專利名稱：懸浮式太陽(yáng)能電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種懸浮式太陽(yáng)能電站。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有太陽(yáng)能電站一般均建于陸地的固體硬質(zhì)基礎(chǔ)上，由于太陽(yáng)能電站是利用太陽(yáng) 能發(fā)電，其建立地點(diǎn)必須無(wú)陽(yáng)光的遮蔽，這就要求建立地點(diǎn)空曠或地勢(shì)較高，地勢(shì)較高的地 點(diǎn)由于面積的限制，一般難以大規(guī)模實(shí)施太陽(yáng)能發(fā)電裝置，因此現(xiàn)有的大規(guī)模太陽(yáng)能電站 一般選擇較偏僻的平地地點(diǎn)，但其存在難于管理的缺陷。尤其是對(duì)于南方的丘陵地區(qū)，很難 以大面積實(shí)施太陽(yáng)能發(fā)電裝置，但是大面積的水域符合現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)形態(tài)特點(diǎn)，具 有很好的基座載體的作用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、接收 光強(qiáng)高的懸浮式太陽(yáng)能電站。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型懸浮式太陽(yáng)能電站，包括帶有盛水內(nèi)腔的浮筒和水 平方位調(diào)整裝置，浮筒的上端面上設(shè)置有太陽(yáng)能電池板組件，浮筒的一側(cè)邊沿通過(guò)俯仰轉(zhuǎn) 軸連接于懸浮基體，浮筒內(nèi)沿垂直于俯仰轉(zhuǎn)軸的軸線的方向上依次設(shè)置有若干個(gè)相間隔的 注水腔，調(diào)整各個(gè)注水腔內(nèi)的水量，浮筒將繞俯仰轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件在緯 度方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤；水平方位調(diào)整裝置驅(qū)動(dòng)懸浮基體連同浮筒一起在水面上轉(zhuǎn) 動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件在經(jīng)度方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤，以保持太陽(yáng)能電池板組件 與太陽(yáng)光線的垂直。進(jìn)一步，所述懸浮基體為水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤，其中心部位設(shè)置有工作腔，工作腔為一鏤 空結(jié)構(gòu)，所述浮筒放置于該工作腔中，并且浮筒的底部經(jīng)由工作腔后漂浮于水面上。進(jìn)一步，所述浮筒的豎截面為扇形面，浮筒的底面為圓弧面。進(jìn)一步，若干個(gè)所述注水腔均對(duì)應(yīng)設(shè)置有注水泵，通過(guò)注水泵向注水腔內(nèi)注水、向 外抽水，來(lái)調(diào)整注水腔內(nèi)的水量。進(jìn)一步，所述水平方位調(diào)整裝置為雙向噴水裝置，其固定設(shè)置于所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮 盤的底部，雙向噴水裝置的噴水方向垂直于水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤的徑向。進(jìn)一步，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤上設(shè)置有實(shí)時(shí)監(jiān)控其方位的方位角傳感器，所述浮筒 的上端面上設(shè)置有實(shí)時(shí)監(jiān)控其俯仰角的俯仰角傳感器，兩傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)信號(hào)輸送到控 制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)判別數(shù)據(jù)信號(hào)后控制所述雙向噴水裝置、注水泵工作，以調(diào)整所述太陽(yáng)能 電池板組件的經(jīng)緯度，進(jìn)而保持太陽(yáng)能電池板組件與太陽(yáng)光線的垂直。進(jìn)一步，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤的外圍設(shè)置有防波固定盤，該防波固定盤固定設(shè)置在 固定樁支柱上，該固定樁支柱固定設(shè)置在水底底層上。進(jìn)一步，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤與防波固定盤之間設(shè)置有方位限位及固定裝置，該方 位限位及固定裝置成對(duì)對(duì)稱設(shè)置；所述工作腔的兩側(cè)設(shè)置有用于限定所述浮筒俯仰角度的俯仰限位及固定裝置。進(jìn)一步，所述方位限位及固定裝置和俯仰限位及固定裝置為對(duì)頂摩擦桿固定裝置。進(jìn)一步，若干個(gè)所述注水腔的整體外部設(shè)置有起保護(hù)作用的浮筒外殼。本實(shí)用新型懸浮式太陽(yáng)能電站可建立于水面上，節(jié)省土地資源，可充分利用水面 (江、河、湖、海、水坑水塘等)。與陸地相比，調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用流體驅(qū)動(dòng)，摩擦阻力小，無(wú)機(jī)械磨 損，防震性好。一般水面周圍遮擋物相對(duì)地面少，視野開(kāi)闊，利于陽(yáng)光采集，基準(zhǔn)面即為水平 面，不必調(diào)節(jié)等。

圖1為本實(shí)用新型主視圖；圖2為本實(shí)用新型俯視圖；圖3為本實(shí)用新型仰視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型懸浮式太陽(yáng)能電站，包括帶有盛水內(nèi)腔的浮筒2和 水平方位調(diào)整裝置，浮筒2的豎截面為扇形面，浮筒2的底面為圓弧面。浮筒2的上端面上 設(shè)置有太陽(yáng)能電池板組件5，浮筒2的一側(cè)邊沿通過(guò)俯仰轉(zhuǎn)軸3連接于懸浮基體，浮筒自身 可繞所述俯仰轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中，懸浮基體為水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11，其中心部位設(shè)置有工作 腔12，浮筒2放置于該工作腔12中，并且浮筒2的底部經(jīng)由工作腔12后漂浮于水面1上。浮筒2內(nèi)沿垂直于俯仰轉(zhuǎn)軸3的軸線的方向上依次設(shè)置有若干個(gè)相間隔的注水腔 4，若干個(gè)注水腔4均對(duì)應(yīng)設(shè)置有注水泵(圖中未示)，注水泵通過(guò)注水管6向注水腔4內(nèi)注 水、抽水，來(lái)調(diào)整注水腔4內(nèi)的水量，本實(shí)施例中，設(shè)置有4個(gè)注水腔，每個(gè)注水腔內(nèi)均設(shè)置 有注水管。通過(guò)調(diào)整各個(gè)注水腔4內(nèi)的水量，浮筒2將繞俯仰轉(zhuǎn)軸3轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電 池板組件5在緯度方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤。本實(shí)施例中，水平方位調(diào)整裝置為雙向噴水裝置15，其固定設(shè)置于水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤 11的底部，雙向噴水裝置15可雙向噴射水，其利用噴水的反作用力來(lái)使水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11轉(zhuǎn) 動(dòng)，并且為提高噴水反作用力的有效利用率，雙向噴水裝置15噴水方向垂直于水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮 盤11的徑向。一般情況下，雙向噴水裝置15為成對(duì)設(shè)置，一對(duì)雙向噴水裝置15分別設(shè)置 于徑向的兩側(cè)。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要設(shè)置多對(duì)雙向噴水裝置15。通過(guò)雙向噴水裝置15 驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11連同浮筒2 —起在水面1上轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件5在經(jīng)度 方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤。水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11上設(shè)置有實(shí)時(shí)監(jiān)控其方位的方位角傳感器14，浮筒2的上端面 上設(shè)置有實(shí)時(shí)監(jiān)控其俯仰角的俯仰角傳感器13，兩傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)信號(hào)輸送到控制系統(tǒng) (圖中未示)，控制系統(tǒng)判別數(shù)據(jù)信號(hào)后控制雙向噴水裝置15、注水泵工作，來(lái)調(diào)整浮筒2的 俯仰角度、水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11的方位角度，從而調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件5的經(jīng)緯度，以保持太 陽(yáng)能電池板組件5與太陽(yáng)光線的垂直。為了防止水浪對(duì)水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11的沖擊，影響其穩(wěn)定性，在水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11的外 圍設(shè)置有防波固定盤7，防波固定盤7為環(huán)形結(jié)構(gòu)，水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11的整體結(jié)構(gòu)包圍在防波固定盤7的內(nèi)環(huán)之內(nèi)，防波固定盤7固定設(shè)置在固定樁支柱8上，固定樁支柱8固定設(shè)置在 水底底層9上。當(dāng)水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11和浮筒2達(dá)到最佳工作角度后，為了提高其工作的穩(wěn)定性，水 平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11與防波固定盤7之間設(shè)置有方位限位及固定裝置17，方位限位及固定裝置 17成對(duì)對(duì)稱設(shè)置；工作腔12的兩側(cè)設(shè)置有用于限定浮筒2俯仰角度的俯仰限位及固定裝 置16。水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11和浮筒2達(dá)到最佳工作位置后，方位限位及固定裝置17將限制水 平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤11的位置；俯仰限位及固定裝置16將限制浮筒2的位置。本實(shí)施例中，方位限 位及固定裝置17和俯仰限位及固定裝置16為對(duì)頂摩擦桿固定裝置，如方位限位及固定裝 置17啟動(dòng)后，一組對(duì)頂摩擦桿相互反向擠住水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤，完成限位固定。實(shí)際應(yīng)用中方 位限位及固定裝置17和俯仰限位及固定裝置16可設(shè)置為多種其他結(jié)構(gòu)。為了提高浮筒2整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，若干個(gè)注水腔4的整體外部設(shè)置有起保護(hù)作用的 浮筒外殼。由于物體在液體中都要受到向上的浮力，平衡取決于兩個(gè)基本條件即力與力矩 平衡。而漂浮物的姿態(tài)與浮力、自身的重力大小、重心位置均為平衡的考慮因素。本實(shí)用新型中利用不同位置的注水腔及注水泵，使注入之水的多少和分布來(lái)滿足 浮筒2中不同位置的力與力矩平衡的要求。例如由距離俯仰轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)的注水腔向距離俯仰 轉(zhuǎn)軸近的注水腔轉(zhuǎn)移水量，重力矩減小，力矩平衡打破，浮筒立起、太陽(yáng)能電池板組件轉(zhuǎn)向 直立，直到新的平衡確立。此過(guò)程是可逆的，因而可做到俯仰角度的雙向調(diào)節(jié)。其轉(zhuǎn)移水量 用注水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一方面利用漂浮在水中的水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤調(diào)節(jié)水平方位，利用雙向噴水 裝置噴出的不同向水流，使水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。工作時(shí)，首先，方位角傳感器和俯仰角傳感器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分別向控制系統(tǒng)輸送角度 數(shù)據(jù)。接到數(shù)據(jù)后，控制系統(tǒng)根據(jù)程序判定角度調(diào)節(jié)方向及大小并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向注水泵、雙向 噴水裝置發(fā)出工作指令。注水泵、雙向噴水裝置接收到指令后，開(kāi)始注水和噴水動(dòng)作以調(diào)節(jié) 俯仰及方位角度。此時(shí)，方位角傳感器和俯仰角傳感器隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分別向控制系統(tǒng)輸送 角度數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)根據(jù)程序也在隨時(shí)判斷是否停止動(dòng)作；當(dāng)需要停止時(shí)，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 指令給方位限位及固定裝置17、俯仰限位及固定裝置16，以控制其制動(dòng)部分動(dòng)作，水平轉(zhuǎn) 動(dòng)浮盤和浮筒被固定不能移動(dòng)，此時(shí)太陽(yáng)能電池板組件5達(dá)到最佳的光線接收角度，以提 高太陽(yáng)能電池板組件5的發(fā)電效率。
權(quán)利要求1.懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，該電站包括帶有盛水內(nèi)腔的浮筒和水平方位調(diào)整 裝置，浮筒的上端面上設(shè)置有太陽(yáng)能電池板組件，浮筒的一側(cè)邊沿通過(guò)俯仰轉(zhuǎn)軸連接于懸 浮基體，浮筒內(nèi)沿垂直于俯仰轉(zhuǎn)軸的軸線的方向上依次設(shè)置有若干個(gè)相間隔的注水腔，調(diào) 整各個(gè)注水腔內(nèi)的水量，浮筒將繞俯仰轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件在緯度方向上 對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤；水平方位調(diào)整裝置驅(qū)動(dòng)懸浮基體連同浮筒一起在水面上轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整 太陽(yáng)能電池板組件在經(jīng)度方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤，以保持太陽(yáng)能電池板組件與太陽(yáng)光線 的垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述懸浮基體為水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮 盤，其中心部位設(shè)置有工作腔，所述浮筒放置于該工作腔中，并且浮筒的底部經(jīng)由工作腔后 漂浮于水面上。
3.如權(quán)利要求2所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述浮筒的豎截面為扇形面， 浮筒的底面為圓弧面。
4.如權(quán)利要求3所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，若干個(gè)所述注水腔均對(duì)應(yīng)設(shè) 置有注水泵，通過(guò)注水泵向注水腔內(nèi)注水、抽水，來(lái)調(diào)整注水腔內(nèi)的水量。
5.如權(quán)利要求4所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述水平方位調(diào)整裝置為雙 向噴水裝置，其固定設(shè)置于所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤的底部，雙向噴水裝置的噴水方向垂直于水 平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤的徑向。
6.如權(quán)利要求5所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤上設(shè)置有 實(shí)時(shí)監(jiān)控其方位的方位角傳感器，所述浮筒的上端面上設(shè)置有實(shí)時(shí)監(jiān)控其俯仰角的俯仰角 傳感器，兩傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)信號(hào)輸送到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)判別數(shù)據(jù)信號(hào)后控制所述雙 向噴水裝置、注水泵工作，以調(diào)整所述太陽(yáng)能電池板組件的經(jīng)緯度，以保持太陽(yáng)能電池板組 件與太陽(yáng)光線的垂直。
7.如權(quán)利要求6所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤的外圍設(shè) 置有防波固定盤，所述水平轉(zhuǎn)動(dòng)浮盤與防波固定盤之間設(shè)置有方位限位及固定裝置，該方 位限位及固定裝置成對(duì)對(duì)稱設(shè)置；所述工作腔的兩側(cè)設(shè)置有用于限定所述浮筒俯仰角度的 俯仰限位及固定裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述方位限位及固定裝置和 俯仰限位及固定裝置為對(duì)頂摩擦桿固定裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，所述防波固定盤固定設(shè)置在 固定樁支柱上，該固定樁支柱固定設(shè)置在水底底層上。
10.如權(quán)利要求9所述的懸浮式太陽(yáng)能電站，其特征在于，若干個(gè)所述注水腔的整體外 部設(shè)置有起保護(hù)作用的浮筒外殼。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種懸浮式太陽(yáng)能電站，包括帶有盛水內(nèi)腔的浮筒和水平方位調(diào)整裝置，浮筒的上端面上設(shè)置有太陽(yáng)能電池板組件，浮筒的一側(cè)邊沿通過(guò)俯仰轉(zhuǎn)軸連接于懸浮基體，浮筒內(nèi)沿垂直于俯仰轉(zhuǎn)軸的軸線的方向上依次設(shè)置有若干個(gè)相間隔的注水腔，調(diào)整各個(gè)注水腔內(nèi)的水量，浮筒將繞俯仰轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件在緯度方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤；水平方位調(diào)整裝置驅(qū)動(dòng)懸浮基體連同浮筒一起在水面上轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能電池板組件在經(jīng)度方向上對(duì)太陽(yáng)光線的追蹤，以保持太陽(yáng)能電池板組件與太陽(yáng)光線的垂直。本實(shí)用新型可建立于水面上，節(jié)省土地資源，可充分利用水面。與陸地相比，調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用流體驅(qū)動(dòng)，摩擦阻力小，無(wú)機(jī)械磨損，防震性好。
文檔編號(hào)G05D3/00GK201869120SQ201020253160
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉伯昂, 薛黎明 申請(qǐng)人:中海陽(yáng)新能源電力股份有限公司