水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站的制作方法

本发明涉及光伏发电技术，尤其涉及一种水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站。

背景技术：

在光伏发电领域，晶硅组件得到了广泛的应用，无论是陆上发电站，还是水上飘浮式发电站。水上飘浮式光伏电站是利用水上基台将光伏组件漂浮在水面进行发电。特点在于不占用土地资源，水体对光伏组件有冷却效应，可以抑制组件表面温度上升，从而获得更高的发电量。主要利用池糖、湖泊水库、污水处理厂水池、近海的海面等，要通过水下电缆将电力输送到陆地，并与陆地上的直流转换成交流、升压、控制与保护、并网等电力系统设备建立联系，因此本质上是固定式的电站。

地球上70％的表面积是海洋，大量的船舶在海洋上航行，在海洋上漂浮式光伏发电如可随船而行，成为移动电站，不仅可为船舶提供电力，多余的电力还可为船舶上的蓄电池组充电，船舶靠岸后，蓄电池组可转移到陆地成为电动汽车的能源。

在有航道限制区域(如港口、码头、海上交通繁忙的要道等)，随船漂泊在海上的光伏发电站应予以收纳。另外，海洋波浪起伏大，在恶劣的气象条件下，漂浮式光伏发电装置也应予以收纳。然而，现有的漂浮式光伏发电装置无法收纳，在有航道限制区域难以通行，因此难以大型化。另外，在海上气象条件恶劣、风浪较大时，现有的漂浮式光伏发电装置由于无法收纳也容易遭受冲击破坏。

技术实现要素：

本发明主要目的在于，提供一种水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站，以解决现有漂浮式光伏发电装置无法收纳的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站，包括若干浮毯式薄膜光伏发电模组，所述浮毯式薄膜光伏发电模组包括若干浮毯式薄膜光伏发电组件，所述浮毯式薄膜光伏发电组件包括薄膜光伏发电组件本体和发泡浮毯，所述发泡浮毯的上表面形成四周高中部低的凹陷区，所述薄膜光伏发电组件本体固定在所述凹陷区内；

各浮毯式薄膜光伏发电模组相互连接，各浮毯式薄膜光伏发电组件通过连接电缆相互电连接，并通过连接绳连接到尾管上形成整体结构；

所述水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站还包括收纳装置，所述收纳装置安装在船尾，并与所述整体结构连接，用于拖拽和收纳各浮毯式薄膜光伏发电组件。

进一步地，所述收纳装置包括悬臂吊工字钢滑轨、电动葫芦、抓钩吊具和连接管；

各浮毯式薄膜光伏发电模组通过所述连接管相互连接，所述悬臂吊工字钢滑轨安装在船尾，所述电动葫芦通过钢丝缆绳与所述抓钩吊具连接，所述抓钩吊具用于抓取所述连接管；

所述电动葫芦能够在所述悬臂吊工字钢滑轨上滑动以带动所述抓钩吊具提升或降下，以将所述连接管吊起或降下，从而将所述浮毯式薄膜光伏发电组件吊起或降下。

进一步地，所述发电站还包括悬吊梁，所述悬吊梁安装在船尾顶部，所述悬吊梁上每隔设定距离焊接有定位角钢，所述连接管被抓钩吊具吊起后，放置在所述悬吊梁上，每一片吊起的浮毯式薄膜光伏发电组件被放置在两个相邻的角钢之间。

进一步地，所述发电站还包括摄像头，所述摄像头安装在所述电动葫芦的壳体上。

进一步地，所述抓钩吊具为316l不锈钢材质。

进一步地，所述连接管为中空的abs塑料管，两端用塑料板封堵。

进一步地，所述尾管的直径大于所述连接管的直径。

进一步地，所述连接电缆连接船甲板上的电气设备。

进一步地，所述电气设备为电气接线箱、逆变器、升压变压器、控制和保护柜或蓄电池组。

进一步地，所述收纳装置包括转盘、滑动轴承、金属环、弹簧电刷、电动滚筒、轴承支架；

所述转盘设置在船尾，由所述滑动轴承、轴承支架和电动滚筒支撑和双向驱动，所述转盘的内筒的最小半径大于所述薄膜光伏发电组件本体的最小可弯曲半径，所述浮毯式薄膜光伏发电组件通过电缆引出线连接所述金属环，所述金属环设置在所述转盘的两侧端面，并与所述弹簧电刷电接触，所述弹簧电刷通过所述连接电缆连接到船甲板上的电气设备，从而将所述浮毯式薄膜光伏发电组件的电能输送到所述电气设备。

与现有技术相比，本发明提供的水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站，包括若干浮毯式薄膜光伏发电模组，发电模组包括若干浮毯式薄膜光伏发电组件，发电组件包括薄膜光伏发电组件本体和发泡浮毯，发泡浮毯的上表面形成四周高中部低的凹陷区，薄膜光伏发电组件本体固定在凹陷区内。该发电站还包括收纳装置，收纳装置安装在船尾，并与整体结构连接，用于拖拽和收纳各浮毯式薄膜光伏发电组件。通过收纳装置可在需要的时候将浮毯式薄膜光伏发电组件收纳到船上，从而避免在遇到恶劣气象条件时由于无法收纳而遭受冲击破坏，或者在经过航道限制区域时由于无法收纳而无法通行。同时，由于可收纳，不会产生因发电站过大而无法通过航道限制区域的问题，因此发电站也可以大面积扩展。

附图说明

图1是本发明实施例浮毯式薄膜光伏发电组件的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例浮毯式薄膜光伏发电组件的俯视结构示意图；

图3是实施例一的水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站的结构示意图；

图4是实施例一中抓钩吊具的结构示意图；

图5是实施例二的水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站，包括若干浮毯式薄膜光伏发电模组，浮毯式薄膜光伏发电模组包括若干浮毯式薄膜光伏发电组件6，浮毯式薄膜光伏发电组件6包括薄膜光伏发电组件本体和发泡浮毯26，发泡浮毯26的上表面形成四周高中部低的凹陷区，薄膜光伏发电组件本体固定在凹陷区内。

各浮毯式薄膜光伏发电模组相互连接，同时，各浮毯式薄膜光伏发电组件6通过连接电缆7相互电连接，并通过连接绳9连接到尾管8上形成整体结构。

该水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站还包括收纳装置，收纳装置安装在船尾，并与整体结构连接，用于拖拽和收纳各浮毯式薄膜光伏发电组件6。

图3所示为实施例一的水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站的结构示意图，在实施例一中，收纳装置包括悬臂吊工字钢滑轨2、电动葫芦3、抓钩吊具4和连接管5。

各浮毯式薄膜光伏发电模组通过连接管5相互连接，悬臂吊工字钢滑轨2安装在船尾1，电动葫芦3通过钢丝缆绳与抓钩吊具4连接，抓钩吊具4用于抓取连接管5。

电动葫芦3能够在悬臂吊工字钢滑轨2上滑动以带动抓钩吊具4提升或降下，以将连接管5吊起或降下，从而将浮毯式薄膜光伏发电组件6吊起或降下。

图4是抓钩吊具4的结构示意图，抓钩吊具4包括吊环41、连杆42、导向杆43、抓钩44、销轴45。吊环41用于穿过钢丝缆绳，连杆42用于控制导向杆43，当钢丝缆绳提升时两个连杆42的夹角在提升力作用下将减小，在导向杆43下的销轴45向内侧滑动，带动抓钩44抱住被吊物体，由此，被吊物体被钢丝缆绳提升。当被吊物体被安放到指定位置后，钢丝缆绳放松，两个连杆42的夹角在重力作用下将变大，在导向杆43下的销轴45向外侧滑动，直到导向杆43上的挡边停止，抓钩44自动打开，脱离被吊物体。抓钩吊具4为316l不锈钢材质，以抗腐蚀。可在电动葫芦3的壳体上安装摄像头13，操作人员在摄像头13的帮助下，调整电动葫芦3及抓钩吊具4的位置。

本方案中，被吊物体是连接管5，连接管5是中空的abs塑料管，两端用塑料板封堵，可漂浮在水中。浮毯式薄膜光伏发电组件6由连接绳9与连接管5相连，由此数个标准规格的浮毯式薄膜光伏发电组件6被组接成实际需要宽度的大的组件，并保证大的组件有足够的柔性可随海浪波动。

发电站还包括悬吊梁11，悬吊梁11安装在船尾1顶部，悬吊梁11上每隔设定距离焊接有定位角钢12，连接管5被抓钩吊具4吊起后，放置在悬吊梁11上，每一片吊起的浮毯式薄膜光伏发电组件6被放置在两个相邻的角钢12之间。一般情况下，夜晚、或风浪较大时、或在有航道限制的地区航行时等，浮毯式薄膜光伏发电组件6被吊起收纳。在白天，用电动葫芦3将浮毯式薄膜光伏发电组件6再吊放到水面，吊放的薄膜光伏发电组件本体片数，可根据实际用电的需要选择。

标准规格的浮毯式薄膜光伏发电组件6通过连接盒及连接电缆7实现电气上的串并联的连接。尾管8也是中空的abs塑料管，两端用塑料板封堵，可漂浮在水中。数个浮毯式薄膜光伏发电组件6通过连接绳9连接到尾管8上，成为一个整体的平面结构，同时又有足够的柔性。在收纳时尾管8不需要吊起，因此尾管8的直径可大于连接管5的直径。

连接电缆7连接船甲板上的电气设备。电气设备根据需要可以是电气接线箱、逆变器、升压变压器、控制和保护柜、蓄电池组等。这些是光伏发电的常规设备，不再赘述。

图5所示为实施例二的水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站的结构示意图，实施例二与实施例一的不同之处仅在于收纳装置的结构。在实施例二中，收纳装置包括转盘14、滑动轴承15、金属环16、弹簧电刷17、电动滚筒18、轴承支架19；

转盘14设置在船尾1，转盘14可由电缆线盘改制而成。转盘14由滑动轴承15、轴承支架19和电动滚筒18支撑和双向驱动。电动滚筒18也可用适用的减速机和电动机组合来代替。转盘14的内筒的最小半径大于薄膜光伏发电组件本体的最小可弯曲半径，根据薄膜光伏发电组件本体的最小弯曲半径，转盘14的内筒的最小半径最好大于500mm。浮毯式薄膜光伏发电组件6通过电缆引出线20连接金属环16，金属环16设置在转盘14的两侧端面，并与弹簧电刷17电接触，弹簧电刷17通过连接电缆7连接到船甲板上的电气设备，从而将浮毯式薄膜光伏发电组件6的电能输送到电气设备。电气设备根据需要可以是电气接线箱、逆变器、升压变压器、控制和保护柜、蓄电池组等。这些是光伏发电的常规设备，不再赘述。

标准规格的浮毯式薄膜光伏发电组件6通过连接盒及连接电缆7实现电气上的串并联的连接。尾管8也是中空的abs塑料管，两端用塑料板封堵，可漂浮在水中。数个浮毯式薄膜光伏发电组件6通过连接绳9连接到尾管8上，成为一个整体的平面结构，同时又有足够的柔性。

本发明可提高电动船舶的续航能力，例如可以使渔船到深海去作业。如果将本发明配套模块式的反渗透海水淡化装置，则本发明的水上飘浮可收纳薄膜光伏发电站发出的电力可用于生产淡水，可解决船员的生活用水的补给问题，淡水如果有节余，还可销售到陆地。

结合图1、图2所示，本发明实施例提供的浮毯式薄膜光伏发电组件6，包括薄膜光伏发电组件本体和发泡浮毯26，发泡浮毯26的上表面形成四周高中部低的凹陷区，薄膜光伏发电组件本体固定在凹陷区内，利用发泡浮毯26在水中的浮力托起薄膜光伏发电组件本体。该浮毯式薄膜光伏发电组件6充分发挥了薄膜光伏发电组件本体质量轻、超薄、柔性可弯曲、弱光条件下转化性能好、抗恶劣环境能力强等优点，整体结构质量轻，飘浮在水中吃水浅，在水中移动时阻力大大减小，实现了水上漂浮光伏发电低阻力随船而行，降低了能源消耗，提高了水上漂浮移动式光伏发电的经济效益。

薄膜光伏发电组件本体由上至下包括接线盒10、前封装板21、封装胶膜22、薄膜电池组23、绝缘层24和电路层25，电路层25包括二极管串、连接片及汇流条；

接线盒10通过汇流条与二极管串和连接片连接，用于传输电能；

绝缘层24用于隔离薄膜电池组23与电路层25；

接线盒10与前封装板21之间通过密封胶密封，密封胶可以采用丁基胶，也可是其他耐水耐候密封胶。

前封装板21由乙烯-四氟乙烯共聚物膜材制成，也可以采用其他透光、耐候、憎水、防紫外线老化的材料。薄膜电池组23的受光面朝向前封装板21。

封装胶膜22可为poe膜，也可以是其他材质的胶膜。

薄膜电池组23为铜铟镓硒薄膜电池组23或砷化镓薄膜电池组23，或其他类型的薄膜电池组23，薄膜电池组23的受光面应朝向前封装板21。

发泡浮毯26可采用eva材料。eva材料内部具有封闭式发泡多孔结构，无数封闭的气泡使其质量轻，飘浮在水中吃水浅，有效降低随船行驶阻力。当然发泡发泡浮毯26也可采用其他密度低、质量轻的泡沫材料。由于发泡浮毯26有很好的弹性，对薄膜电池组23件还起到了保护的作用。

发泡浮毯26的前端底部可设置倒角，发泡浮毯26的前端为迎水面，在其底部设置倒角可进一步降低在水上移动时的阻力。

发泡浮毯26四周开设有若干线缆孔27，通过线缆孔27方便多个发电组件6之间实现电连接，实现发电组件6之间的电气串并联以及由单个发电组件6连接组成更大的浮毯式薄膜光伏发电模组。

线缆孔27可设置为一字形，以便穿过扁平的电缆或绳索。发电组件之间用绳索连接固定，通过电缆电连接，组装简单方便。

上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。