水箱4水量，盡量減小風對系統(tǒng)的影響。另外可對控制器10設定固定周期如每周或每月一次調節(jié)高度角，也可以每天實時跟蹤太陽高度角。
[0033]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，包括設置在水面上的浮體單元，所述浮體單元包括平臺式鋼支架和浮體，所述平臺式鋼支架上設置有支撐式鋼支架，所述支撐式鋼支架上安裝有光伏組件，其特征在于:所述平臺式鋼支架(1)相對的兩側均設置有水箱(4)，所述水箱(4)均連接有雙向水栗(3)，所述平臺式鋼支架(1)中部安裝有角度傳感器(11)，所述光伏組件(6)上安裝有控制器(10)。2.根據權利要求1所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述平臺式鋼支架(1)相對的兩側的水箱(4)相互對稱。3.根據權利要求1所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述雙向水栗(3)通過水管(5) —端與水面相連，另一端與水箱(4)相連接。4.根據權利要求1所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述光伏組件(6)上還安裝有風速風向傳感器(9)。5.根據權利要求1所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述平臺式鋼支架(1)的兩側通過鋼索(8)連接有另一個平臺式鋼支架(1)或者通過鋼索(8)連接有可調式限位粧(12)。6.根據權利要求1所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述平臺式鋼支架(1)內裝配有若干個浮體(7)。7.根據權利要求6所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述每個浮體(7)均通過抱箍(13)固定于平臺式鋼支架(1)內。8.根據權利要求4所述的水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，其特征在于:所述控制器(10)連接雙向水栗(3)，所述風速風向傳感器(9)和角度傳感器(11)均連接控制器(10)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種水上漂浮式太陽高度角跟蹤裝置，包括設置在水面上的浮體單元，所述浮體單元包括平臺式鋼支架和浮體，所述平臺式鋼支架上設置有支撐式鋼支架，所述支撐式鋼支架上安裝有光伏組件，所述平臺式鋼支架相對的兩側均設置有水箱，所述水箱均連接有雙向水泵，所述平臺式鋼支架中部安裝有角度傳感器，所述光伏組件上安裝有控制器；本實用新型利用水上漂浮的優(yōu)勢省去了復雜運動機械結構的設計，通過控制器控制雙向水泵調節(jié)浮體單元兩邊懸掛的水箱里的水量改變它的重力和浮力，調節(jié)整個浮體單元的重心，達到改變浮體單元平面與水平面夾角的目的，使光伏組件跟蹤太陽高度角。
【IPC分類】H02S20/32, G05D3/12
【公開號】CN205029614
【申請?zhí)枴緾N201520777018
【發(fā)明人】莊麗, 王慧, 冷吉果, 史君海, 王以付, 瞿建國, 趙榮俊
【申請人】江蘇藍天光伏科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月8日