水上漂浮式光伏发电装置的制作方法

本实用新型涉及一种太阳能发电装置的支架承载体结构，特别涉及此承载体可解决双向跟踪问题的一种水上漂浮式光伏发电装置。

背景技术：

当今的国内外光伏支架安装一般以陆地为主，就算在水体中安装一般也是以桩基为主(但经查阅相关资料：得知日本也有采用塑料浮筒作为载重体，资料显示他的投资成本非常之大，可以说：在25年的一个使用寿命周期中无法收回初投成本，为此国内也可能也很少使用)而且由于在陆地上做双向跟踪的成本和维护成本原因而采用双向跟踪技术的少之又少。

现有的光伏组件安装工艺一般为：浇筑混凝土基础或打桩，并埋入金属预埋件，其次用高强度紧固件将立柱和斜拉支撑等与基础上预埋件固定，再安装支架的主梁和次梁及光伏组件等，其中他的主、次梁支架已跟据设计要求已形成了一个30度角左右的固定斜面，最后把光伏组件板固定在该斜面支架上。

当今的跟踪技术一般有斜单轴双向跟踪、平单轴单向跟踪，前者是采用一个较大的独立基础，在该基础上安装一根独立钢柱及上部支架和组件，其中还有二套电机传动作为跟踪系统(它的优点是能做到高精度跟踪)。后者是：在成排的二个以上基础上，(但基础是有高差的)，当支架及组件安装后就形成了一个坡度，该支架其实是安装在一根单轴上且单轴有一套跟踪传动电机，当跟踪传动电机起动时就能把条形斜面光伏板左右摇摆，从而达到单向跟踪的目的。

然而：现有的光伏发电载体只局限于以上二种，特别是在跟综技术上只局限于陆地使用，造成了对光伏产业、绿色能源的发展不利的一面和一个严重瓶颈，有其是中国有丰富的水面资源不能充分地开发和利用。而且在中东部地区可开发光伏发电的土地资源越来越少且光伏发电消纳最佳、水面资源富足，若能合理开发利用可为利国利民。再则：光伏组件在最佳仰角和方位角时才能获得最高的转换率和收益回报。另外：在当今的各种水体中需要安装光伏发电具有一个交道不便对大型机械进场的严重困难和一个在水体打桩前必须要排干水体的问题，若在中、大型水库、湖泊中施工就更为困难，若是在小型的养殖水体中施工时可能对养殖业带来一定影响。而该发明中的施工完全是带水作业包括转轴基础在内。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种自适应，灵活多变的水上漂浮式光伏发电装置。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，具有这样的特征，包括：若干个小船，构成矩形阵列；横向连接杆，横向连接在小船之间；纵向连接杆，纵向连接在小船之间；抗扭连杆，分别连接在相邻两列，前后两行的小船之间；转轴，设置在阵列的中间，与四周的小船连接；两个浮筒，固定在转轴的底部；两个大弹簧，一端固定在第一行最外两列的小船上；浮体平台，固定在独立方柱上，设置在阵列的后方中间位置；牵引电机，设置在浮体平台上；两条牵引钢索，一端与牵引电机连接；以及两个小弹簧，分别固定在两条牵引钢索另一端上，其中，小船，具有：牵引马达，设置在小船的尾部；槽轨，设置在小船的中间船体上；配重球，挂置在槽轨下方；小孔，开设在小船中间隔舱板底部位置上；以及光伏组件，设置在小船上。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，光伏组件的数量为两排，一前一后设置在小船上，具有：立柱，相互平行设置，一端设置在小船上；主龙骨，一端固定在立柱上；次龙骨，与主龙骨的另一端分别连接；以及三块光伏面板，平行铺设在次龙骨上。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，槽轨与水平面之间的倾斜角度为30°。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，光伏面板与水平面之间的初始角度为45°。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，牵引电机为一台改进后的单绳筒双进绳的小型卷扬机。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，光伏组件，具有：快速调节器，安装在光伏面板边口上，快速调节器为一个三面为不锈钢，背面粘贴一片墨镜片的小方盒，并在小方盒的正面钻一个小孔作为投射光孔，并在墨镜片的中间二侧画上刻度。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，光伏组件，具有：防鸟钢丝，拉设在每排光伏组件的上沿。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，光伏组件，具有：缓冲弹簧，设置在每根立柱与主龙骨之间的节点位置。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征，包括：防倾覆链条，两端分别与横向连接杆、纵向连接杆连接。

本实用新型提供的水上漂浮式光伏发电装置，还具有这样的特征：其中，所述配重球在所述槽轨内滚动，改变所述光伏面板的倾斜角度。

实用新型作用和效果

根据本实用新型所涉及水上漂浮式光伏发电装置，以钢丝网细石混凝土预制小船作为光伏组件及相关设备的安装载重体，并通过各小船上的预埋件、横向连接杆和纵向连接杆串组成一大的安装阵列，而后把该阵列拴在一根地锚式地梁的独立柱转轴上(该转轴作为阵列的旋转使用)，再在阵列的外围合适位置设置一个带有牵引电机的浮体平台，作为阵列的牵引动力；在牵引钢索的作用下来完成240度角左右的往返工作(方位角跟踪)，再在成排的各小船上安装一根槽轨，并在槽轨下方挂设一个可前后移动的配重球，在牵引电机的作用下作为调节前后船舱内水体产生落差，使舱内水体因落差关系自行流动完成小船前倾和后仰的工作(在小船中间隔舱板下开一个小孔，让水从小孔内前后流动)从而达到调整光伏组件的倾斜角目的(即倾角跟踪30°到60°以上)。

附图说明

图1是本实用新型在实施例中的水上漂浮式光伏发电装置的阵列示意图；

图2是本实用新型在实施例中的水上漂浮式光伏发电装置的整体框架示意图；

图3是本实用新型在实施例中的小船的结构示意图；以及

图4是本实用新型在实施例中的一行小船的立体结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本实用新型所涉及的水上漂浮式光伏发电装置作详细的描述。

实施例

如图1、图2、图3和图4所示，水上漂浮式光伏发电装置具有：小船1、横向连接杆2、纵向连接杆3、抗扭连杆4、转轴5、浮筒6、大弹簧7、小弹簧8、浮体平台9、牵引电机10、牵引钢索11和防倾覆链条12。

若干个小船1由钢丝网细石混凝土预制，构成矩形阵列，本实施例中小船1的数量为36艘，组成一个6×6的整列。

小船1具有：牵引马达1-1、槽轨1-2、配重球1-3、小孔1-4和光伏组件1-5。

牵引马达1-1设置在小船1的尾部，每行有一艘小船1的尾部设置有牵引马达1-1。

各小船1牵引钢索合并后连接到牵引马达1-1上。

槽轨1-2设置在各小船1的小船上，与水平面之间的倾斜角度为30°。配重球1-3挂设在槽轨1-2上。小孔1-4开设在小船1中间隔舱板上。

在牵引马达1-1的作用下作为调节前后船舱内水体产生落差，使舱内水体因落差关系自行流动完成小船前倾和后仰的工作(在小船中间隔舱板下开一个小孔1-4，让水从小孔1-4内前后流动)从而达到调整光伏组件1-5的倾斜角目的(即倾角跟踪30°到60°以上)。

光伏组件1-5数量为两组，一前一后设置在小船1上，具有：立柱1-5-1、主龙骨1-5-2、次龙骨1-5-3、光伏面板1-5-4、快速调节器1-5-5、防鸟钢丝1-5-6和缓冲弹簧1-5-7。

立柱1-5-1相互平行设置，一端设置在小船1上。主龙骨1-5-2两端固定在立柱1-5-1上。次龙骨1-5-3与立柱1-5-1的另一端分别连接。三块光伏面板1-5-4平行铺设在次龙骨1-5-3上，与水平面之间的初始角度为45°。

另外，为了更好的跟随季节变化的不同而出太阳的纬度产生变化，特设计了一个旋角快速调节器1-5-5。即，在一个大阵列的适当位置的光伏面板1-5-4边口上安装一个三面为不锈钢，背面粘贴一片墨镜片的小方盒，并在小方盒的正面钻一个小孔作为投射光孔。并在背面的墨镜片的中间二侧画上刻度，当每月或每季需要调节方位角时，只要观察墨镜片上投光点即可。并取手动控制电源电机的办法来调节牵引电机10调节阵列的方位角了。

为了减少维护成本(清理工作)而专门设置了一个防鸟钢丝1-5-6防止鸟类落脚于光伏组件上排便而影响光伏组件1-5使用寿命。即在每排光伏组件1-5的上沿50MM处拉设一根较细钢丝(每四至五米设置一个支撑点)这样就有效的解决了鸟类的落脚问题和驱鸟作用(因为鸟类无法抓住钢丝而会自行远离)。

为了更好的解决阵风对光伏组件1-5的影响，而在每根立柱1-5-1与主龙骨1-5-2之间的节点位置加设一个缓冲弹簧1-5-7。它的作用是：当光伏面板1-5-4的背面受到强风的吹打时，此时的缓冲弹簧1-5-7可向上拉伸，当光伏面板1-5-7的正面受到强风击打时，此时的缓冲弹簧1-5-7可起到压缩作用，这样就使正排的光伏组件1-5有了一个良性的活动空间。

横向连接杆2横向连接在小船1之间。每艘小船1在船头与船尾均连接有横向连杆2。

纵向连接杆3纵向连接在小船1之间。左侧四列小船1上的纵向连接杆3均连接在小船1的左侧，右侧四列小船1上的纵向连接杆3均连接在小船1的右侧。

抗扭连杆4分别连接在相邻两列，前后两行的小船1之间。本实施例中，第二行第二列的小船1与第三行第三列的小船1连接有抗扭连杆4，第二行第五列的小船1与第三行第四列的小船1连接有抗扭连杆4，第三行第二列的小船1与第四行第一列的小船1连接有抗扭连杆4，第三行第五列的小船1与第四行第六列的小船1连接有抗扭连杆4，第五行第一列的小船1与第六行第二列的小船1连接有抗扭连杆4，第五行第六列的小船1与第六行第五列的小船1连接有抗扭连杆4，第六行第三列的小船1与第七行第二列的小船1连接有抗扭连杆4，第六行第四列的小船1与第七行第五列的小船1连接有抗扭连杆4。

转轴5为一根地锚式地梁的独立柱，设置在阵列的正中间，与四周的小船1连接，周围设置有两个浮筒6帮助托起转轴5漂浮。

两个大弹簧7的一端固定在第一行最外两列的小船1上，另一端固定在第一行第二列与五列的小船1上。两个小弹簧8与两个大弹簧7对应，分别固定在牵引钢索11上。

小弹簧8为钢索调节和消纳弹簧，起到调节牵引钢索11松紧和消纳多余牵引钢索11，是牵引钢索11始终保持拉紧状态。

左右两侧的小弹簧8在电机启动前已始终处于拉伸拉长状态，作用是起到消纳因卷扬机反转释放出的牵引钢索11保持拉紧。

浮体平台9设置在阵列的后方中间位置，内部设置有牵引电机10。牵引电机10为一台改进后的单绳筒双进绳的小型卷扬机。

两条牵引钢索11的一端固定在牵引电机10，另一端分别与两个小弹簧8相连接。

举例：当牵引电机10转动时，右侧的牵引钢索11开始拉紧而使大弹簧7压缩，而此时左侧的小弹簧8开始收缩拉紧消纳多余的牵引钢索11，当牵引电机10停止时，大弹簧7已经压缩在终点。同时大弹簧7开始反弹。此时整个阵列开始转动，在阵列旋转时小弹簧8会释放回缩消纳的牵引钢索11来完成一个工作循环。

大弹簧7的主要作用是：为了减少阵列静止时与牵引电机10启动时的阻力和起到助推作用。

防倾覆链条12的两端分别与横向连接杆2与纵向连接杆3之间，是指一种镀锌金属铁链，但在船体的前后横向连接杆2、向连接杆3之间均要设置，特别是在第一及最后一排船体的船头及船尾没有纵向连接杆2时，必须要在该二排的防倾覆链条12同一位置加设钢性短支撑而防止这两排船体的倾覆。

当条件允许时可把中心位置的转轴5改为偏心轴，也就是说把转轴5和浮体平台9向北侧外移，随着阵列的定时旋转就能使水体每天有一个较好光照时间从而达到减少对水体影响和破坏水环境。

当遇到水体较深设计人员认为不宜使用跟踪方式发电时，特别是转轴5不能满足抗风要求时，可根据设计要求取消原来的转轴5和浮体平台9，而改为锚链式固定法固定阵列来发电。

为了使寒冷地区也能安全使用该发明。特设计了一个防止冬季结冰而产生冻涨对小船1的影响。提出在小船1的外侧和内侧均设立一层聚塑板或不进水海绵作为冻涨的释放层。释放层的高度必须大于结冻厚度。当然，当冬季来临前应调整好方位角和倾斜角度处于正南方并关闭电源，使阵列向陆地的固定式光伏发电一样的继续发电。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及水上漂浮式光伏发电装置，以钢丝网细石混凝土预制小船作为光伏组件及相关设备的安装载重体，并通过各小船上的预埋件、横向连接杆和纵向连接杆串组成一大的安装阵列，而后把该阵列拴在一根地锚式地梁的独立柱转轴上(该转轴作为阵列的旋转使用)，再在阵列的外围合适位置设置一个带有牵引电机的浮体平台，作为阵列的牵引动力；在牵引钢索的作用下来完成240度角左右的往返工作(方位角跟踪)，再在成排的各小船上安装一根槽轨，并在槽轨下方挂设一个可前后移动的配重球，在牵引电机的作用下作为调节前后船舱内水体产生落差，使舱内水体因落差关系自行流动完成小船前倾和后仰的工作(在小船中间隔舱板下开一个小孔，让水从小孔内前后流动)从而达到调整光伏组件的倾斜角目的(即倾角跟踪30°到60°以上)。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。