用于控制水上結(jié)構(gòu)物的裝置及方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，提供一種水上結(jié)構(gòu)物控制裝置，其中，所述裝置包括：水上結(jié)構(gòu)物，其安裝為能漂浮于水面上；柱子，其以貫穿上述水上結(jié)構(gòu)物的中心的方式直立固定，以根據(jù)水位引導(dǎo)上述水上結(jié)構(gòu)物的升降；水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其設(shè)有一對第一和第二動力裝置與一對第一和第二連接線，其中，上述成對第一和第二動力裝置設(shè)置于地面上，上述成對第一和第二連接線的兩端分別與上述第一和第二動力裝置以及上述水上結(jié)構(gòu)物以相互交叉的方式連接；連接線纏繞測量機構(gòu)，其與上述第一連接線相對應(yīng)地固定設(shè)置在地面上，用于測量纏繞量；以及控制機構(gòu)，其與上述連接線纏繞測量機構(gòu)相連接，并根據(jù)隨各季節(jié)太陽軌道而不同的基準(zhǔn)角正逆控制上述成對第一和第二動力裝置的操作。由此，本發(fā)明可根據(jù)太陽的軌道，精確地控制水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)。
【專利說明】用于控制水上結(jié)構(gòu)物的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在漂浮于水面上的狀態(tài)下跟蹤太陽的位置，將入射光的太陽能轉(zhuǎn)變成電能的太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，設(shè)有太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物(FLOATING STRUCTURE)能夠漂浮的方式在C:水池、湖水等運用。
[0003]一般而言，太陽能發(fā)電是指基于太陽能電池將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電力的發(fā)電方法，該發(fā)電方法由半導(dǎo)體材料形成的太陽能電池接收太陽能之后直接轉(zhuǎn)化成電能，不同于利用太陽輻射能產(chǎn)生熱能再轉(zhuǎn)換成能源的太陽熱發(fā)電方法。
[0004]具體地，傳統(tǒng)的太陽能發(fā)電設(shè)備包括:水上結(jié)構(gòu)物，其能夠漂浮于水；太陽能電池模塊(Solar Cell Module)，在上述水上結(jié)構(gòu)物上相互連接有上述多個太陽能電池，將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能；水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，根據(jù)太陽的軌道對上述水上結(jié)構(gòu)物進行旋轉(zhuǎn)。
[0005]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，上述太陽能電池模塊的電生產(chǎn)效率根據(jù)太陽光的入射角決定，因此必需按照不同季節(jié)的不同時間，利用上述水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)對上述水上結(jié)構(gòu)物進行旋轉(zhuǎn)。
[0006]但是，上述水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使用交叉一對連接線將設(shè)置于地面的一對動力機構(gòu)與上述水上結(jié)構(gòu)物的邊緣兩側(cè)連接，通過退繞、纏繞連接線的方法對上述水上結(jié)構(gòu)物進行旋轉(zhuǎn)，但是無法對所述一對連接線的退繞量與纏繞量進行精確測量，因此存在無法對上述水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)進行精確控制的問題。
[0007]并且，由于貯水池或湖水的水位受環(huán)境因素的影響發(fā)生變化，因此在水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的連接線上可形成張力，如果大于拉伸強度的張力作用于連接線，則發(fā)生連接線斷線的情況。因此貯水池或者湖水的水位變化有可能威脅設(shè)置于其上的水上結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。
[0008]同時，曾經(jīng)研究出這樣的太陽能發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)，其將柱子以直立的狀態(tài)內(nèi)插于水上結(jié)構(gòu)物的中心，以最小化水上結(jié)構(gòu)物受水上環(huán)境的影響發(fā)生晃動或者沖擊的同時、引導(dǎo)水上結(jié)構(gòu)物的上下運動，并且借助另一支撐機構(gòu)牢固地支撐該柱子。
[0009]因此，水上結(jié)構(gòu)物能以柱子為中心，隨著太陽光按照一定軌道穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。在上述水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)受波浪或者風(fēng)的影響破損的情況下，防止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)被解除，從而無法對太陽能電池模塊的入射角進行調(diào)節(jié)以及無法實現(xiàn)太陽能發(fā)電的穩(wěn)定運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]要解決的技術(shù)問題
[0011]本發(fā)明是用于解決上述問題而提出來的，其目的在于提供太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置以及控制方法，其能夠?qū)ι鲜鏊辖Y(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)進行精確的控制。
[0012]并且，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置，其即使在貯水池或者湖水等發(fā)生水位變化的情況下也能夠維持穩(wěn)定性。
[0013]并且，本發(fā)明的又一目的在于，提供一種水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置，其在用于旋轉(zhuǎn)水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)破損的情況下，能夠臨時支撐水上結(jié)構(gòu)物。
[0014]技術(shù)方案
[0015]用于實現(xiàn)上述目的的根據(jù)本發(fā)明一方面的一種用于控制太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的裝置，包括:水上結(jié)構(gòu)物，其能夠漂浮于水上；柱子，其以貫穿上述水上結(jié)構(gòu)物的中心的方式直立固定，并根據(jù)水位引導(dǎo)上述水上結(jié)構(gòu)物的升降；水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，其設(shè)有一對第一和第二動力裝置與一對第一和第二連接線，其中，上述成對第一和第二動力裝置設(shè)置于地面上，上述成對第一和第二連接線的兩端分別與上述第一和第二動力裝置以及上述水上結(jié)構(gòu)物以相互交叉的方式連接；連接線纏繞測量機構(gòu)，其與上述第一連接線相對應(yīng)地固定設(shè)置在地面上，并用于測量纏繞量；以及控制機構(gòu)，其與上述連接線纏繞測量機構(gòu)相連接，并根據(jù)各季節(jié)太陽軌道而不同的基準(zhǔn)角正逆控制上述成對第一和第二動力裝置的致動。
[0016]上述連接線纏繞測量機構(gòu)可包括:固定部件，其固定設(shè)置于地面上；延伸部件，其被支撐于上述固定部件的一側(cè)，并沿著上述第一連接線的長度方向延伸；多個輥，其設(shè)置于上述延伸部件的一側(cè)，以容許上述第一連接線按預(yù)定間隔纏繞，并能夠隨著上述第一連接線的纏繞而旋轉(zhuǎn)；以及傳感器部件，其固定于上述延伸部件的另一側(cè)，用于檢測所述多個輥中的一個的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0017]上述傳感器部件可包括桿與傳感器，上述桿延伸到所述多個輥中的所述一個的外側(cè)并與以互鎖方式旋轉(zhuǎn)，上述傳感器與上述桿相對應(yīng)地設(shè)置于延伸部件的另一側(cè)。
[0018]上述傳感器與上述控制機構(gòu)電連接。
[0019]根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種用于控制太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的方法，該方法包括如下步驟:第一步驟，正逆致動第一和第二動力裝置；第三步驟，基于第一連接線的纏繞量，測量水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)角度；第四步驟，將測得的水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)角度與根據(jù)各季節(jié)太陽軌道而輸入的基準(zhǔn)角進行比較；以及第五步驟，通過停止致動第一和第二動力裝置，固定水上結(jié)構(gòu)物。
[0020]本發(fā)明還可包括第二步驟，當(dāng)正逆致動第一和第二動力裝置時，測量設(shè)有桿的輥的旋轉(zhuǎn)時間。
[0021]根據(jù)本發(fā)明另一方面的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置，還可包括水位測量單元，上述水位測量單元位于上述柱子的內(nèi)部空間內(nèi)，用于測量水位
[0022]上述柱子可形成有空氣流入孔與水流入孔，其中，上述空氣流入孔設(shè)于上述柱子的上部，以使空氣流入內(nèi)部空間內(nèi)，上述水流入孔設(shè)于上述柱子的下部，以使水流入內(nèi)部空間內(nèi)。
[0023]上述水位測量單元可包括:浮力部件，其位于流入上述柱子的內(nèi)部空間內(nèi)的水的水面上；距離測量傳感器，其安裝于上述水上結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部空間內(nèi)，用于測量距離測量傳感器與上述浮力部件之間的距離。
[0024]根據(jù)本發(fā)明又一方面的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置，還可包括防旋轉(zhuǎn)用連接線，上述防旋轉(zhuǎn)用連接線的中心纏繞于上述柱子的頂端部和底端部中的一處，而且兩端緊固于上述水上結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)處。[0025]防旋轉(zhuǎn)用連接線的兩端部可以以不妨礙所述水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)的方式松散地安裝。
[0026]在上述柱子上可設(shè)有連接線固定部件，上述連接線固定部件用于固定上述防旋轉(zhuǎn)用連接線的纏繞位置。
[0027]有益.效果
[0028]如上所述地，在根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于控制太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的裝置以及方法中，能夠按照太陽軌道精確地對水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)進行控制。
[0029]并且，根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于控制太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的裝置在貯水池或者湖水發(fā)生水位變化的情況下也能夠維持穩(wěn)定性。
[0030]并且，根據(jù)本發(fā)明又一實施例的用于控制太陽能發(fā)電設(shè)備的水上結(jié)構(gòu)物的裝置，即使當(dāng)水上結(jié)構(gòu)物受惡劣天氣影響導(dǎo)致連接線斷開而不可控制時，也能臨時以安全方式支撐水上結(jié)構(gòu)物，由此不僅能夠防止太陽能發(fā)電設(shè)備的破損，還能夠使修復(fù)運行部件的太陽能發(fā)電設(shè)備穩(wěn)定地運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置的視圖；
[0032]圖2是放大顯示圖1的連接線纏繞測量機構(gòu)的一側(cè)面的視圖；
[0033]圖3是圖2的連接線纏繞測量機構(gòu)的另一側(cè)面的側(cè)視圖；
[0034]圖4是表示由根據(jù)本發(fā)明一實施例的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置執(zhí)行的控制方法的流程圖；
[0035]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置的側(cè)面剖視圖；
[0036]圖6圖示出圖5的主要部件；
[0037]圖7是表示圖5的水上結(jié)構(gòu)物的操作狀態(tài)的視圖；
[0038]圖8是根據(jù)本發(fā)明又另一實施例的水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置的側(cè)面剖視圖；
[0039]圖9是表示圖8的部分“A”的視圖；
[0040]圖10是表示圖9的連接線固定部件的放大圖；以及
[0041]圖11是表示圖8的水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置的修改例的側(cè)面剖視圖。
【具體實施方式】
[0042]下面，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明一實施例的水上結(jié)構(gòu)物的控制裝置進行詳細(xì)說明。
[0043]在描述本發(fā)明之前，說明不能以通常的詞典意義限定或解釋本說明書和權(quán)利要求使用的術(shù)語或詞語，發(fā)明人為了詳細(xì)介紹本發(fā)明，可適當(dāng)定義術(shù)語的概念，應(yīng)理解為具有符合本發(fā)明的技術(shù)思想的意義與概念的意義與概念。
[0044]因此，本說明書記載的實施例與附圖結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，不代表本發(fā)明的全部技術(shù)思想，應(yīng)理解本發(fā)明的實施例會有多種等同物和修改例。
[0045]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一實施例的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置包括水上結(jié)構(gòu)物110、柱子120、水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)130、連接線纏繞測量機構(gòu)140以及控制機構(gòu)150。
[0046]上述水上結(jié)構(gòu)物110以能夠漂浮于水(W)上的材料構(gòu)成，可在水上結(jié)構(gòu)物110的預(yù)定位置，優(yōu)選地在中央處，形成有貫通孔110b。[0047]只要上述水上結(jié)構(gòu)物110具有浮力，就不限于任何特定形狀。下面以水上結(jié)構(gòu)物110以具有四角形態(tài)的板形成為例，舉例說明水上結(jié)構(gòu)物110。
[0048]該水上結(jié)構(gòu)物110的頂面上可安裝有太陽能發(fā)電設(shè)備115。上述太陽能發(fā)電設(shè)備115可包括太陽能電池模塊、電力轉(zhuǎn)換裝置(未圖示)以及蓄電池(未圖示)等。
[0049]上述太陽能電池模塊是由多個彼此連接成模塊的太陽能電池構(gòu)成的，借助于能夠改變太陽能電池模塊的角度的支撐桿117 (參照圖5)，來控制太陽能電池模塊，以調(diào)節(jié)太陽光沿垂直方向入射。
[0050]上述電力轉(zhuǎn)換裝置與太陽能電池模塊相連接，將由太陽能電池模塊產(chǎn)生的電壓與電流不均的直流電轉(zhuǎn)換成交流電。
[0051 ] 并且，上述蓄電池與電力轉(zhuǎn)換裝置相連接來積累電。
[0052]同時，上述水上結(jié)構(gòu)物110包括具有預(yù)定穿孔截面的槽孔110a，使得水面與上述太陽能電池模塊的底部彼此接觸。水面上的低溫氣體因?qū)α鳜F(xiàn)象被帶至與上述太陽能電池模塊的熱底部相接觸，由此對上述太陽能電池模塊進行冷卻。
[0053]上述柱子120設(shè)置為直立并且根據(jù)水位的高低引導(dǎo)上述水上結(jié)構(gòu)物110的升降。
[0054]尤其，上述柱子120貫穿水上結(jié)構(gòu)物110的貫通孔110b，并且一個端部固定于貯水池或者湖水底部，另一端部從上述水上結(jié)構(gòu)物Iio向上突出。因此，上述柱子120的一部分位于水中，也就是位于水面下，而另一部分位于水體外部。
[0055]一方面，上述水上結(jié)構(gòu)物的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)130包括:一對第一動力裝置131和第二動力裝置132，其設(shè)置于地面上；一對第一連接線133和第二連接線134，第一連接線133和第二連接線134的兩個相對端部分別設(shè)于第一和第二動力裝置131和132處與上述水上結(jié)構(gòu)物110的固定桿116，并且相互交叉。
[0056]上述成對第一動力裝置131和第二動力裝置132可包括:產(chǎn)生動力的馬達(dá)(未圖示)、減速器(未圖示)、用于傳遞或斷開馬達(dá)產(chǎn)生的動力的離合器(未圖示)、以及用于停止馬達(dá)(未圖示)的運轉(zhuǎn)的制動器(未圖示)。
[0057]上述第一動力裝置131與第二動力裝置132分別沿正向和逆向致動，由此實現(xiàn)水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)。
[0058]一方面，如圖2以及圖3，上述連接線纏繞測量機構(gòu)140在地面以與上述第一連接線133相對應(yīng)的方式固定設(shè)置，并實時測量纏繞量。
[0059]這些連接線纏繞測量機構(gòu)140包括:固定部件141，其固定設(shè)置于位于地面上的塊結(jié)構(gòu)B上；
[0060]延伸部件143，其被支撐于上述固定部件141的一側(cè)，并沿著上述第一連接線133的長度方向延伸；
[0061]多個輥145，其設(shè)置于上述延伸部件143的一側(cè)，以容許上述第一連接線133按恒定間隔纏繞，并能夠隨著上述第一連接線133的纏繞而旋轉(zhuǎn)；
[0062]傳感器部件147，其固定于上述延伸部件143的另一側(cè)，用于檢測所述多個輥145中的一個的轉(zhuǎn)數(shù)。
[0063]上述固定部件141由“I”形狀的支撐部141a與在上述支撐部141a以向上方式設(shè)置的直立部141b構(gòu)成。
[0064]上述延伸部件143為具有一定長度的矩形形狀，并固定地設(shè)置于上述直立部141b處。上述延伸部件143只要具有支撐上述多個輥145的形狀即可，而不限于矩形形狀，可有多種變形。
[0065]上述多個輥145以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐于在上述延伸部件143的頂面上設(shè)置的固定軸143a，并且沿縱向隔開設(shè)置，且以“Z”字形設(shè)置在不同高度處，由此使上述第一連接線133的纏繞狀態(tài)更為牢固。
[0066]在此，能夠估計上述輥145每旋轉(zhuǎn)一次時的上述第一連接線133的纏繞量。
[0067]上述傳感器部件147包括:桿147a，其一體地延伸到上述多個輥145的所述一個的外側(cè)，并以互鎖方式旋轉(zhuǎn)；以及傳感器147b，其支撐于設(shè)于上述延伸部件143的另一側(cè)的托架143b，并且與上述桿147a相對應(yīng)。
[0068]這時，上述傳感器147b可包括接近傳感器、或光傳感器等已知傳感器中的某一傳感器，并且借助于電纜C與上述控制機構(gòu)150電連接。例如，在上述傳感器147b利用接近傳感器的情況下，優(yōu)選地，上述桿147a由金屬材料制成。
[0069]上述控制機構(gòu)150與上述連接線纏繞測量機構(gòu)140以及第一動力裝置131和第二動力裝置132相連接，并通過設(shè)有上述桿147a的所述多個輥145中的一個的轉(zhuǎn)數(shù)，估計上述水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角度。另外，依據(jù)根據(jù)季節(jié)以及不同時間的太陽軌道預(yù)編程的基準(zhǔn)角，控制機構(gòu)150以數(shù)秒(second)或數(shù)分鐘(minute)為單位,對上述成對第一動力裝置131和第二動力裝置132的正逆致動進行控制。
[0070]進一步地，在第一動力裝置131和第二動力裝置132正逆致動時，上述控制機構(gòu)150檢查設(shè)有上述桿147a的所述多個輥145中的一個的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，由此安全地控制上述水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)130。
[0071]也即，將基準(zhǔn)時間輸入上述控制機構(gòu)150，可將上述基準(zhǔn)時間與設(shè)有上述桿147a的所述多個輥145中的所述一個的旋轉(zhuǎn)時間比較。如果旋轉(zhuǎn)時間超過基準(zhǔn)時間，則判定設(shè)有上述桿147a的所述多個輥145中的所述一個未正常旋轉(zhuǎn)，并且強制停止上述第一動力裝置131和第二動力裝置132的致動，由此防止上述水上結(jié)構(gòu)物110的過度旋轉(zhuǎn)(over-rotation)。
[0072]在此，上述控制機構(gòu)150可控制第一動力裝置131被施加大于第二動力裝置132的扭矩的扭矩，使得第二連接線134在張力作用下通過纏繞的第一連接線133退繞。
[0073]另外，本發(fā)明的水上結(jié)構(gòu)物110還可包括在上述水上結(jié)構(gòu)物110的貫通孔IlOb與上述柱子120的圓周面之間以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐上述水上結(jié)構(gòu)物110的軸承125。
[0074]本發(fā)明的一實施例限定軸承125，但是只要能使上述水上結(jié)構(gòu)物110相對于上述柱子120平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，任何元件都可使用。
[0075]也即，上述水上結(jié)構(gòu)物110包括在水上結(jié)構(gòu)物110的外周面上形成的齒輪齒(未圖示)、與上述齒輪齒嚙合的互鎖齒輪(未圖示)、以及與互鎖齒輪嚙合的驅(qū)動齒輪(未圖示)，以通過調(diào)節(jié)齒輪比增大旋轉(zhuǎn)扭矩，從而能夠容易地旋轉(zhuǎn)上述水上結(jié)構(gòu)物110。
[0076]下面，參照附圖對上述的根據(jù)本發(fā)明一實施例的水上結(jié)構(gòu)物的控制方法進行詳細(xì)說明。
[0077]如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明一實施方式的水上結(jié)構(gòu)物的控制方法包括如下步驟:
[0078]第一步驟S10，以預(yù)定時間單位正逆致動第一動力裝置131和第二動力裝置132 ；
[0079]第二步驟S20，當(dāng)正逆致動第一動力裝置131和第二動力裝置132時，測量設(shè)置有桿147a的輥145的旋轉(zhuǎn)時間；
[0080]第三步驟S30，基于第一連接線133的纏繞量，測量水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角度；
[0081]第四步驟S40，將測得的水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角度與根據(jù)季節(jié)性太陽軌道輸入的基準(zhǔn)角進行比較；以及
[0082]第五步驟S50，通過使第一動力裝置131、第二動力裝置132停止致動，固定水上結(jié)構(gòu)物110。
[0083]在上述第一步驟SlO中，第一動力裝置131和第二動力裝置132的馬達(dá)正逆致動一預(yù)定時段，即以數(shù)秒(second)或數(shù)分鐘(minute)為單位計,使得太陽能發(fā)電設(shè)備115隨著太陽的軌跡移動，由此旋轉(zhuǎn)水上結(jié)構(gòu)物110。
[0084]也即，為了使水上結(jié)構(gòu)物110按照圖1的順時針方向(太陽軌跡)旋轉(zhuǎn)，通過驅(qū)動上述第一動力裝置131的馬達(dá)來纏繞第一連接線133，相反，通過驅(qū)動第二動力裝置132的馬達(dá)來退繞第二連接線134。
[0085]在上述第二步驟S20中，當(dāng)?shù)谝粍恿ρb置131和第二動力裝置132正逆致動時，利用傳感器147b測量設(shè)有桿147a的所述多個輥145中的一個的旋轉(zhuǎn)時間，且將所述旋轉(zhuǎn)時間與輸入控制機構(gòu)150的基準(zhǔn)時間相比較，由此判定設(shè)有桿147a的所述多個輥145中的所述一個的旋轉(zhuǎn)是否正常。
[0086]如果設(shè)有桿147a的所述多個輥145中的所述一個的旋轉(zhuǎn)時間超過控制機構(gòu)150的基準(zhǔn)時間，則判定設(shè)有上述桿147a的所述多個輥145中的一個未正常旋轉(zhuǎn)。因此，強制停止上述第一動力裝置131和第二動力裝置132的致動，檢查以及修理上述連接線纏繞測量機構(gòu)140，以及過程回到第一步驟S10。
[0087]下一步，在第三步驟S30中，基于設(shè)有桿147a的所述多個輥145中的所述一個的轉(zhuǎn)數(shù)，連接線纏繞測量機構(gòu)140估計第一連接線133的纏繞量，由此實時地測量水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角度。
[0088]另外，在第四步驟S40中，控制機構(gòu)150接收所述多個輥145中的所述一個的轉(zhuǎn)數(shù)，并比較按照不同季節(jié)以及不同時間的不同太陽軌道設(shè)定的基準(zhǔn)角，以控制第一動力裝置131和第二動力裝置132的馬達(dá)被連續(xù)致動，直至水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角度到達(dá)預(yù)定角度。
[0089]也即，如果已設(shè)定的基準(zhǔn)角為4°，則可基于設(shè)有桿147a的所述多個輥145中的所述一個的轉(zhuǎn)數(shù)，對水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角進行控制。
[0090]如果水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)角為所述多個輥145中的所述一個的每一轉(zhuǎn)2。，則第一動力裝置131和第二動力裝置132的馬達(dá)被連續(xù)致動，直到設(shè)有桿147a的所述多個輥145中的所述一個旋轉(zhuǎn)2回。
[0091]之后，如果所述多個輥145中的所述一個的轉(zhuǎn)數(shù)為2時，則立即使用制動器停止第一動力裝置131和第二動力裝置132的各馬達(dá)的致動，由此固定水上結(jié)構(gòu)物110。
[0092]在日落之前以數(shù)秒至數(shù)分鐘為單位重復(fù)進行上述過程(第四步驟以及第五步驟)，由此能夠按照太陽的軌道對水上結(jié)構(gòu)物Iio的旋轉(zhuǎn)進行精確的控制。
[0093]日落后，以與上述致動方式相反的致動方式正向或逆向致動第一動力裝置131和第二動力裝置132的馬達(dá)，由此使水上結(jié)構(gòu)物110恢復(fù)到早上的開始位置。
[0094]另一方面，如圖5圖示，根據(jù)本發(fā)明另一實施例的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置還包括水位測量單元160。
[0095]在此，上述柱子120形成有內(nèi)部空間122，并形成為具有與貫通孔IlOb對應(yīng)的側(cè)面橫斷面的支柱狀，以貫穿水上結(jié)構(gòu)物110的貫通孔110b。
[0096]上述柱子120還包括空氣流入孔124以及水流入孔126。
[0097]上述空氣流入孔124在柱子120的上部形成。即，上述空氣流入孔124位于貯水池或者湖水的水體外部，以使存在于水體外部的空氣向內(nèi)部空間122流入。
[0098]上述水流入孔126位于柱子120的下部。即，上述水流入孔126位于水中，使水向內(nèi)部空間122流入。
[0099]因此，上述柱子120的內(nèi)部空間122的水位的高度可與貯水池或者湖水的水位的
高度相同。
[0100]參照圖6，上述水位測量單元160位于柱子120的內(nèi)部空間122內(nèi)，來測量貯水池或者湖水的水位。
[0101]更詳細(xì)地，上述水位測量單元160還可包括浮力部件162以及距離測量傳感器164。
[0102]上述浮力部件162由具有浮力的材料構(gòu)成，位于流入柱子120的內(nèi)部空間122的水的表面上。上述浮力部件162只要大小能夠位于內(nèi)部空間122的內(nèi)部，就可采用任何形狀。
[0103]上述距離測量傳感器164安裝于柱子120的內(nèi)部空間122內(nèi)，通過檢測浮力部件162來測量從浮力部件162到距離測量傳感器的距離。
[0104]更詳細(xì)地，上述距離測量傳感器164安裝于柱子120的內(nèi)部空間122內(nèi)，具體地安裝于浮力部件162的上部。即，上述距離測量傳感器164在離貯水池或者湖水的底面一定高度的位置安裝，來測量距離測量傳感器164和浮力部件162之間的距離，以及計算上述距離之差，由此能夠測量貯水池或者湖水的水位。
[0105]并且，如果上述距離測量傳感器164能夠在水中工作，則它具有防水功能，且在浮力部件162的下部安裝，即安裝在水中，由此通過測量上述距離測量傳感器和浮力部件之間的距離而測量水位。
[0106]如此，由于上述浮力部件162以及距離測量傳感器164位于柱子120的內(nèi)部空間122內(nèi)，因此即使貯水池或者湖水的水面起波浪也不影響流入內(nèi)部空間122的水的表面。
[0107]S卩，即使起波浪，上述浮力部件162也不做上下運動，因此距離測量傳感器164能夠更為精確地測量離浮力部件162的距離，進而能夠精確地測量貯水池或者湖水的水位。
[0108]下面，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有水位測量單元160的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置的控制方法進行說明。
[0109]如圖7所示，控制機構(gòu)150判斷基于水位測量單元160測量的值，并致動第一動力裝置131和第二動力裝置132來調(diào)節(jié)第一連接線133和第二連接線134的長度。
[0110]S卩，上述控制機構(gòu)150設(shè)于貯水池或者湖水邊緣，與距離測量傳感器164相連接，判斷從距離測量傳感器164接收到的測量值，并且根據(jù)判斷結(jié)果控制第一動力裝置131和第二動力裝置132的致動。上述控制機構(gòu)150與距離測量傳感器164可在線連接。
[0111]更詳細(xì)地，上述水上結(jié)構(gòu)物110根據(jù)貯水池或者湖水的水位變化做上下運動。在此，與上述水上結(jié)構(gòu)物110相連接的第一連接線133和第二連接線134延伸而產(chǎn)生張力(T)，如果所產(chǎn)生的張力超過第一連接線133和第二連接線134的拉伸強度，則第一連接線133和第二連接線134可能斷開。
[0112]因此，上述控制機構(gòu)150在線接收由水位測量單元160測量的數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)與輸入控制機構(gòu)150的值做比較以進行判斷。并且，上述控制機構(gòu)150致動第一動力裝置131和第二動力裝置132，來退饒纏繞于馬達(dá)裝置174的第一連接線133和第二連接線134，使張力低于第一連接線133和第二連接線134的拉伸強度，由此防止第一連接線133和第二連接線134的斷線的情況。并且，上述控制機構(gòu)150可通過能夠傳遞電信號等的配線(未圖示)等，與第一動力裝置131和第二動力裝置132相連接。
[0113]因此，水上結(jié)構(gòu)物110不受貯水池或者湖水上形成的波浪的影響，能夠精確地測量水位，并基于測得的水位，根據(jù)貯水池或者湖水的水位變化對第一連接線133和第二連接線134的長度進行控制，由此來維持水上結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。
[0114]另一方面，如圖8所示，本發(fā)明的另一實施例的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置還包括防旋轉(zhuǎn)用連接線170。
[0115]上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170纏繞于上述柱子120的頂端部和底端部中的一處(本實施例中纏繞于下端部)，兩端分別緊固于上述水上結(jié)構(gòu)物Iio的連接部件175。
[0116]優(yōu)選地，上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170以不妨礙上述水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)的方式松散地安裝。
[0117]在此，如圖9所示，在上述柱子120還可固定設(shè)置至少一個連接線固定部件176，以固定上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170的中心的纏繞位置。
[0118]如圖10所示，該連接線固定部件176形成為字?jǐn)嗝嫘螤?，在連接線固定部件176的兩端固定的情況下,在連接線固定部件176內(nèi)形成空間。
[0119]因此，上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170穿過該連接線固定部件176的空間，并放置為能夠?qū)崿F(xiàn)安全地維持固定于上述水上結(jié)構(gòu)物110某一處的防旋轉(zhuǎn)用連接線的中心纏繞部分。
[0120]在此，可通過如下方式實現(xiàn)相同的防旋轉(zhuǎn)效果，即一對連接線固定部件176以未圖示的連接環(huán)的形態(tài)固定地設(shè)置于柱子120上，在該連接環(huán)上分別連接一對防旋轉(zhuǎn)用連接線170的一端，將上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170的另一端相互交叉地緊固于上述水上結(jié)構(gòu)物110的連接部件175。
[0121]另外，如圖11所示，也可通過如下方式實現(xiàn)相同的防旋轉(zhuǎn)效果，即代替上述連接線固定部件176或者上述連接環(huán)，在水深的底部處單獨設(shè)置一對接地固定部件177，在每個接地固定部件分別連接一對防旋轉(zhuǎn)用連接線170的一端，且將上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170的另一端相互交叉地緊固于上述水上結(jié)構(gòu)物110的連接部件175。
[0122]在這種情況下，上述防旋轉(zhuǎn)用連接線170的兩端可以不妨礙上述水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)置。尤其，優(yōu)選地，柱子120與一對接地固定部件177配置成一直線。
[0123]這里，即使當(dāng)上述接地固定部件177的兩個端部不在水深底部處設(shè)置，而在地面上松散地安裝以與柱子120位于相同直線上，使得不妨礙上述水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)，也可期待相同的效果。
[0124]下面，參照附圖，對根據(jù)本發(fā)明還包括防旋轉(zhuǎn)用連接線170的水上結(jié)構(gòu)物控制裝置的控制方法進行詳細(xì)說明。
[0125]當(dāng)水上環(huán)境惡化而起大浪或者大風(fēng)的情況下，水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)130的第一連接線133和第二連接線134有可能斷線。
[0126]在這樣的情況下，可解除水上結(jié)構(gòu)物110被第一連接線133和第二連接線134約束的狀態(tài)。結(jié)果，無法對太陽能電池模塊的入射角進行調(diào)節(jié)以及不能穩(wěn)定地操作太陽能發(fā)電，有可能導(dǎo)致主要設(shè)施破損。
[0127]在這種情況下，水上結(jié)構(gòu)物110受風(fēng)浪的影響沿某一方向不可控制地旋轉(zhuǎn)。在此，兩端松散地安裝于水上結(jié)構(gòu)物110的兩側(cè)處的防旋轉(zhuǎn)用連接線170成為緊繃的狀態(tài)，來約束水上結(jié)構(gòu)物110的旋轉(zhuǎn)，由此在水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)130的第一連接線133和第二連接線134斷開的緊急情況下起到臨時支撐水上結(jié)構(gòu)物110的作用。
[0128]因此，即使在惡劣天氣的情況下，因第一連接線133、第二連接線134斷開而使水上結(jié)構(gòu)物110變得不可控制時，水上結(jié)構(gòu)物110也能夠以安全方式臨時支撐，由此能夠防止太陽能發(fā)電設(shè)別的破損，并且修理致動部件后能夠穩(wěn)定地運行太陽能發(fā)電設(shè)備。
[0129]雖然上文詳細(xì)說明了本發(fā)明的示例性實施例，但是本發(fā)明不限于此，應(yīng)該理解，對本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員顯見的本文上述的基本發(fā)明性概念的很多變化和修改，將落入所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的主旨和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制水上結(jié)構(gòu)物的裝置，所述裝置包括: 水上結(jié)構(gòu)物(110)，所述水上結(jié)構(gòu)物(110)安裝為能夠漂浮于水(W)上； 柱子(120)，所述柱子(120)以貫穿所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的中心的方式直立固定，并根據(jù)水位引導(dǎo)所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的升降； 水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(130),所述水上結(jié)構(gòu)物旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(130)設(shè)有一對第一動力裝置(131)和第二動力裝置(132)與一對第一連接線(133)和第二連接線(134)，其中，所述成對第一動力裝置(131)和第二動力裝置(132)設(shè)置于地面上，所述成對第一連接線(133)和第二連接線(134)的兩端分別與所述第一動力裝置(131)和所述第二動力裝置(132)以及所述水上結(jié)構(gòu)物(I 10)以相互交叉的方式連接； 連接線纏繞測量機構(gòu)(140)，所述連接線纏繞測量機構(gòu)(140)與所述第一連接線(133)相對應(yīng)地固定設(shè)置在地面上，并用于測量纏繞量；以及 控制機構(gòu)(150)，所述控制機構(gòu)(150)與所述連接線纏繞測量機構(gòu)(140)相連接，并根據(jù)各季節(jié)太陽軌道而不同的基準(zhǔn)角正逆控制所述成對第一動力裝置(131)和第二動力裝置(132)的致動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述連接線纏繞測量機構(gòu)(140)包括: 固定部件(141)，所述固定部件(141)固定地設(shè)置于地面上； 延伸部件(143)，所述延伸部件(143)被支撐于所述固定部件(141)的一側(cè)，并沿著所述第一連接線(133)的長度方向延伸； 多個輥(145)，所述多個輥(145)設(shè)置于所述延伸部件(143)的一側(cè)，以容許所述第一連接線(133)按預(yù)定間隔纏繞，并能夠隨著所述第一連接線(133)的纏繞而旋轉(zhuǎn)；以及傳感器部件(147)，所述傳感器部件(147)固定于所述延伸部件(143)的另一側(cè)，用于檢測所述多個輥(145)中的一個的轉(zhuǎn)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述傳感器部件(147)包括桿(147a)和傳感器(147b)，所述桿(147a)延伸到所述多個輥(145)中的所述一個的外側(cè)并以互鎖方式旋轉(zhuǎn)，所述傳感器(147b)與所述桿(147a)相對應(yīng)地設(shè)置于延伸部件(143)的另一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述傳感器(147b)與所述控制機構(gòu)(150)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括水位測量單元(160)，所述水位測量單元(160)位于所述柱子(120)的內(nèi)部空間(122)內(nèi)，用于測量水位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述柱子(120)形成有空氣流入孔(124)與水流入孔(126)，其中，所述空氣流入孔(124)設(shè)于所述柱子(120)的上部，以使空氣流入所述內(nèi)部空間(122)內(nèi)，所述水流入孔(126)設(shè)于所述柱子(120)的下部，以使水流入所述內(nèi)部空間(122)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述水位測量單元(160)包括: 浮力部件(162)，所述浮力部件(162)位于流入所述柱子(120)的內(nèi)部空間(122)內(nèi)的水的水面上；以及 距離測量傳感器(164)，所述距離測量傳感器(164)安裝于所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的內(nèi)部空間內(nèi)，用于測量所述距離測量傳感器與所述浮力部件(162)之間的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括防旋轉(zhuǎn)用連接線(170)，所述防旋轉(zhuǎn)用連接線(170)的中心纏繞于所述柱子(120)的頂端部和底端部中的一處，而且兩端緊固于所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的兩側(cè)處。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述防旋轉(zhuǎn)用連接線(170)的兩端部以不妨礙所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的旋轉(zhuǎn)的方式松散地安裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，在所述柱子(120)上設(shè)有連接線固定部件(176)，所述連接線固定部件(176)用于固定所述防旋轉(zhuǎn)用連接線(170)的纏繞位置。
11.一種用于控制水上結(jié)構(gòu)物的方法，所述方法包括: 第一步驟(S10)，正逆致動第一動力裝置(131)和第二動力裝置(132); 第三步驟(S30)，基于第一連接線(133)的纏繞量，測量所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的旋轉(zhuǎn)角度； 第四步驟(S40)，將測得的所述水上結(jié)構(gòu)物(110)的旋轉(zhuǎn)角度與根據(jù)各季節(jié)太陽軌道而輸入的基準(zhǔn)角進行比較；以及 第五步驟(S50)，通過停止致動所述第一動力裝置(131)和所述第二動力裝置(132)，固定所述水上結(jié)構(gòu)物(110)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括第二步驟(S20)，當(dāng)正逆致動所述第一動力裝置(131)和所述第二動力裝置 (132)時，測量設(shè)有桿(147a)的輥(145)的旋轉(zhuǎn)時間。
【文檔編號】B63B21/50GK103459247SQ201280014242
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月21日
【發(fā)明者】禹渡詠 申請人:禹渡詠