本實用新型涉及一種太陽能發(fā)電裝置的支架承載體結(jié)構(gòu)，特別涉及此承載體可解決雙向跟蹤問題的一種水上漂浮式光伏發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)今的國內(nèi)外光伏支架安裝一般以陸地為主，就算在水體中安裝一般也是以樁基為主(但經(jīng)查閱相關(guān)資料：得知日本也有采用塑料浮筒作為載重體，資料顯示他的投資成本非常之大，可以說：在25年的一個使用壽命周期中無法收回初投成本，為此國內(nèi)也可能也很少使用)而且由于在陸地上做雙向跟蹤的成本和維護(hù)成本原因而采用雙向跟蹤技術(shù)的少之又少。

現(xiàn)有的光伏組件安裝工藝一般為：澆筑混凝土基礎(chǔ)或打樁，并埋入金屬預(yù)埋件，其次用高強度緊固件將立柱和斜拉支撐等與基礎(chǔ)上預(yù)埋件固定，再安裝支架的主梁和次梁及光伏組件等，其中他的主、次梁支架已跟據(jù)設(shè)計要求已形成了一個30度角左右的固定斜面，最后把光伏組件板固定在該斜面支架上。

當(dāng)今的跟蹤技術(shù)一般有斜單軸雙向跟蹤、平單軸單向跟蹤，前者是采用一個較大的獨立基礎(chǔ)，在該基礎(chǔ)上安裝一根獨立鋼柱及上部支架和組件，其中還有二套電機(jī)傳動作為跟蹤系統(tǒng)(它的優(yōu)點是能做到高精度跟蹤)。后者是：在成排的二個以上基礎(chǔ)上，(但基礎(chǔ)是有高差的)，當(dāng)支架及組件安裝后就形成了一個坡度，該支架其實是安裝在一根單軸上且單軸有一套跟蹤傳動電機(jī)，當(dāng)跟蹤傳動電機(jī)起動時就能把條形斜面光伏板左右搖擺，從而達(dá)到單向跟蹤的目的。

然而：現(xiàn)有的光伏發(fā)電載體只局限于以上二種，特別是在跟綜技術(shù)上只局限于陸地使用，造成了對光伏產(chǎn)業(yè)、綠色能源的發(fā)展不利的一面和一個嚴(yán)重瓶頸，有其是中國有豐富的水面資源不能充分地開發(fā)和利用。而且在中東部地區(qū)可開發(fā)光伏發(fā)電的土地資源越來越少且光伏發(fā)電消納最佳、水面資源富足，若能合理開發(fā)利用可為利國利民。再則：光伏組件在最佳仰角和方位角時才能獲得最高的轉(zhuǎn)換率和收益回報。另外：在當(dāng)今的各種水體中需要安裝光伏發(fā)電具有一個交道不便對大型機(jī)械進(jìn)場的嚴(yán)重困難和一個在水體打樁前必須要排干水體的問題，若在中、大型水庫、湖泊中施工就更為困難，若是在小型的養(yǎng)殖水體中施工時可能對養(yǎng)殖業(yè)帶來一定影響。而該發(fā)明中的施工完全是帶水作業(yè)包括轉(zhuǎn)軸基礎(chǔ)在內(nèi)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種自適應(yīng)，靈活多變的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，具有這樣的特征，包括：若干個小船，構(gòu)成矩形陣列；橫向連接桿，橫向連接在小船之間；縱向連接桿，縱向連接在小船之間；抗扭連桿，分別連接在相鄰兩列，前后兩行的小船之間；轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在陣列的中間，與四周的小船連接；兩個浮筒，固定在轉(zhuǎn)軸的底部；兩個大彈簧，一端固定在第一行最外兩列的小船上；浮體平臺，固定在獨立方柱上，設(shè)置在陣列的后方中間位置；牽引電機(jī)，設(shè)置在浮體平臺上；兩條牽引鋼索，一端與牽引電機(jī)連接；以及兩個小彈簧，分別固定在兩條牽引鋼索另一端上，其中，小船，具有：牽引馬達(dá)，設(shè)置在小船的尾部；槽軌，設(shè)置在小船的中間船體上；配重球，掛置在槽軌下方；小孔，開設(shè)在小船中間隔艙板底部位置上；以及光伏組件，設(shè)置在小船上。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，光伏組件的數(shù)量為兩排，一前一后設(shè)置在小船上，具有：立柱，相互平行設(shè)置，一端設(shè)置在小船上；主龍骨，一端固定在立柱上；次龍骨，與主龍骨的另一端分別連接；以及三塊光伏面板，平行鋪設(shè)在次龍骨上。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，槽軌與水平面之間的傾斜角度為30°。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，光伏面板與水平面之間的初始角度為45°。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，牽引電機(jī)為一臺改進(jìn)后的單繩筒雙進(jìn)繩的小型卷揚機(jī)。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，光伏組件，具有：快速調(diào)節(jié)器，安裝在光伏面板邊口上，快速調(diào)節(jié)器為一個三面為不銹鋼，背面粘貼一片墨鏡片的小方盒，并在小方盒的正面鉆一個小孔作為投射光孔，并在墨鏡片的中間二側(cè)畫上刻度。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，光伏組件，具有：防鳥鋼絲，拉設(shè)在每排光伏組件的上沿。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，光伏組件，具有：緩沖彈簧，設(shè)置在每根立柱與主龍骨之間的節(jié)點位置。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征，包括：防傾覆鏈條，兩端分別與橫向連接桿、縱向連接桿連接。

本實用新型提供的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，還具有這樣的特征：其中，所述配重球在所述槽軌內(nèi)滾動，改變所述光伏面板的傾斜角度。

實用新型作用和效果

根據(jù)本實用新型所涉及水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，以鋼絲網(wǎng)細(xì)石混凝土預(yù)制小船作為光伏組件及相關(guān)設(shè)備的安裝載重體，并通過各小船上的預(yù)埋件、橫向連接桿和縱向連接桿串組成一大的安裝陣列，而后把該陣列拴在一根地錨式地梁的獨立柱轉(zhuǎn)軸上(該轉(zhuǎn)軸作為陣列的旋轉(zhuǎn)使用)，再在陣列的外圍合適位置設(shè)置一個帶有牽引電機(jī)的浮體平臺，作為陣列的牽引動力；在牽引鋼索的作用下來完成240度角左右的往返工作(方位角跟蹤)，再在成排的各小船上安裝一根槽軌，并在槽軌下方掛設(shè)一個可前后移動的配重球，在牽引電機(jī)的作用下作為調(diào)節(jié)前后船艙內(nèi)水體產(chǎn)生落差，使艙內(nèi)水體因落差關(guān)系自行流動完成小船前傾和后仰的工作(在小船中間隔艙板下開一個小孔，讓水從小孔內(nèi)前后流動)從而達(dá)到調(diào)整光伏組件的傾斜角目的(即傾角跟蹤30°到60°以上)。

附圖說明

圖1是本實用新型在實施例中的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置的陣列示意圖；

圖2是本實用新型在實施例中的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置的整體框架示意圖；

圖3是本實用新型在實施例中的小船的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖4是本實用新型在實施例中的一行小船的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖及實施例對本實用新型所涉及的水上漂浮式光伏發(fā)電裝置作詳細(xì)的描述。

實施例

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，水上漂浮式光伏發(fā)電裝置具有：小船1、橫向連接桿2、縱向連接桿3、抗扭連桿4、轉(zhuǎn)軸5、浮筒6、大彈簧7、小彈簧8、浮體平臺9、牽引電機(jī)10、牽引鋼索11和防傾覆鏈條12。

若干個小船1由鋼絲網(wǎng)細(xì)石混凝土預(yù)制，構(gòu)成矩形陣列，本實施例中小船1的數(shù)量為36艘，組成一個6×6的整列。

小船1具有：牽引馬達(dá)1-1、槽軌1-2、配重球1-3、小孔1-4和光伏組件1-5。

牽引馬達(dá)1-1設(shè)置在小船1的尾部，每行有一艘小船1的尾部設(shè)置有牽引馬達(dá)1-1。

各小船1牽引鋼索合并后連接到牽引馬達(dá)1-1上。

槽軌1-2設(shè)置在各小船1的小船上，與水平面之間的傾斜角度為30°。配重球1-3掛設(shè)在槽軌1-2上。小孔1-4開設(shè)在小船1中間隔艙板上。

在牽引馬達(dá)1-1的作用下作為調(diào)節(jié)前后船艙內(nèi)水體產(chǎn)生落差，使艙內(nèi)水體因落差關(guān)系自行流動完成小船前傾和后仰的工作(在小船中間隔艙板下開一個小孔1-4，讓水從小孔1-4內(nèi)前后流動)從而達(dá)到調(diào)整光伏組件1-5的傾斜角目的(即傾角跟蹤30°到60°以上)。

光伏組件1-5數(shù)量為兩組，一前一后設(shè)置在小船1上，具有：立柱1-5-1、主龍骨1-5-2、次龍骨1-5-3、光伏面板1-5-4、快速調(diào)節(jié)器1-5-5、防鳥鋼絲1-5-6和緩沖彈簧1-5-7。

立柱1-5-1相互平行設(shè)置，一端設(shè)置在小船1上。主龍骨1-5-2兩端固定在立柱1-5-1上。次龍骨1-5-3與立柱1-5-1的另一端分別連接。三塊光伏面板1-5-4平行鋪設(shè)在次龍骨1-5-3上，與水平面之間的初始角度為45°。

另外，為了更好的跟隨季節(jié)變化的不同而出太陽的緯度產(chǎn)生變化，特設(shè)計了一個旋角快速調(diào)節(jié)器1-5-5。即，在一個大陣列的適當(dāng)位置的光伏面板1-5-4邊口上安裝一個三面為不銹鋼，背面粘貼一片墨鏡片的小方盒，并在小方盒的正面鉆一個小孔作為投射光孔。并在背面的墨鏡片的中間二側(cè)畫上刻度，當(dāng)每月或每季需要調(diào)節(jié)方位角時，只要觀察墨鏡片上投光點即可。并取手動控制電源電機(jī)的辦法來調(diào)節(jié)牽引電機(jī)10調(diào)節(jié)陣列的方位角了。

為了減少維護(hù)成本(清理工作)而專門設(shè)置了一個防鳥鋼絲1-5-6防止鳥類落腳于光伏組件上排便而影響光伏組件1-5使用壽命。即在每排光伏組件1-5的上沿50MM處拉設(shè)一根較細(xì)鋼絲(每四至五米設(shè)置一個支撐點)這樣就有效的解決了鳥類的落腳問題和驅(qū)鳥作用(因為鳥類無法抓住鋼絲而會自行遠(yuǎn)離)。

為了更好的解決陣風(fēng)對光伏組件1-5的影響，而在每根立柱1-5-1與主龍骨1-5-2之間的節(jié)點位置加設(shè)一個緩沖彈簧1-5-7。它的作用是：當(dāng)光伏面板1-5-4的背面受到強風(fēng)的吹打時，此時的緩沖彈簧1-5-7可向上拉伸，當(dāng)光伏面板1-5-7的正面受到強風(fēng)擊打時，此時的緩沖彈簧1-5-7可起到壓縮作用，這樣就使正排的光伏組件1-5有了一個良性的活動空間。

橫向連接桿2橫向連接在小船1之間。每艘小船1在船頭與船尾均連接有橫向連桿2。

縱向連接桿3縱向連接在小船1之間。左側(cè)四列小船1上的縱向連接桿3均連接在小船1的左側(cè)，右側(cè)四列小船1上的縱向連接桿3均連接在小船1的右側(cè)。

抗扭連桿4分別連接在相鄰兩列，前后兩行的小船1之間。本實施例中，第二行第二列的小船1與第三行第三列的小船1連接有抗扭連桿4，第二行第五列的小船1與第三行第四列的小船1連接有抗扭連桿4，第三行第二列的小船1與第四行第一列的小船1連接有抗扭連桿4，第三行第五列的小船1與第四行第六列的小船1連接有抗扭連桿4，第五行第一列的小船1與第六行第二列的小船1連接有抗扭連桿4，第五行第六列的小船1與第六行第五列的小船1連接有抗扭連桿4，第六行第三列的小船1與第七行第二列的小船1連接有抗扭連桿4，第六行第四列的小船1與第七行第五列的小船1連接有抗扭連桿4。

轉(zhuǎn)軸5為一根地錨式地梁的獨立柱，設(shè)置在陣列的正中間，與四周的小船1連接，周圍設(shè)置有兩個浮筒6幫助托起轉(zhuǎn)軸5漂浮。

兩個大彈簧7的一端固定在第一行最外兩列的小船1上，另一端固定在第一行第二列與五列的小船1上。兩個小彈簧8與兩個大彈簧7對應(yīng)，分別固定在牽引鋼索11上。

小彈簧8為鋼索調(diào)節(jié)和消納彈簧，起到調(diào)節(jié)牽引鋼索11松緊和消納多余牽引鋼索11，是牽引鋼索11始終保持拉緊狀態(tài)。

左右兩側(cè)的小彈簧8在電機(jī)啟動前已始終處于拉伸拉長狀態(tài)，作用是起到消納因卷揚機(jī)反轉(zhuǎn)釋放出的牽引鋼索11保持拉緊。

浮體平臺9設(shè)置在陣列的后方中間位置，內(nèi)部設(shè)置有牽引電機(jī)10。牽引電機(jī)10為一臺改進(jìn)后的單繩筒雙進(jìn)繩的小型卷揚機(jī)。

兩條牽引鋼索11的一端固定在牽引電機(jī)10，另一端分別與兩個小彈簧8相連接。

舉例：當(dāng)牽引電機(jī)10轉(zhuǎn)動時，右側(cè)的牽引鋼索11開始拉緊而使大彈簧7壓縮，而此時左側(cè)的小彈簧8開始收縮拉緊消納多余的牽引鋼索11，當(dāng)牽引電機(jī)10停止時，大彈簧7已經(jīng)壓縮在終點。同時大彈簧7開始反彈。此時整個陣列開始轉(zhuǎn)動，在陣列旋轉(zhuǎn)時小彈簧8會釋放回縮消納的牽引鋼索11來完成一個工作循環(huán)。

大彈簧7的主要作用是：為了減少陣列靜止時與牽引電機(jī)10啟動時的阻力和起到助推作用。

防傾覆鏈條12的兩端分別與橫向連接桿2與縱向連接桿3之間，是指一種鍍鋅金屬鐵鏈，但在船體的前后橫向連接桿2、向連接桿3之間均要設(shè)置，特別是在第一及最后一排船體的船頭及船尾沒有縱向連接桿2時，必須要在該二排的防傾覆鏈條12同一位置加設(shè)鋼性短支撐而防止這兩排船體的傾覆。

當(dāng)條件允許時可把中心位置的轉(zhuǎn)軸5改為偏心軸，也就是說把轉(zhuǎn)軸5和浮體平臺9向北側(cè)外移，隨著陣列的定時旋轉(zhuǎn)就能使水體每天有一個較好光照時間從而達(dá)到減少對水體影響和破壞水環(huán)境。

當(dāng)遇到水體較深設(shè)計人員認(rèn)為不宜使用跟蹤方式發(fā)電時，特別是轉(zhuǎn)軸5不能滿足抗風(fēng)要求時，可根據(jù)設(shè)計要求取消原來的轉(zhuǎn)軸5和浮體平臺9，而改為錨鏈?zhǔn)焦潭ǚü潭嚵衼戆l(fā)電。

為了使寒冷地區(qū)也能安全使用該發(fā)明。特設(shè)計了一個防止冬季結(jié)冰而產(chǎn)生凍漲對小船1的影響。提出在小船1的外側(cè)和內(nèi)側(cè)均設(shè)立一層聚塑板或不進(jìn)水海綿作為凍漲的釋放層。釋放層的高度必須大于結(jié)凍厚度。當(dāng)然，當(dāng)冬季來臨前應(yīng)調(diào)整好方位角和傾斜角度處于正南方并關(guān)閉電源，使陣列向陸地的固定式光伏發(fā)電一樣的繼續(xù)發(fā)電。

實施例的作用與效果

根據(jù)本實施例所涉及水上漂浮式光伏發(fā)電裝置，以鋼絲網(wǎng)細(xì)石混凝土預(yù)制小船作為光伏組件及相關(guān)設(shè)備的安裝載重體，并通過各小船上的預(yù)埋件、橫向連接桿和縱向連接桿串組成一大的安裝陣列，而后把該陣列拴在一根地錨式地梁的獨立柱轉(zhuǎn)軸上(該轉(zhuǎn)軸作為陣列的旋轉(zhuǎn)使用)，再在陣列的外圍合適位置設(shè)置一個帶有牽引電機(jī)的浮體平臺，作為陣列的牽引動力；在牽引鋼索的作用下來完成240度角左右的往返工作(方位角跟蹤)，再在成排的各小船上安裝一根槽軌，并在槽軌下方掛設(shè)一個可前后移動的配重球，在牽引電機(jī)的作用下作為調(diào)節(jié)前后船艙內(nèi)水體產(chǎn)生落差，使艙內(nèi)水體因落差關(guān)系自行流動完成小船前傾和后仰的工作(在小船中間隔艙板下開一個小孔，讓水從小孔內(nèi)前后流動)從而達(dá)到調(diào)整光伏組件的傾斜角目的(即傾角跟蹤30°到60°以上)。

上述實施方式為本實用新型的優(yōu)選案例，并不用來限制本實用新型的保護(hù)范圍。