一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器及其實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器及其實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能發(fā)電是一種新興的可再生能源，因無(wú)噪音、無(wú)污染、建設(shè)周期短、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多人的青睞，應(yīng)用廣泛，為緩解能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題提供了新的出路。雖然該發(fā)電方式優(yōu)點(diǎn)較多，但是我們也發(fā)現(xiàn)了一些缺點(diǎn)，如建立一個(gè)太陽(yáng)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(zhǎng)，土地資源缺乏等問(wèn)題日益嚴(yán)重，而水面漂浮式光伏發(fā)電系統(tǒng)有效地突破了土地資源對(duì)光伏發(fā)電應(yīng)用的制約，它可以安裝在水庫(kù)、湖泊、池塘以及水處理廠等水面上，這對(duì)土地資源稀缺但水體眾多的國(guó)家和地區(qū)來(lái)說(shuō)尤其重要。水面漂浮式光伏發(fā)電多采用固定傾角方式安裝，目前很少采用由復(fù)雜機(jī)電傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能跟蹤器。
[0003]太陽(yáng)光在地球任何地點(diǎn)給定平面的入射角時(shí)刻變化。在光伏發(fā)電應(yīng)用中，為了使光伏組件接收更多太陽(yáng)能，使用太陽(yáng)能跟蹤器帶動(dòng)組件跟隨太陽(yáng)位置，使得太陽(yáng)光入射角盡能地減小。太陽(yáng)光跟蹤器可以跟蹤太陽(yáng)時(shí)角或者太陽(yáng)高度角。本專利提供的太陽(yáng)能跟蹤器實(shí)現(xiàn)方法可以實(shí)現(xiàn)水面漂浮式光伏發(fā)電應(yīng)用中的太陽(yáng)時(shí)角或太陽(yáng)高度角跟蹤。
[0004]傳統(tǒng)的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法是利用復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)械，帶動(dòng)光伏組件跟蹤太陽(yáng)位置，從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能跟蹤，提高發(fā)電量目的。廣泛使用的太陽(yáng)能平單軸跟蹤器，通常使用電動(dòng)推桿帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)在地面上成排布置的南北方向?yàn)檗D(zhuǎn)軸的光伏支架及其上的光伏組件轉(zhuǎn)動(dòng)，跟蹤太陽(yáng)時(shí)角，進(jìn)而提高發(fā)電量在10%左右。另外一種可調(diào)支架是人工調(diào)節(jié)的太陽(yáng)能跟蹤器，特殊設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)使人們可以轉(zhuǎn)動(dòng)和固定以東西方向?yàn)檗D(zhuǎn)軸的光伏支架及其上的光伏組件，通常以季度為周期依據(jù)太陽(yáng)高度角來(lái)調(diào)節(jié)光伏組件的傾角，使得太陽(yáng)光入射角盡能地減小，進(jìn)而提高發(fā)電量。
[0005]傳統(tǒng)的太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法要使用機(jī)械機(jī)構(gòu)，不同部件間相互運(yùn)動(dòng)存在摩擦增加能量消耗，減少跟蹤器壽命，在水面漂浮光伏發(fā)電應(yīng)用金屬銹蝕問(wèn)題加重。電力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置內(nèi)部精密齒輪，在應(yīng)用中表現(xiàn)出成本高、壽命短，維護(hù)要求高的缺點(diǎn)?？烧{(diào)支架不能實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)過(guò)程中需要大量人工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明提供了一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器及其實(shí)現(xiàn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。
[0007]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器，包括設(shè)置在水面上的若干個(gè)漂浮式光伏陣列，所述漂浮式光伏陣列上固定有光伏組件，每個(gè)漂浮式光伏陣列的側(cè)邊均布置有調(diào)節(jié)水箱，所述調(diào)節(jié)水箱連接有水栗，水栗連接控制器。
[0009]進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)水箱放置在水中或者水面。
[0010]進(jìn)一步的，所述水栗的一側(cè)通過(guò)水管與調(diào)節(jié)水箱連接，水栗另外一側(cè)連接的水管插入水面以下
[0011]進(jìn)一步的，所述漂浮式光伏陣列一個(gè)側(cè)面設(shè)置有調(diào)節(jié)水箱或者漂浮式光伏陣列相對(duì)的兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)調(diào)節(jié)水箱。
[0012]進(jìn)一步的，所述控制器內(nèi)包括角度傳感器，電子時(shí)鐘模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和控制功能模塊；其中:
[0013]所述角度傳感器用于測(cè)量和計(jì)算固定在漂浮式光伏陣列的光伏組件傾角；
[0014]所述電子時(shí)鐘模塊通過(guò)時(shí)間和使用經(jīng)瑋度計(jì)算太陽(yáng)高度角或太陽(yáng)時(shí)角；
[0015]所述驅(qū)動(dòng)模塊，控制水栗轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0016]所述控制功能模塊，根據(jù)光伏組件傾角和太陽(yáng)位置通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制水栗抽水，改變調(diào)節(jié)水箱內(nèi)水量使得光伏組件跟蹤太陽(yáng)位置角。
[0017]進(jìn)一步的，所述控制器內(nèi)還安裝有風(fēng)速風(fēng)向傳感器。
[0018]一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器的實(shí)現(xiàn)方法，采用跟蹤太陽(yáng)時(shí)角方式，漂浮式光伏陣列沿南北向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)水箱布置在漂浮式光伏陣列的單側(cè)或兩側(cè)，在控制器作用下，通過(guò)水栗改變調(diào)節(jié)水箱內(nèi)水量轉(zhuǎn)動(dòng)漂浮式光伏陣列來(lái)跟蹤太陽(yáng)時(shí)角。
[0019]一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器的實(shí)現(xiàn)方法，采用跟蹤太陽(yáng)高度角方式，漂浮式光伏陣列沿東西向?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)水箱布置在漂浮式光伏陣列的單側(cè)或兩側(cè)，在控制器作用下，通過(guò)水栗改變調(diào)節(jié)水箱內(nèi)水量轉(zhuǎn)動(dòng)漂浮式光伏陣列來(lái)跟蹤太陽(yáng)高度角。
[0020]有益效果:本發(fā)明通過(guò)水栗調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)水箱內(nèi)水量改變重力或浮力，調(diào)節(jié)水箱帶動(dòng)水面浮式光伏陣列運(yùn)動(dòng)，達(dá)到控制光伏組件平面與水平面夾角的目的，使光伏組件可實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)高度角或太陽(yáng)時(shí)角。克服以往太陽(yáng)能跟蹤器使用電動(dòng)機(jī)械和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶來(lái)的成本、維護(hù)等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明漂浮式光伏陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]其中:1-水栗，2-調(diào)節(jié)水箱，3-水管，4-控制器，5-漂浮式光伏陣列。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0025]如圖1和2所示，一種水面漂浮光伏發(fā)電用太陽(yáng)能跟蹤器，包括設(shè)置在水面上的若干個(gè)漂浮式光伏陣列5，所述漂浮式光伏陣列5上固定有光伏組件，每個(gè)漂浮式光伏陣列5的側(cè)邊均布置有調(diào)節(jié)水箱2，所述調(diào)節(jié)水箱2連接有水栗1，水栗I連接控制器4。
[0026]所述調(diào)節(jié)水箱2放置在水中或者水面。
[0027]所述水栗I的一側(cè)通過(guò)水管3與調(diào)節(jié)水箱2連接，水栗I另外一側(cè)連接的水管3插入水面以下
[0028]所述漂浮式光伏陣列5 —個(gè)側(cè)面設(shè)置有調(diào)節(jié)水箱2或者漂浮式光伏陣列5相對(duì)的兩側(cè)各設(shè)置有一個(gè)調(diào)節(jié)水箱2。
[0029]所述控制器4內(nèi)包括角度傳感器，電子時(shí)鐘模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和控制功能模塊；其中:
[0030]所述角度傳感器用于測(cè)量和計(jì)算固定在漂浮式光伏陣列的光伏組件傾角；
[0031]所述電子時(shí)鐘模塊通過(guò)時(shí)間和使用經(jīng)瑋度計(jì)算太陽(yáng)高度角或太陽(yáng)時(shí)角；
[0032]所述驅(qū)動(dòng)模塊，控制水栗轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0033]所述控制功能模塊，根據(jù)光伏組件傾角和太陽(yáng)位置通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制水栗抽水，改變調(diào)節(jié)水箱內(nèi)水量使得光伏組件跟蹤太陽(yáng)位