具有溫控功能的水上光伏設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型總體上涉及太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，具體而言涉及一種具有溫控功能的水上光伏設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有光伏跟蹤系統(tǒng)一般僅能在東西方向上跟蹤太陽(yáng)光，而在南北方向上是固定的。然而，由于許多地區(qū)的地形非水平、上空云層遮蓋或季節(jié)性光照差異等原因，使得東西向可調(diào)、南北向固定的光伏跟蹤系統(tǒng)并不能最優(yōu)地跟蹤太陽(yáng)光。
[0003]現(xiàn)有轉(zhuǎn)軸式光伏跟蹤系統(tǒng)的各個(gè)光伏跟蹤子系統(tǒng)均具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，各個(gè)光伏跟蹤子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸又彼此連接。所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸由布置在轉(zhuǎn)動(dòng)軸末端的馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)以使全部光伏跟蹤子系統(tǒng)的太陽(yáng)能面板同時(shí)翻轉(zhuǎn)。然而，這樣的轉(zhuǎn)軸式光伏跟蹤系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜、所需部件較多，使得其轉(zhuǎn)動(dòng)軸需要布置在離地或水面較近處，否則重心不穩(wěn)，容易傾倒。由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸離地或水面較近，妨礙了車輛和船只的往來(lái)，因此轉(zhuǎn)軸式光伏跟蹤系統(tǒng)之下的空間無(wú)法加以充分利用。而無(wú)遮掩的水面尤其是利用太陽(yáng)能的理想場(chǎng)地。然而，許多諸如河流、湖泊之類的水域，由于水產(chǎn)養(yǎng)殖的原因，需要在水面無(wú)障礙地上行駛拖網(wǎng)船、養(yǎng)殖船等船只，而諸如上述轉(zhuǎn)軸式光伏跟蹤系統(tǒng)之類的現(xiàn)有水上光伏設(shè)備的大面積架設(shè)往往會(huì)妨礙水面上的通行能力，進(jìn)而阻礙了對(duì)水體的進(jìn)一步利用。因此，對(duì)于水上光伏設(shè)備而言，如何能夠在水面架設(shè)水上光伏設(shè)備的同時(shí)，不影響水面的通行、從而有助于對(duì)水體的進(jìn)一步利用，是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。
[0004]此外，現(xiàn)有推桿式光伏跟蹤系統(tǒng)在東西向上的跟蹤一般是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的:布置在多個(gè)光伏跟蹤子系統(tǒng)中的最靠邊一個(gè)光伏跟蹤子系統(tǒng)處的馬達(dá)使推桿水平移動(dòng)，推桿進(jìn)而使所連接的各個(gè)光伏面板翻轉(zhuǎn)。該方案所具有的缺點(diǎn)是:由于馬達(dá)布置在位于最邊上的光伏跟蹤子系統(tǒng)處，使得為了帶動(dòng)另一側(cè)最邊上的光伏跟蹤子系統(tǒng)需要較大力矩，從而對(duì)推桿的材料強(qiáng)度和粗細(xì)度提出較高要求，這增加了成本，而且推桿容易發(fā)生故障。
[0005]另外，太陽(yáng)能面板的發(fā)熱問(wèn)題是光伏設(shè)備所面臨的一個(gè)難題。隨著溫度的升高，光伏發(fā)電效率會(huì)降低。現(xiàn)有技術(shù)中一般僅僅采用散熱片之類的被動(dòng)散熱裝置，但是這樣的被動(dòng)散熱裝置的散熱效果往往不佳。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的任務(wù)是，提出一種具有溫控功能的水上光伏設(shè)備，所述水上光伏設(shè)備能夠避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，也就是說(shuō)，在所述水上光伏設(shè)備的情況下，能夠在東西向和南北向上跟蹤太陽(yáng)光。
[0007]本實(shí)用新型的另一任務(wù)是，提出一種具有溫控功能的水上光伏設(shè)備，能夠?qū)⑾到y(tǒng)上的光伏面板大幅度地架高在水面上，從而不妨礙水面上的通行能力，進(jìn)而有利于對(duì)水體的進(jìn)一步利用。
[0008]本實(shí)用新型的又一任務(wù)是，在所述的具有溫控功能的水上光伏設(shè)備中，可以使用強(qiáng)度和粗細(xì)度較低的推桿而不發(fā)生故障，從而大大降低了系統(tǒng)的制作成本，并且通過(guò)牽引式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以增強(qiáng)具有溫控功能的光伏跟蹤系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
[0009]本實(shí)用新型的再一任務(wù)是，在所述的具有溫控功能的水上光伏設(shè)備中，利用水上光伏設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)提高散熱效率。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型，前述任務(wù)通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型的所述具有溫控功能的水上光伏設(shè)備來(lái)解決。在從屬權(quán)利要求中定義了本實(shí)用新型的優(yōu)選方案和擴(kuò)展方案。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的具有溫控功能的水上光伏設(shè)備包括主光伏子系統(tǒng)和布置在主光伏子系統(tǒng)至少一側(cè)的一個(gè)或多個(gè)從光伏子系統(tǒng)，所述主光伏子系統(tǒng)和從光伏子系統(tǒng)分別包括梁桁架，在所述梁桁架的頂部分別安裝有一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能面板，并且梁桁架具有沿梁桁架的長(zhǎng)度方向布置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，使得梁桁架能夠繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸在與梁桁架的長(zhǎng)度方向垂直的第一方向上翻轉(zhuǎn)；
[0012]所述主光伏子系統(tǒng)包括推桿移動(dòng)系統(tǒng)，所述推桿移動(dòng)系統(tǒng)包括馬達(dá)和與梁桁架的長(zhǎng)度方向垂直布置的第一推桿，所述第一推桿分別通過(guò)推桿連接件與主光伏子系統(tǒng)和從光伏子系統(tǒng)的梁桁架連接，所述馬達(dá)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與梁桁架連接以在馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使主光伏子系統(tǒng)的梁桁架沿與梁桁架的長(zhǎng)度方向垂直的第一方向翻轉(zhuǎn)，而梁桁架在第一方向上的翻轉(zhuǎn)使第一推桿在第一方向上運(yùn)動(dòng)，第一推桿在第一方向上的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)從光伏子系統(tǒng)的梁桁架在第一方向上翻轉(zhuǎn)；
[0013]所述主光伏子系統(tǒng)和從光伏子系統(tǒng)分別還包括布置在梁桁架的長(zhǎng)度方向上的第二推桿，所述第二推桿分別與所述太陽(yáng)能面板連接，其中當(dāng)推動(dòng)所述第二推桿時(shí)，使與第二推桿連接的太陽(yáng)能面板在與梁桁架的長(zhǎng)度方向平行的第二方向上翻轉(zhuǎn)；
[0014]所述主光伏子系統(tǒng)和從光伏子系統(tǒng)分別還包括散熱系統(tǒng)，所述散熱系統(tǒng)包括:散熱器;風(fēng)扇，其被配置為將流經(jīng)散熱器的風(fēng)吹送到太陽(yáng)能面板上;連接到散熱器的熱管，所述熱管連接到水面以下；以及與熱管連接的水栗，所述水栗被配置為在溫度超過(guò)閾值時(shí)將水從水面以下經(jīng)由熱管栗送到散熱器以冷卻散熱器；
[0015]其中所述水上光伏設(shè)備在底部具有至少一個(gè)浮力件，所述浮力件用于將太陽(yáng)能面板保持在水面以上。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的具有溫控功能的水上光伏設(shè)備能夠在東西向上、即垂直于梁桁架的長(zhǎng)度方向上以及南北向上、即梁桁架的長(zhǎng)度方向上跟蹤太陽(yáng)光，使得不僅在一天中的各個(gè)時(shí)段中、而且在各種地形和各種天氣或者氣候或季節(jié)條件下均能最優(yōu)地跟蹤太陽(yáng)光。而且，該水上光伏設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且其推桿能夠布置在離水面較高處，使得船只能夠自由地在該系統(tǒng)之下的水面上通行，由此對(duì)架設(shè)有水上光伏設(shè)備的水域的更好利用(如水產(chǎn)養(yǎng)殖)成為可能。此外，由于推桿移動(dòng)系統(tǒng)布置在位于設(shè)備中部的光伏子系統(tǒng)、即主光伏子系統(tǒng)處、而不是布置在位于設(shè)備端部的光伏子系統(tǒng)處，因此為了轉(zhuǎn)動(dòng)位于設(shè)備端部的光伏子系統(tǒng)的太陽(yáng)能面板所需的力矩大大減小，從而使得第一推桿可以采用更低強(qiáng)度的材料和具有更低的粗細(xì)度，使其降低了成本，也減小了發(fā)生故障的概率;此外，本實(shí)用新型的水上光伏設(shè)備還具有自適應(yīng)式散熱系統(tǒng)，該散熱系統(tǒng)在溫度未超過(guò)閾值時(shí)通過(guò)風(fēng)扇加散熱器方式進(jìn)行散熱，其中散熱器與連接到水面以下的熱管連接，以降低散熱器溫度；當(dāng)溫度超過(guò)閾值時(shí)，與散熱器連接的水栗將水從水面下經(jīng)由熱管栗送到散熱器上以主動(dòng)冷卻散熱器，從而達(dá)到更好的散熱效果。該散熱系統(tǒng)在水上光伏設(shè)備的情況下能夠有效的工作，因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，由于水的比熱容大于空氣，因此水溫低于氣溫，尤其是水面下一定深度處的水溫更是遠(yuǎn)低于氣溫，因此本實(shí)用新型可以有效地利用可用水資源對(duì)光伏設(shè)備進(jìn)行降溫散熱，從而顯著提高光伏發(fā)電效率。
[0017]在本實(shí)用型的一個(gè)優(yōu)選方案中規(guī)定:所述水上光伏設(shè)備通過(guò)所述熱管與相鄰水上光伏設(shè)備連接，并且由一個(gè)或多個(gè)水栗來(lái)經(jīng)由熱管栗送水。通過(guò)該優(yōu)選方案，可以通過(guò)熱管將相鄰水上光伏設(shè)備連接成矩陣，并通過(guò)采用一個(gè)或多個(gè)水栗對(duì)所述熱管進(jìn)行統(tǒng)一栗水，從而不僅實(shí)現(xiàn)了抗傾翻的更穩(wěn)定的水上光伏設(shè)備陣列，而且實(shí)現(xiàn)了有效的散熱網(wǎng)絡(luò)，從而降低成本。
[0018]在本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方案中規(guī)定:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為牽引繩，所述牽引繩的兩端分別與一個(gè)圓弧部件的兩端接近地固定在梁桁架上，并且所述牽引繩的下側(cè)纏繞在馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，第一推桿與安裝在圓弧部件下端的推桿連接件連接。該優(yōu)選方案所具有的優(yōu)點(diǎn)是，牽引繩和圓弧部件的成本低且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且圓弧部件的存在使?fàn)恳K始終處于張緊狀態(tài)，避免了打滑，增加了系統(tǒng)的可靠性。
[0019]在本實(shí)用新型的另一優(yōu)選方案中規(guī)定:所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為鏈條，所述鏈條的兩端固定在梁桁架上并且所述鏈條的下側(cè)纏繞在具有能夠與所述鏈條咬合的齒輪的馬達(dá)上。由于鏈條與馬達(dá)的齒輪緊密咬合，因此即使省去圓弧部件也可以避免打滑。由此該優(yōu)選方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可靠。
[0020]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中規(guī)定:在主光伏子系統(tǒng)與從光伏子系統(tǒng)之間和/或在從光伏子系統(tǒng)之間布置一個(gè)或多個(gè)在軸向表面上呈半閉合或全閉合的承力圈，所述承力圈固定在主光伏子系統(tǒng)與從光伏子系統(tǒng)之間或從光伏子系統(tǒng)之間的互連桿上，并且第一推桿穿過(guò)所述承力圈。由于所述承力圈承受了推動(dòng)第一推桿的推力的一部分、尤其是推力的垂直分量，同時(shí)大大減小了推桿由于兩端受力而發(fā)生側(cè)彎的概率，因此，由于采用所述承力圈，第一推桿可以具有更低的材料強(qiáng)度和粗細(xì)度而不會(huì)發(fā)生彎曲，從而進(jìn)一步降低成本。在最優(yōu)選的情況下，設(shè)置僅僅一個(gè)承力圈，其居中地布置在兩個(gè)相鄰光伏子系統(tǒng)之間。當(dāng)然，承力圈的其它數(shù)目也是可能的。
[0021]在本實(shí)用新型的一個(gè)擴(kuò)展方案中規(guī)定:第一推桿設(shè)置在離水面2-5米的高度上。所設(shè)置2-5米的高度保證了船只等能夠在水上光伏設(shè)備之下自由往來(lái)。當(dāng)然，其它的高度也是可以設(shè)想的。所述離水面高度例如可以通過(guò)設(shè)置浮力件的浮力以及第一推桿距離浮力件的高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0022]在本實(shí)用新型的另一擴(kuò)展方案中規(guī)定:第二推桿通過(guò)與太陽(yáng)能面板底部的支桿連接來(lái)與所述太陽(yáng)能面板連接，所述支桿能夠繞旋轉(zhuǎn)軸在第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。該擴(kuò)展方案可以保證推桿對(duì)太陽(yáng)能面板的簡(jiǎn)單和可靠的致動(dòng)。
[0023]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中規(guī)定:第一