水上光伏系统锚固装置的制作方法

文档序号:13167395阅读:223来源:国知局
技术领域本发明涉及一种水上光伏系统锚固装置,属于水上光伏技术领域。

背景技术:
水上光伏正在走向规模化,目前使用的水上光伏系统锚固装置都是固定式的,不允许光伏系统的方位角变化,发电效率低。

技术实现要素:
为克服现有技术中存在的缺点,本发明的发明目的是提供一种水上光伏系统锚固装置,其能够根据光的入射角来调整光伏板的位置,从而提高发电效率。为实现所述发明目的,本发明提供一种水上光伏系统锚固装置,其特征在于,锚固装置至少包括一个浮筒、二根缆绳以及设置在浮筒上的两个绞车轮毂、两个绞车和控制系统,二根缆绳的第一端分别与水上光伏系统的两个点固定连接,二根缆绳的第二端分别固定于两个绞车轮毂上;所述控制系统包括控制器、角度传感器和绞车驱动器,所述角度传感器用用采集光入射到光伏系统角度并将角度信息转换为电信息,而后提供给控制器;控制器根据角传感器提供的电信息给绞车驱动器提供控制信号以使两个较车正转和反转。优选地,浮筒上至少设置有一个锚链悬挂装置,锚链通过锚链悬挂装置将浮筒固定在海床上。优选地,浮筒的位置离光伏系统边缘的距离不小于光伏系统边缘长度的一半。优选地,每根缆绳的长度不小于光伏系统边缘长度。与现有技术相比,本发明所提供的光伏系统方位角的锚固装置,可自动调节光伏系统的方位角,从而提供了光伏系统的发电效率。附图说明图1是本发明第一实施例提供的光伏系统的锚固装置的三维示意图;图2是本发明第一实施例提供的可自动调节光伏系统方位角的锚固装置的浮筒的示意图;图3是本发明第一实施例提供的可自动调节光伏系统方位角的锚固装置的绞车与缆绳的连接示意图;图4是本发明第一实施例提供的锚固装置的主制系统的电路图;图5是本发明第一实施例提供的锚固装置的分制系统的电路图;图6是本发明第二实施例提供的锚固装置的控制系统的电路图。具体实施方式下面结合附图详细说明本发明。第一实施例图1是本发明第一实施例提供的光伏系统的锚固装置的三维示意图,如图1所示,本发明提供的光伏系统的锚固装置至少包括4个浮筒12A、12B、12C和12C,每个浮筒由两根锚缆固定于海床或河床上,如浮筒12A由锚缆13A和锚缆13B固定于海床或河床上,如浮筒12B由锚缆13C和锚缆13D固定于海床或河床上;如浮筒12C由锚缆13E和锚缆13F固定于海床或河床上;如浮筒12D由锚缆13G和锚缆13H固定于海床或河床上。每个浮筒设置有两个绞车轮毂和两个绞车,每个较车由一个电机驱动;缆绳14A和缆绳14B的第一端分别与水上光伏系统11的第一个边的两个点固定连接,缆绳14A和缆绳14B的第二端分别固定于浮筒12A上的两个绞车轮毂上;缆绳14C和缆绳14D的第一端分别与水上光伏系统11的第二个边的两个点固定连接,缆绳14C和缆绳14D的第二端分别固定于浮筒12B上的两个绞车轮毂上;缆绳14E和缆绳14F的第一端分别与水上光伏系统11的第三个边的两个点固定连接,缆绳14E和缆绳14F的第二端分别固定于浮筒12C上的两个绞车轮毂上;缆绳14G和缆绳14H的第一端分别与水上光伏系统11的第四个边的两个点固定连接,缆绳14G和缆绳14H的第二端分别固定于浮筒12D上的两个绞车轮毂上。锚固装置还至少包括控制系统,绞车在控制系统的控制下驱动绞车轮毂正转或者反转,从而使一个浮筒上的两根缆绳中的一根缆绳缠绕在绞车轮毂,另一根缆绳从绞车轮毂上放出。每个浮筒的位置离光伏系统边缘的距离不小于光伏系统边缘长度的一半,每根缆绳的长度不小于光伏系统边缘长度。图2是本发明第一实施例提供的可自动调节光伏系统方位角的锚固装置的浮筒的示意图;如图2所示,本发明提供的光伏系统的锚固装置浮筒12A由锚缆13A和锚缆13B固定于海床或河床上,优选地,浮筒12A的侧壁上设置了两个连接件17A和17B,锚缆13A和锚缆13B的一端与连接件固定连接,另一端固定于海床或河床上;浮筒12A上设置有两个绞车轮毂15A和15B和两个绞车18A和18B,每个较车由一个电机驱动;缆绳14A的第一端与水上光伏系统11的第一个边的一个点固定连接,缆绳14A的第二端固定于浮筒12A上的绞车轮毂15A上,如图3所示;绞车在控制系统16A的控制下驱动绞车轮毂正转或者反转,从而使浮筒上的两根缆绳中的一根缆绳缠绕在绞车轮毂,另一根缆绳从绞车轮毂上放出。本发明以一个浮筒上的结构为例进行了说明,其它浮筒的结构均相同,不再重述。本发明提供的所述控制系统包括设置在光伏系统的浮体上的主控系统和设置在浮筒上的四个分控系统。图4是本发明第一实施例提供的锚固装置的主控制系统的电路图,如图4所示,所述主控系统包括控制器MCU、角传感器131和无线通信模块128,所述角传感器131用于采集光入射到光伏系统角度并将角度信息转换为电信息,而后提供给A/D转换器转换为数字信号,再提供给控制器MCU。控制器根据角传感器提供的电信息给经无线通信模块128及与其相连的天线给分控系统提供控制信号以使绞车轮毂正转和反转。主控系统还包括MPPT控制模块,其依据光伏电池输出电压、输出电流的采样值,调节充电器功率,在环境温度、光强发生变化时,使太阳能电池总处于最大功率输出状态,提高太阳能电池的使用效率。如图4所示,电阻R1和R2相串联而后并联到光伏电池S两端,其中间节点用于取出光伏电压的取样电压;光伏电池的负极通过电阻R3接地,R3为电流采样电阻,MPPT控制模块根据采样电压和采样电流的值给充电器101提供控制信号。主控系统还包括:可充电电池Ec和DC/DC转换器102,其中,充电器101利用太阳能电源S给可充电电池Ec充电。充电器101的正极输出端连接于二极管D1的正极,二极管D1的负极连接于可充电电池Ec的电源正极,可充电电池Ec的电源正极连接DC/DC转换器102的电源输入端,DC/DC转换器102的输出端提供各种直流电能,如+5V、+12V、+24V、+110V、+220V等,以供控制系统及电机等用电。主控系统还包括RAM130和ROM129,其中,ROM129用于存储应用程序,并用于存储数据,RAM130从ROM129中取出应用程序和数据,并临时存储于其中。主探系统还包括显控单元104,其用于输入指令并显示信息。图5是本发明第一实施例提供的锚固装置的分控制系统的电路图,如5所示,分控系统包括控制器MCU141、无线通信模块138和绞车驱动器。绞车驱动器包括光电隔离器142、电机驱动器133、电机134、光电隔离器135、电机驱动器136和电机137,控制器141的第一个输出端口经光电隔离器142给电机驱动器133提供控制信号以使电机134正转或者反转,从而使第一个绞车正转或反转,进而使绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放;控制器141的第二个输出端口经光电隔离器135给电机驱动器136提供控制信号以使电机137正转或者反转,从而使第二个绞车正转或反转,进而使绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放。控制器根据角传感器提供的电信息给绞车驱动器提供控制信号以使绞车轮毂正转和反转。分控系统还包括RAM139和ROM140,其中,ROM139用于存储应用程序,并用于存储数据,RAM140从ROM1399中取出应用程序和数据,并临时存储于其中。主控系统设置在光伏系统的浮体上,分控系统的组成相同,均设置在浮筒上。工作时,使主控系统给分控系统同时发送信息,以使四个浮筒的正转的绞车工作同步,反转的绞车的工作也同步,如此能够较轻松地使光伏系统旋转容易。第二实施例本发明第二实施例提供的锚固装置、浮筒结构与第一实施例相同,所不同的仅是控制系统不同。图6是本发明第二实施例提供的锚固装置的控制系统的电路图,如图6所示,所述控制系统包括控制器MCU103、角传感器131、无线通信模块128和绞车驱动器,所述角传感器131用于采集光入射到光伏系统角度并将角度信息转换为电信息,而后提供给A/D转换器132转换为数字信号,再提供给控制器MCU。绞车驱动器包括8路绞车分驱动器,第一路包括光电隔离器104、电机驱动器105和电机106,控制器的第一个输出端口经光电隔离器104给电机驱动器105提供控制信号以使电机106正转或者反转,从而使设置在第一个浮筒上第一个绞车正转或反转,进而使设置在第一个浮筒上绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放。第二路包括光电隔离器107、电机驱动器108和电机109,控制器的第二个输出端口经光电隔离器107给电机驱动器108提供控制信号以使电机109正转或者反转,从而使设置在第一个浮筒上的第二个绞车正转或反转,进而使设置在第一个浮筒上的第二个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放。第三路包括光电隔离器110、电机驱动器111和电机112,控制器的第三个输出端口经光电隔离器110给电机驱动器111提供控制信号以使电机112正转或者反转,从而使设置在第二个浮筒上第一个绞车正转或反转,进而使设置在二个浮筒上的第一个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放;第四路包括光电隔离器113、电机驱动器114和电机115,控制器的第四个输出端口经光电隔离器113给电机驱动器114提供控制信号以使电机115正转或者反转,从而使设置在第二个浮筒上的第二个绞车正转或反转,进而使设置在第二个浮筒上的第二个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放。第五路包括光电隔离器116、电机驱动器117和电机118,控制器的第五个输出端口经光电隔离器116给电机驱动器117提供控制信号以使电机118正转或者反转,从而使设置在第三个浮筒上第一个绞车正转或反转,进而使设置在第三个浮筒上的第一个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放;第六路包括光电隔离器119、电机驱动器120和电机121,控制器的第六个输出端口经光电隔离器119给电机驱动器120提供控制信号以使电机121正转或者反转,从而使设置在第三个浮筒上的第二个绞车正转或反转,进而使设置在第三个浮筒上的第二个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放。第七路包括光电隔离器122、电机驱动器123和电机124,控制器的第七个输出端口经光电隔离器122给电机驱动器123提供控制信号以使电机124正转或者反转,从而使设置在第四个浮筒上第一个绞车正转或反转,进而使设置在第四个浮筒上的第一个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放;第八路包括光电隔离器125、电机驱动器126和电机127,控制器的第八个输出端口经光电隔离器125给电机驱动器126提供控制信号以使电机127正转或者反转,从而使设置在第四个浮筒上的第二个绞车正转或反转,进而使设置在第四个浮筒上的第二个绞车轮毂上的缆绳缠绕或者释放。控制器根据角传感器131提供的电信息给绞车驱动器提供控制信号以使绞车轮毂正转和反转。主控系统还包括MPPT控制模块,其依据光伏电池输出电压、输出电流的采样值,调节充电器功率,在环境温度、光强发生变化时,使太阳能电池总处于最大功率输出状态,提高太阳能电池的使用效率。如图6所示,电阻R1和R2相串联而后并联到光伏电池S两端,其中间节点用于取出光伏电压的取样电压;光伏电池的负极通过电阻R3接地,R3为电流采样电阻,MPPT控制模块根据采样电压和采样电流的值给充电器101提供控制信号。主控系统还包括:可充电电池Ec和DC/DC转换器102,其中,充电器101利用太阳能电源S给可充电电池Ec充电。充电器101的正极输出端连接于二极管D1的正极,二极管D1连接于可充电电池Ec的电源正极,可充电电池Ec的电源正极连接DC/DC转换器102的电源输入端,DC/DC转换器102的输出端提供各种直流电能,如+5V、+12V、+24V、+48V、+110V、+220V等,以供控制系统及电机等用电。控制系统还包括RAM130和ROM129,其中,ROM129用于存储应用程序,并用于存储数据,RAM130从ROM129中取出应用程序和数据,并临时存储于其中。控制系统还包括显控单元(图中未示)用于输入指令并显示信息。第二实施例中,可以将控制系统设置在光伏系统的浮体上,通过线缆将电能和控制信号送到四个浮筒上的绞车上。本发明虽然以光伏系统为矩形矩阵、设置了四个浮筒为例进行了说明,但光伏系统可以为多边形,浮筒可以设置一个及一个以上,都在本发明公开的范围内。经实验表明,本发明提供的锚固装置光伏系统的方位角能根据阳光的入射角而调节,可提高光伏系统的发电效率。以上结合附图详细说明了本发明,但是本领域普通技术人员应当知道,说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内,可轻易想到的变化或者替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
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