一种随动调节系统及浮动式光伏发电平台的制作方法

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种随动调节系统及浮动式光伏发电平台。

背景技术：

水上太阳能发电技术相对于现有陆上太阳能发电技术，具有不占用土地、输电成本低、能源利用效率高的显著优势，已成为近年来电力工业领域研发的热点。

目前的水上太阳能发电大都利用滩涂、池塘等浅水区域来建设固定桩式水上光伏电站，这对滩涂、池塘等的生态环境易造成严重破坏，且回收固定桩时又会给周围环境带来二次破坏。而浮动式光伏发电平台很好的解决了该问题，但浮动式光伏发电平台受水环境影响较大，在水位涨落较大、水流较为湍急的区域，浮动式光伏发电平台难以在波涛起伏的水面上保持平稳，影响了其发电效果和使用寿命。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的浮动式光伏发电平台难以在波涛起伏的水面上保持平稳的缺陷，从而提供一种有助于使浮动式光伏平台在水面上保持平稳的随动调节系统及浮动式光伏发电平台。

为此，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供了一种随动调节系统，用于浮动式光伏发电平台，包括：感应装置、控制装置和随动调节装置；

所述感应装置，用于采集浮动式光伏发电平台的方位参数和其在竖直方向、水平方向的位移参数并传输至所述控制装置；

所述控制装置，用于根据所述方位参数和所述位移参数生成相应的控制指令并发送至所述随动调节装置；

所述随动调节装置，用于根据接收的所述控制指令调整所述浮动式光伏发电平台的方位角和位置。

本实用新型所述的随动调节系统，所述感应装置包括方位传感器、水位传感器和力学传感器；

所述方位传感器，用于采集所述浮动式光伏发电平台当前的方位角度作为所述方位参数；

所述水位传感器，用于采集所述浮动式光伏发电平台所处的水位作为所述竖直方向的位移参数；

所述力学传感器，用于采集所述随动调节装置(3)在水平方向所承受的力作为所述水平方向的位移参数。

本实用新型还提供了另一种随动调节系统，用于浮动式光伏发电平台，包括：感应装置、控制装置和随动调节装置；

所述感应装置，用于采集浮动式光伏发电平台上的太阳光照参数、所述浮动式光伏发电平台的方位参数和其在竖直方向、水平方向的位移参数并传输至所述控制装置；

所述控制装置，用于根据所述太阳光照参数、所述方位参数和所述位移参数生成相应的控制指令并发送至所述随动调节装置；

所述随动调节装置，用于根据接收的所述控制指令调整所述浮动式光伏发电平台的方位角度和位置。

本实用新型所述的随动调节系统，所述感应装置包括光照强度传感器、方位传感器、水位传感器、力学传感器；

所述光照强度传感器，用于采集所述浮动式光伏发电平台上的太阳光照强度作为所述太阳光照参数；

所述方位传感器，用于采集所述浮动式光伏发电平台当前的方位角度作为所述方位参数；

所述水位传感器，用于采集所述浮动式光伏发电平台所处的水位作为所述竖直方向的位移参数；

所述力学传感器，用于采集所述随动调节装置在水平方向所承受的力作为所述水平方向的位移参数。

本实用新型所述的随动调节系统，所述随动调节装置包括：多个固定部件、与所述固定部件对应的连接部件和与所述连接部件对应的调节执行部件；

多个固定部件，固定于水底或者岸边；

多个连接部件，一端固定于对应的所述固定部件上，另一端固定于对应的所述调节执行部件上，且所述连接部件为柔性或半刚性的可调连接部件；

所述调节执行部件，根据接收的所述控制指令控制所述连接部件的伸缩或者收放，对所述浮动式光伏发电平台的方位角度和水平位置进行调整。

本实用新型所述的随动调节系统，所述随动调节系统为支杆式时，所述连接部件包括一个半刚性可调连接部件和两个柔性可调连接部件；

所述半刚性可调连接部件的一端活动连接于固定在岸边的一个固定部件上，另一端连接于所述浮动式光伏发电平台靠近所述岸边的一侧的中部位置；

所述两个柔性可调连接部件分列于所述半刚性连接部件的两侧，且所述柔性可调连接部件的一端分别连接于固定在岸边的一个固定部件上，另一端分别连接于位于所述浮动式光伏发电平台远离所述岸边的一侧的两个调节执行部件上，所述两个调节执行部件分别位于远离所述岸边一侧的两端。

本实用新型所述的随动调节系统，所述力学传感器包括张力传感器和拉压力传感器；

所述张力传感器，安装于每个所述柔性可调连接部件上，用于采集所述柔性可调连接部件所承受的张力；

所述拉压力传感器，安装于所述半刚性可调连接部件上，用于采集所述半刚性可调连接部件所承受的拉压力。

本实用新型所述的随动调节系统，所述随动调节系统为抛锚式时，所述连接部件包括四个柔性可调连接部件；

所述柔性可调连接部件的一端分别连接于固定在水底的一个固定部件上，另一端分别连接于位于所述浮动式光伏发电平台四个角的调节执行部件。

本实用新型所述的随动调节系统，所述力学传感器包括张力传感器；

所述张力传感器，安装于每个所述柔性可调连接部件上，用于采集所述柔性可调连接部件所承受的张力。

本实用新型还提供了一种浮动式光伏发电平台，包括上述随动调节系统。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供了一种随动调节系统，通过感应装置采集浮动式光伏发电平台的方位参数和其在竖直方向、水平方向的位移参数并传输至控制装置；控制装置根据方位参数和位移参数生成相应的控制指令并发送至随动调节装置；随动调节装置根据接收的控制指令调整浮动式光伏发电平台的方位角度和位置。控制装置能够根据浮动式光伏发电平台的位置、偏移角度的实时变化生成相应的控制指令，通过随动调节装置来抑制浮动式光伏发电平台的位移和角度偏移，即使在波涛起伏风浪大的海面上也能使浮动式光伏发电平台在水面上保持平稳，并且使其上的太阳能电池始终朝向正南，提高了浮动式光伏发电平台的发电效率，延长了浮动式发电平台的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中随动调节系统的一个具体实例的结构框图；

图2为本实用新型实施例1中支杆式随动调节系统的一个具体实例的侧视图；

图3为本实用新型实施例1中支杆式随动调节系统的一个具体实例的俯视图；

图4为本实用新型实施例1中抛锚式随动调节系统的一个具体实例的侧视图；

图5为本实用新型实施例1中抛锚式随动调节系统的一个具体实例的俯视图。

附图标记：

1-感应装置；2-控制装置；3-随动调节装置；31-固定部件；32-连接部件；33-调节执行部件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种随动调节系统，用于浮动式光伏发电平台，如图1所示，包括：感应装置1、控制装置2和随动调节装置3。

感应装置1，用于采集浮动式光伏发电平台的方位参数和其在竖直方向、水平方向的位移参数并传输至控制装置2。具体地，方位参数能够体现浮动式光伏发电平台上的太阳能电池所朝向的方位(比如朝向正南、东南、西南等方位)，而太阳能电池所朝向的方位与太阳照射于太阳能电池上的辐射总量有着密切的联系，直接影响了太阳能电池的发电效率，显然太阳能电池朝向正南方位时一天中所接受到的太阳辐射总量最多，相较于朝向其它方位时的发电效率更高。而浮动式光伏发电平台在竖直方向、水平方向的位移参数能够反映浮动式光伏发电平台受水流冲击、风浪袭击时的运动趋势。也即通过采集浮动式光伏发电平台的方位参数及其在竖直方向和水平方向的位移参数并传输至控制装置2，为控制装置2提供了能够全面反映浮动式光伏发电平台的位移趋势以及平台上的太阳能电池所朝向的方位的参数作为控制依据，为控制装置2生成能够有效抑制浮动式光伏发电平台的位移并使太阳能电池始终朝向正南的控制指令奠定了有利基础。

控制装置2，用于根据方位参数和位移参数生成相应的控制指令并发送至随动调节装置3。具体地，控制装置2可以包括安装于浮动式光伏发电平台上的现地控制单元以及和现地控制单元通讯连接(比如可以为RS-485通讯连接)的远程SCADA服务器。现地控制单元可以根据方位参数和位移参数自行生成相应的控制指令并将上述参数传输给SCADA服务器，也可以接收SCADA服务器反馈回的控制指令，以此作为随动调节装置3的控制指令。

随动调节装置3，用于根据接收的控制指令调整浮动式光伏发电平台的方位角度和位置。具体地，控制装置2根据位移参数可以计算出浮动式光伏发电平台在竖直方向和水平方向上的位移。比如当浮动式光伏发电平台随着波浪上浮时，控制装置2会生成相应的控制指令并发送至随动调节装置3，随动调节装置3根据接收的控制指令对浮动式光伏发电平台的位置进行调整，抑制浮动式光伏发电平台随着波浪上浮，使其尽可能保持平稳；控制装置2根据方位参数可以计算出浮动式光伏发电平台上的太阳能电池偏转的角度，比如当浮动式光伏发电平台被风浪推的发生了偏转，控制装置2会生成相应的控制指令并发送至随动调节装置3，随动调节装置3根据接收的控制指令对浮动式光伏发电平台的方位角度进行调整，抑制浮动式光伏发电平台的偏转，使其上的太阳能电池尽可能朝向正南。

本实施例中的随动调节系统，通过感应装置采集浮动式光伏发电平台的方位参数和其在竖直方向、水平方向的位移参数并传输至控制装置；控制装置根据方位参数和位移参数生成相应的控制指令并发送至随动调节装置；随动调节装置根据接收的控制指令调整浮动式光伏发电平台的方位角度和位置。控制装置能够根据浮动式光伏发电平台的位置、偏移角度的实时变化生成相应的控制指令，通过随动调节装置来抑制浮动式光伏发电平台的位移和角度偏移，即使在波涛起伏风浪大的海面上也能使浮动式光伏发电平台在水面上保持平稳，并且使其上的太阳能电池始终朝向正南，提高了浮动式光伏发电平台的发电效率，延长了浮动式发电平台的使用寿命。

优选地，本实施例中的随动调节系统，其感应装置1进一步包括方位传感器、水位传感器和力学传感器。

方位传感器，用于采集浮动式光伏发电平台当前的方位角度作为方位参数。具体地，方位传感器可以安装于浮动式光伏发电平台上。通过方位传感器能够采集到浮动式光伏发电平台当前的方位角度，控制装置据此可以获取到浮动式光伏发电平台方位的变化。

水位传感器，用于采集浮动式光伏发电平台所处的水位作为竖直方向的位移参数。具体地，水位传感器可以安装于岸边也可以安装于水底，通过水位传感器就可以采集到浮动式光伏发电平台所处的水位，而水位的变化能够很好的反映浮动式光伏发电平台在竖直方向的位移。

力学传感器，用于采集随动调节装置3在水平方向所承受的力作为水平方向的位移参数。具体地，随动调节装置3作为浮动式光伏发电平台的支撑系统，当平台在水平方向发生位移时，随动调节装置3在水平方向也会承受一定程度的作用力，控制装置根据力学传感器采集的随动调节装置在水平方向所承受的力，就可以计算出浮动式光伏发电平台在水平方向的位移。

优选地，本实施例中的随动调节系统，其随动调节装置3进一步包括：多个固定部件31、与固定部件31对应的连接部件32和与连接部件对应的调节执行部件33。

多个固定部件31，固定于水底或者岸边。具体地，固定部件31可以为固定桩式或者锚式，固定桩式可视水域实际情况，安装在岸边或者水底；锚式均固定于水底，根据水底泥沙或者淤泥情况选用不同结构形式的锚。

多个连接部件32，一端固定于对应的固定部件31上，另一端固定于对应的调节执行部件33上，且连接部件32为柔性或半刚性的可调连接部件。具体地，柔性可调连接部件可以为缆绳，半刚性可调连接部件可以为与固定于岸边的固定部件31活动连接的连接杆。力学传感器可以固定于连接部件32上，便于采集连接部件在水平方向所承受的力作为水平方向的位移参数。

调节执行部件33，根据接收的控制指令控制连接部件32的伸缩或者收放，对浮动式光伏发电平台的方位角度和位置进行调整。具体地，调节执行部件33可以为牵引类装置，比如卷扬机。缆绳的一端固定于其对应的卷扬机内，另一端通过固定部件31固定于岸边或者水底。控制装置根据水位传感器传输的水位信号可以计算出浮动式光伏发电平台在竖直方向上的位移，通过力学传感器传输的缆绳的受力大小和方向可以计算出浮动式光伏发电平台在水平方向上的位移；比如当浮动式光伏发电平台随着水流或者风向向左或者向右移动时，控制装置2会向卷扬机发送控制指令使卷扬机收紧左侧或者右侧的缆绳或者放开右侧或者左侧的缆绳使得浮动式光伏发电平台受到相反方向的作用力，抑制其向左或者向右移动，有利于浮动式光伏发电平台在水面上保持平稳。

优选地，如图2、图3所示，本实施例中的随动调节系统，当其为支杆式时，连接部件32包括一个半刚性可调连接部件32a和两个柔性可调连接部件32b。

半刚性可调连接部件32a的一端活动连接于固定在岸边的一个固定部件31上，另一端连接于浮动式光伏发电平台靠近岸边的一侧的中部位置。具体地，活动连接部件可以为一个安装于固定部件31上的连接轴，从半刚性可调连接部件32一端的连接孔穿出。通过这种设置，即使浮动式光伏发电平台有轻微上下起伏或者左右摇摆，半刚性可调连接部件32a也能围绕连接轴上下或者左右运动，在给浮动式光伏发电平台提供刚性支撑的同时也能留有一定的微调空间，避免了连接部分的机械损伤。

两个柔性可调连接部件32b分列于半刚性连接部件32a的两侧，且柔性可调连接部件32b的一端分别连接于固定在岸边的一个固定部件31上，另一端分别连接于位于浮动式光伏发电平台远离岸边的一侧的两个调节执行部件33上，两个调节执行部件33分别位于远离岸边一侧的两端。具体地，支杆式随动调节系统适用于水深且水底不宜的水域，通过一端固定于岸边的半刚性可调连接部件32a给浮动式光伏发电平台提供刚性支持，并与位于半刚性连接部件32a两侧且一端固定于岸边的两个柔性可调连接部件32b形成三个稳定的支点，有助于浮动式光伏发电平台的稳定性。

优选地，当随动调节系统为支杆式时，力学传感器包括张力传感器和拉压力传感器。

张力传感器，安装于每个柔性可调连接部件上，用于采集柔性可调连接部件所承受的张力。

拉压力传感器，安装于半刚性可调连接部件上，用于采集半刚性可调连接部件所承受的拉压力。具体地，通过张力传感器和拉压力传感器，能够采集到柔性可调连接部件和半刚性可调连接部件上所承受的作用力，为控制装置2生成合理有效的控制指令提供了比较全面的判断依据。

优选地，作为另一种可选的实施方式，如图4、图5所示，随动调节系统为抛锚式时，其连接部件32进一步包括四个柔性可调连接部件32b。

柔性可调连接部件32b的一端分别连接于固定在水底的一个固定部件31上，另一端分别连接于位于浮动式光伏发电平台四个角的调节执行部件33。具体地，抛锚式随动调节系统适用于水浅且水底不宜抛锚的水域。只需4个柔性可调连接部件32b，即可实现对浮动式光伏发电平台的固定，降低了对水域的环境影响。

优选地，当随动调节系统为抛锚式时，力学传感器包括张力传感器；且张力传感器，安装于每个柔性可调连接部件上，用于采集柔性可调连接部件所承受的张力。具体地，通过安装于每个柔性可调连接部件上的张力传感器，就可以采集到每个柔性可调连接部件所承受的张力，控制装置根据获取的每个柔性可调连接部件所承受的张力，就可以计算出浮动式光伏发电平台水平方向的位移了。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供了另一种随动调节系统，用于浮动式光伏发电平台，包括：感应装置1、控制装置2和随动调节装置3。

相较于实施例1，本实施例中的随动调节系统，其感应装置1，用于采集浮动式光伏发电平台上的太阳光照参数、浮动式光伏发电平台的方位参数和其在竖直方向、水平方向的位移参数并传输至控制装置2。

控制装置2，用于根据太阳光照参数、方位参数和位移参数生成相应的控制指令并发送至随动调节装置3。

随动调节装置3，用于根据接收的控制指令调整浮动式光伏发电平台的方位角度和位置。具体地，根据太阳光照参数，控制装置2可以计算出太阳当前所处的方位，进而根据浮动式光伏发电平台当前的方位参数以及太阳当前所处的方位确定使浮动式光伏发电平台直面太阳所需要调整的角度，据此生成相应的控制指令，通过随动调节装置3对浮动式光伏发电平台的方位角度进行调整，使浮动式光伏发电平台上的太阳能电池始终能够直面太阳，实现对太阳的追踪，进一步提升了浮动式光伏发电平台的发电效率。

优选地，本实施例中的随动调节系统，其感应装置1进一步包括光照强度传感器、方位传感器、水位传感器、力学传感器。

光照强度传感器，用于采集浮动式光伏发电平台上的太阳光照强度作为太阳光照参数。具体地，光照强度传感器可以安装于浮动式光伏发电平台上的太阳能电池的受光面。通过光照强度传感器能够采集到照射于浮动式光伏发电平台上的太阳光照强度，控制装置据此就可以计算出太阳当前所处的方位。

方位传感器，用于采集浮动式光伏发电平台当前的方位角度作为方位参数。具体地，方位传感器可以安装于浮动式光伏发电平台上远离太阳能电池板的位置。通过方位传感器能够采集到浮动式光伏发电平台当前的方位角度，根据太阳当前所处的方位和浮动式光伏发电平台当前的方位就可以确定使浮动式光伏发电平台直面太阳所需要调整的角度。

水位传感器，用于采集浮动式光伏发电平台所处的水位作为竖直方向的位移参数。具体地，水位传感器可以安装于水底，通过水位传感器就可以采集到浮动式光伏发电平台所处的水位，而水位的变化能够很好的反映浮动式光伏发电平台在竖直方向的位移。

力学传感器，用于采集随动调节装置3在水平方向所承受的力作为水平方向的位移参数。具体地，随动调节装置3作为浮动式光伏发电平台的支撑系统，当平台在水平方向发生位移时，随动调节装置3在水平方向也会承受一定程度的作用力，控制装置根据力学传感器采集的随动调节装置在水平方向所承受的力，就可以计算出浮动式光伏发电平台在水平方向的位移。

实施例3

本实施例提供了一种浮动式光伏发电平台，包括实施例1或者实施例2中的随动调节系统。

本实施例中的浮动式光伏发电平台，其随动调节系统，通过感应装置采集浮动式光伏发电平台的各项物理参数；控制装置根据上述物理参数生成相应的控制指令并发送至随动调节装置；随动调节装置根据接收的控制指令调整浮动式光伏发电平台的方位角度和位置。控制装置能够根据浮动式光伏发电平台的位置、偏移角度的实时变化生成相应的控制指令，通过随动调节装置来抑制浮动式光伏发电平台的位移和角度偏移，即使在波涛起伏风浪大的海面上也能使浮动式光伏发电平台在水面上保持平稳，并且使其上的太阳能电池始终朝向正南或者始终追踪太阳，提高了浮动式光伏发电平台的发电效率，延长了浮动式发电平台的使用寿命。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。