专利名称：悬浮式太阳能电站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种悬浮式太阳能电站。
背景技术：
现有太阳能电站一般均建于陆地的固体硬质基础上，由于太阳能电站是利用太阳 能发电，其建立地点必须无阳光的遮蔽，这就要求建立地点空旷或地势较高，地势较高的地 点由于面积的限制，一般难以大规模实施太阳能发电装置，因此现有的大规模太阳能电站 一般选择较偏僻的平地地点，但其存在难于管理的缺陷。尤其是对于南方的丘陵地区，很难 以大面积实施太阳能发电装置，但是大面积的水域符合现有发电系统的基础形态特点，具 有很好的基座载体的作用。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、稳定、接收 光强高的悬浮式太阳能电站。为实现上述目的，本实用新型悬浮式太阳能电站，包括带有盛水内腔的浮筒和水 平方位调整装置，浮筒的上端面上设置有太阳能电池板组件，浮筒的一侧边沿通过俯仰转 轴连接于悬浮基体，浮筒内沿垂直于俯仰转轴的轴线的方向上依次设置有若干个相间隔的 注水腔，调整各个注水腔内的水量，浮筒将绕俯仰转轴转动，来调整太阳能电池板组件在纬 度方向上对太阳光线的追踪；水平方位调整装置驱动悬浮基体连同浮筒一起在水面上转 动，来调整太阳能电池板组件在经度方向上对太阳光线的追踪，以保持太阳能电池板组件 与太阳光线的垂直。进一步，所述悬浮基体为水平转动浮盘，其中心部位设置有工作腔，工作腔为一镂 空结构，所述浮筒放置于该工作腔中，并且浮筒的底部经由工作腔后漂浮于水面上。进一步，所述浮筒的竖截面为扇形面，浮筒的底面为圆弧面。进一步，若干个所述注水腔均对应设置有注水泵，通过注水泵向注水腔内注水、向 外抽水，来调整注水腔内的水量。进一步，所述水平方位调整装置为双向喷水装置，其固定设置于所述水平转动浮 盘的底部，双向喷水装置的喷水方向垂直于水平转动浮盘的径向。进一步，所述水平转动浮盘上设置有实时监控其方位的方位角传感器，所述浮筒 的上端面上设置有实时监控其俯仰角的俯仰角传感器，两传感器测得的数据信号输送到控 制系统，控制系统判别数据信号后控制所述双向喷水装置、注水泵工作，以调整所述太阳能 电池板组件的经纬度，进而保持太阳能电池板组件与太阳光线的垂直。进一步，所述水平转动浮盘的外围设置有防波固定盘，该防波固定盘固定设置在 固定桩支柱上，该固定桩支柱固定设置在水底底层上。进一步，所述水平转动浮盘与防波固定盘之间设置有方位限位及固定装置，该方 位限位及固定装置成对对称设置；所述工作腔的两侧设置有用于限定所述浮筒俯仰角度的俯仰限位及固定装置。进一步，所述方位限位及固定装置和俯仰限位及固定装置为对顶摩擦杆固定装置。进一步，若干个所述注水腔的整体外部设置有起保护作用的浮筒外壳。本实用新型悬浮式太阳能电站可建立于水面上，节省土地资源，可充分利用水面 (江、河、湖、海、水坑水塘等)。与陆地相比，调节系统采用流体驱动，摩擦阻力小，无机械磨 损，防震性好。一般水面周围遮挡物相对地面少，视野开阔，利于阳光采集，基准面即为水平 面，不必调节等。
图1为本实用新型主视图；图2为本实用新型俯视图；图3为本实用新型仰视图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型悬浮式太阳能电站，包括带有盛水内腔的浮筒2和 水平方位调整装置，浮筒2的竖截面为扇形面，浮筒2的底面为圆弧面。浮筒2的上端面上 设置有太阳能电池板组件5，浮筒2的一侧边沿通过俯仰转轴3连接于悬浮基体，浮筒自身 可绕所述俯仰转轴转动。本实施例中，悬浮基体为水平转动浮盘11，其中心部位设置有工作 腔12，浮筒2放置于该工作腔12中，并且浮筒2的底部经由工作腔12后漂浮于水面1上。浮筒2内沿垂直于俯仰转轴3的轴线的方向上依次设置有若干个相间隔的注水腔 4，若干个注水腔4均对应设置有注水泵(图中未示)，注水泵通过注水管6向注水腔4内注 水、抽水，来调整注水腔4内的水量，本实施例中，设置有4个注水腔，每个注水腔内均设置 有注水管。通过调整各个注水腔4内的水量，浮筒2将绕俯仰转轴3转动，来调整太阳能电 池板组件5在纬度方向上对太阳光线的追踪。本实施例中，水平方位调整装置为双向喷水装置15，其固定设置于水平转动浮盘 11的底部，双向喷水装置15可双向喷射水，其利用喷水的反作用力来使水平转动浮盘11转 动，并且为提高喷水反作用力的有效利用率，双向喷水装置15喷水方向垂直于水平转动浮 盘11的径向。一般情况下，双向喷水装置15为成对设置，一对双向喷水装置15分别设置 于径向的两侧。实际应用中，可根据需要设置多对双向喷水装置15。通过双向喷水装置15 驱动水平转动浮盘11连同浮筒2 —起在水面1上转动，来调整太阳能电池板组件5在经度 方向上对太阳光线的追踪。水平转动浮盘11上设置有实时监控其方位的方位角传感器14，浮筒2的上端面 上设置有实时监控其俯仰角的俯仰角传感器13，两传感器测得的数据信号输送到控制系统 (图中未示)，控制系统判别数据信号后控制双向喷水装置15、注水泵工作，来调整浮筒2的 俯仰角度、水平转动浮盘11的方位角度，从而调整太阳能电池板组件5的经纬度，以保持太 阳能电池板组件5与太阳光线的垂直。为了防止水浪对水平转动浮盘11的冲击，影响其稳定性，在水平转动浮盘11的外 围设置有防波固定盘7，防波固定盘7为环形结构，水平转动浮盘11的整体结构包围在防波固定盘7的内环之内，防波固定盘7固定设置在固定桩支柱8上，固定桩支柱8固定设置在 水底底层9上。当水平转动浮盘11和浮筒2达到最佳工作角度后，为了提高其工作的稳定性，水 平转动浮盘11与防波固定盘7之间设置有方位限位及固定装置17，方位限位及固定装置 17成对对称设置；工作腔12的两侧设置有用于限定浮筒2俯仰角度的俯仰限位及固定装 置16。水平转动浮盘11和浮筒2达到最佳工作位置后，方位限位及固定装置17将限制水 平转动浮盘11的位置；俯仰限位及固定装置16将限制浮筒2的位置。本实施例中，方位限 位及固定装置17和俯仰限位及固定装置16为对顶摩擦杆固定装置，如方位限位及固定装 置17启动后，一组对顶摩擦杆相互反向挤住水平转动浮盘，完成限位固定。实际应用中方 位限位及固定装置17和俯仰限位及固定装置16可设置为多种其他结构。为了提高浮筒2整体结构强度，若干个注水腔4的整体外部设置有起保护作用的 浮筒外壳。由于物体在液体中都要受到向上的浮力，平衡取决于两个基本条件即力与力矩 平衡。而漂浮物的姿态与浮力、自身的重力大小、重心位置均为平衡的考虑因素。本实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来满足 浮筒2中不同位置的力与力矩平衡的要求。例如由距离俯仰转轴远的注水腔向距离俯仰 转轴近的注水腔转移水量，重力矩减小，力矩平衡打破，浮筒立起、太阳能电池板组件转向 直立，直到新的平衡确立。此过程是可逆的，因而可做到俯仰角度的双向调节。其转移水量 用注水泵来实现。另一方面利用漂浮在水中的水平转动浮盘调节水平方位，利用双向喷水 装置喷出的不同向水流，使水平转动浮盘顺时针或逆时针转动。工作时，首先，方位角传感器和俯仰角传感器通过网络分别向控制系统输送角度 数据。接到数据后，控制系统根据程序判定角度调节方向及大小并通过网络向注水泵、双向 喷水装置发出工作指令。注水泵、双向喷水装置接收到指令后，开始注水和喷水动作以调节 俯仰及方位角度。此时，方位角传感器和俯仰角传感器随时通过网络分别向控制系统输送 角度数据，控制系统根据程序也在随时判断是否停止动作；当需要停止时，即通过网络发送 指令给方位限位及固定装置17、俯仰限位及固定装置16，以控制其制动部分动作，水平转 动浮盘和浮筒被固定不能移动，此时太阳能电池板组件5达到最佳的光线接收角度，以提 高太阳能电池板组件5的发电效率。
权利要求1.悬浮式太阳能电站，其特征在于，该电站包括带有盛水内腔的浮筒和水平方位调整 装置，浮筒的上端面上设置有太阳能电池板组件，浮筒的一侧边沿通过俯仰转轴连接于悬 浮基体，浮筒内沿垂直于俯仰转轴的轴线的方向上依次设置有若干个相间隔的注水腔，调 整各个注水腔内的水量，浮筒将绕俯仰转轴转动，来调整太阳能电池板组件在纬度方向上 对太阳光线的追踪；水平方位调整装置驱动悬浮基体连同浮筒一起在水面上转动，来调整 太阳能电池板组件在经度方向上对太阳光线的追踪，以保持太阳能电池板组件与太阳光线 的垂直。
2.如权利要求1所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述悬浮基体为水平转动浮 盘，其中心部位设置有工作腔，所述浮筒放置于该工作腔中，并且浮筒的底部经由工作腔后 漂浮于水面上。
3.如权利要求2所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述浮筒的竖截面为扇形面， 浮筒的底面为圆弧面。
4.如权利要求3所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，若干个所述注水腔均对应设 置有注水泵，通过注水泵向注水腔内注水、抽水，来调整注水腔内的水量。
5.如权利要求4所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述水平方位调整装置为双 向喷水装置，其固定设置于所述水平转动浮盘的底部，双向喷水装置的喷水方向垂直于水 平转动浮盘的径向。
6.如权利要求5所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述水平转动浮盘上设置有 实时监控其方位的方位角传感器，所述浮筒的上端面上设置有实时监控其俯仰角的俯仰角 传感器，两传感器测得的数据信号输送到控制系统，控制系统判别数据信号后控制所述双 向喷水装置、注水泵工作，以调整所述太阳能电池板组件的经纬度，以保持太阳能电池板组 件与太阳光线的垂直。
7.如权利要求6所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述水平转动浮盘的外围设 置有防波固定盘，所述水平转动浮盘与防波固定盘之间设置有方位限位及固定装置，该方 位限位及固定装置成对对称设置；所述工作腔的两侧设置有用于限定所述浮筒俯仰角度的 俯仰限位及固定装置。
8.如权利要求7所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述方位限位及固定装置和 俯仰限位及固定装置为对顶摩擦杆固定装置。
9.如权利要求8所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，所述防波固定盘固定设置在 固定桩支柱上，该固定桩支柱固定设置在水底底层上。
10.如权利要求9所述的悬浮式太阳能电站，其特征在于，若干个所述注水腔的整体外 部设置有起保护作用的浮筒外壳。
专利摘要本实用新型公开了一种悬浮式太阳能电站，包括带有盛水内腔的浮筒和水平方位调整装置，浮筒的上端面上设置有太阳能电池板组件，浮筒的一侧边沿通过俯仰转轴连接于悬浮基体，浮筒内沿垂直于俯仰转轴的轴线的方向上依次设置有若干个相间隔的注水腔，调整各个注水腔内的水量，浮筒将绕俯仰转轴转动，来调整太阳能电池板组件在纬度方向上对太阳光线的追踪；水平方位调整装置驱动悬浮基体连同浮筒一起在水面上转动，来调整太阳能电池板组件在经度方向上对太阳光线的追踪，以保持太阳能电池板组件与太阳光线的垂直。本实用新型可建立于水面上，节省土地资源，可充分利用水面。与陆地相比，调节系统采用流体驱动，摩擦阻力小，无机械磨损，防震性好。
文档编号G05D3/00GK201869120SQ201020253160
公开日2011年6月15日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者刘伯昂, 薛黎明 申请人:中海阳新能源电力股份有限公司