浮体架台及水上光伏电站的制作方法

本发明涉及光伏领域，特别是涉及一种浮体架台及水上光伏电站。

背景技术：

太阳能发电是一种清洁绿色可再生能源，在煤、石油、天然气等传统化学能源日益枯竭、环境污染愈来愈烈的背景下，太阳能发电越来越受到人们的关注。目前光伏电站的设计和建设集中在地面或屋顶。但在地面建设光伏电站导致运营成本大大增加；而在屋顶建设光伏电站时，由于屋顶面积资源的局限性且屋顶电站在运营过程中同样产生屋顶租赁费用，提高度电成本。因此，二者均阻碍了平价上网的绿色能源发展目标的实现。

我国是个水资源大国，就云南而言，据《云南国土资源遥感综合调查》(云南省计委、云南省国土厅，2004年)，全省水域面积903.46万亩，其中：湖泊水面151.95万亩，水库水面94.59万亩，池塘水面68.74万亩。以上三项水面面积315.28万亩，约合2100km2。按利用上述三项水面面积的2％、每千瓦占水面15m2(变电站、管理、生活等设施位于陆上)估算，约可建水上光伏发电容量280万kW。同时，针对采煤沉陷区建设水面光伏发电也是有效解决煤矿采空区路面沉陷、粉煤灰二次污染问题，是对采煤沉陷区的良好利用方式。另外，水面对光伏组件具有冷却效果，同时太阳光经水面反射可得到二次利用，与在屋顶上以相同角度设置的电池板相比，可降低发电损失提高输出。且水面电站对于藻类的繁殖可起到一定抑制作用，可以改善局部水质问题。因此水面电站有较广的应用前景，目前在很多国家，日本、印度、韩国、新加坡、英国、挪威、美国、巴西、澳洲等均有成熟应用，中国今年也此类项目的建设也在增加。

但目前水面光伏设计均采用浮台结构，浮台纵横连接，用锚栓在池底固定，锚栓和浮台利用钢丝连接，以确保移动幅度不超过一定的范围以上，呈平面状漂浮状态，这种设计安装复杂，稳定性差，对选址要求较高，需要面积较广、径流稳定、风速低、水位变化较小的水域，在外力(径流、风速、水位)作用时无法自我调节平衡始终保持水平漂浮状态。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种浮体架台及水上光伏电站，在受到外力时可自我调节平衡。

一种浮体架台，包括内部设有中空腔体的半球形体，所述半球形体内部填充有配重体，所述半球形体的上端设置有封闭所述中空腔体使所述配重体在所述中空腔体内移动的密封层，所述密封层上安装有用于安装光伏组件的光伏组件支架。

在其中一个实施例中，所述光伏组件支架包括低支撑柱与高支撑柱，所述低支撑柱与所述高支撑柱均包括固定于所述密封层上的支腿，所述支腿上连接有可沿所述支腿上下滑动的连接杆，所述连接杆上安装有可自由调整与水平方向的夹角的旋转体，所述旋转体上连接有用于支撑所述光伏组件且可随所述旋转体的移动而移动的平面支板。

在其中一个实施例中，所述平面支板包括用于支撑固定所述光伏组件的上平面板和固定于所述旋转体上的下平面板。

在其中一个实施例中，所述半球形体的内底部设置与所述半球形体的内底部相切合的球缺。

在其中一个实施例中，所述填充有配重体的半球形体的重量3到10倍于所述光伏组件的重量。

在其中一个实施例中，所述半球形体的表面为凸凹状。

在其中一个实施例中，所述配重体为直径为2厘米的球体。

以上所述浮体架台的半球形体内部填充有配重体，当受到外力作用时，浮体架台可以根据配重体在其内部中空腔体的移动而自我调节平衡始终保持水平漂浮。

一种水上光伏电站，包括多个串联的如以上所述的浮体架台和安装于所述浮体架台上的光伏组件。

在其中一个实施例中，所述浮体架台通过万向连接器串联。

以上所述水上光伏电站，浮体架台的半球形体内部填充有配重体，当受到外力作用时，浮体架台可以根据配重体在其内部中空腔体的移动而自我调节平衡始终保持水平漂浮。

附图说明

图1为一实施例浮体架台的侧视图；

图2为一实施例水上光伏电站的连接示意图；

图3为图2中万向连接器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一实施例的浮体架台包括内部设有中空腔体的半球形体110，半球形体110内部填充有配重体120，半球形体110的上端设置有封闭中空腔体使配重体120在中空腔体内移动的密封层130，密封层130上安装有用于安装光伏组件150的光伏组件支架140。

以上所述浮体架台的半球形体内部填充有配重体，当受到外力作用时，浮体架台可以根据配重体在其内部中空腔体的移动而自我调节平衡始终保持水平漂浮。

如图1所示，光伏组件支架140包括低支撑柱141与高支撑柱142，低支撑柱141与高支撑柱142均包括固定于密封层130上的支腿143，支腿143上连接有可沿支腿143上下滑动的连接杆144，连接杆144上安装有可自由调整与水平方向的夹角的旋转体145，旋转体145上连接有用于支撑光伏组件150且可随旋转体145的移动而移动的平面支板146。平面支板146包括用于支撑固定光伏组件150的上平面板1461和固定于旋转体145上的下平面板1462。上平面板1461和下平面板1462可以通过连接板固定等。

为保证光伏组件150固定的稳定性，光伏组件150上设置有用于将光伏组件150固定在上平面板1461的固定压块151。固定压块151可以通过螺丝与上平面板1461固定在一起。

为保证在外力作用下，浮体架台可以根据配重体120的移动自我调节平衡始终保持水平漂浮，配重体120为不锈钢球形体，且填充有配重体120的半球形体110底部的重量多倍于光伏组件150的重量，例如3至10倍等。本实施例还可以在半球形体110的内底部设置与半球形体的内底部相切合的球缺170，配重体120位于球缺170的上表面。本实施例中，配重体120可以为直径优选2cm，填充小球总重为50Kg，光伏组件150优选为晶体硅太阳能电池组件，重量18Kg.。

本实施例中，由于浮体架台需要经常受到太阳的照射，因此，浮体架台要具有良好的抗紫外、抗腐蚀性能、高密度、抗冻胀、抗风浪等特性。本实施例中，浮体架台优选为高分子聚乙烯材料。为提高光伏组件150的光吸收效率，半球形体110的表面优选的材料为HDFE聚乙烯树脂，且表面为白色的凸凹状，如白色的金字塔状，以增加光的反射和折射，提高光伏组件150的光吸收能力，并提升其发电量。

如图2所示，本实施例还提供了一种水上光伏电站，包括多个串联如以上所述的浮体架台和对应安装于浮体架台上的光伏组件。其中，半球形体110通过万向连接器160串联使浮体架台串联起来。如图3所示，万向连接器160包括连接杆161，连接杆161的两端分别连接有链接球162，链接球162分别连接有端子163，端子163包括用于容纳链接球163并可使链接球163在其内部自由转动的环状体164及与环状体164连接的螺栓片165。本实施例中，万向连接器160优选为铝合金材料，以抗腐蚀、、抗冻胀、抗风浪。为方便半球形体110通过万向连接器160连接，螺栓片165上设置有螺孔166，半球形体110的侧端设置有可与螺栓片165相匹配的螺栓扣111，螺栓片165和螺栓扣111通过螺栓贯穿螺孔166固定连接。由此，通过万向连接器160可以循环串联多个浮体架台，连接成网络状，使浮体架台在受外力的作用下由于万向连接器160的作用，浮体架台可以独立的根据势能最低原理进行自我调整平衡而不受相邻的浮体架台影响。

对于不同的发电区域，为保证接收光照的最佳性，光伏组件与水平方向通常需要具有一定夹角。本实施例中，光伏组件150通过光伏组件支架140形成的水平夹角为根据所在区域的经度和纬度计算的预定值。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。