一种柔性光驱动漂浮式光伏系统的制作方法

1.本实用新型涉及漂浮式光伏系统技术领域，特别是涉及一种柔性光驱动漂浮式光伏系统。


背景技术：

2.在河流、湖泊、水库、蓄水池、海洋等水面上建立漂浮式光伏电站已成为光伏领域的主流发展趋势。漂浮式水上光伏系统可有效节约陆地资源，同时可减少水面蒸发量，抑制水中藻类繁殖，对生态水资源起到一定程度的保护作用。然而，随着工业快速发展和人类生活水平不断提升，大量工业、医用废水和生活污水直接排入河湖等水环境中，造成水体富营养化、黑臭水体、水质恶化、河湖水生态失衡等严重问题。现有的生态水上漂浮式光伏电站多采用沉水绿植以降低水体中氮、磷等污染物，但存在降解污染物种类相对单一、对环境水生态造成二次破坏等缺陷。


技术实现要素：

3.为了改善河湖内污染物种类繁多，无法有效降低水体持久性有机污染物、抗生素毒素、重金属、氮、磷等污染元素，水生态环境紊乱等缺陷，本技术提供一种可适用于较大风浪、具备全方位生态、环保、抑菌、自清洁的多净水功能的漂浮式水上光伏系统，更有利于综合治理水环境的同时还能延长水上光伏系统的使用寿命，提高光伏组件发电效率。
4.本实用新型的技术方案，一种柔性光驱动漂浮式光伏系统，包括多个漂浮浮体和嵌入在漂浮浮体内的光伏组件，漂浮浮体外表面附有光催化复合膜；漂浮浮体在水面上上下波动，水体在漂浮浮体顶部流过并与光催化复合膜接触；
5.漂浮浮体底部设有悬挂式微生物培养筒，培养筒四周开设有通孔；培养筒内放置用于培养微生物的基质和微生物菌群；水体通过通孔进入培养筒内；
6.漂浮浮体的四周均设置有柔性连接组件和u型连接耳；相邻设置的漂浮浮体之间通过柔性连接组件以及u型连接耳对接形成连接体。漂浮浮体的表面设置一体化步道，相邻设置的漂浮浮体上的步道拼接相连。
7.优选的，漂浮浮体的底部设置环形卡槽；培养筒与环形卡槽卡装。
8.优选的，步道的表面部分覆盖光催化复合膜。
9.优选的，柔性连接组件包括刚性销杆栓、弹性缓冲层及柔性基座；u型连接耳插入柔性连接组件中部的弹性缓冲层；且刚性销杆栓穿过u型连接耳和弹性缓冲层，并保持固定，柔性基座设置在弹性缓冲层的底部。
10.优选的，基质多为疏松多孔海绵结构。
11.优选的，由于光伏组件可随漂浮浮体随波晃动，光伏组件在漂浮浮体的表面保持凸出状态可使其表面不易积水，有效减缓水体对光伏组件的侵蚀和损害。
12.漂浮浮体四周均设置有柔性连接组件及u型连接耳，连接组件及u型连接耳用于使相邻漂浮浮体组成阵列保持稳定。连接组件包括刚性销杆栓、弹性缓冲层及柔性基座。
13.通过采用上述技术方案，将u型连接耳通过刚性销杆栓以栓插方式结合固定，连接耳与销杆栓均采用刚性材料，连接耳与销杆栓接触部分为弹性缓冲层，连接组件底部设有柔性基座，弹性缓冲层与柔性基座采用柔性弹簧橡胶材料，可进一步提升连接组件的抗冲击能力与缓震性能，使多个漂浮浮体组成浮体阵列更加稳定，能有效抵御河、湖及海上高级别风浪所带来的影响。
14.通过采用上述技术方案，将光伏组件嵌入漂浮浮体中央，可免除光伏组件支架在强风浪水面的不稳定性。下方所悬挂微生物培养筒也可起到对漂浮浮体的锚固作用，进一步提升整体漂浮光伏系统的稳定性。
15.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：
16.1.本实用新型中，在漂浮浮体外表面贴附光催化复合膜，光催化膜通过利用太阳能进行光驱动催化降解水体污染物，不仅能有效利用太阳能实现净水功能，还能缓解高强度紫外线对浮体材料的光腐蚀老化，延长浮体寿命，降低浮体表面及周围温度，提高光伏组件发电效率；同时光催化复合膜自带抑菌抗菌效果，可进一步改善水环境。光催化复合膜可部分覆盖一体化步道，所选用光催化复合膜催化降解污染物效率不受人工行走影响，便于进一步治理水域。
17.2.将微生物培养筒通过卡槽悬挂于浮体下方，微生物培养筒内放置用于培养微生物的基质和微生物，水体可通过培养筒四周通孔流入培养筒，与微生物及基质充分接触，达到有效降解水体种氮、磷、重金属的目的，且基质为多孔吸附性能材料，对水环境也可起到过滤作用，进一步净化水体。微生物还可提高水体中下层溶解氧，起到改善水生动植物生长环境、稳定水生态作用。
18.3.通过设置刚性结构柔性连接组件，采用刚柔结合模式，在保证连接组件材料强度达标的同时，利用弹性缓冲层与柔性基座，有效缓解强风浪所致刚性连接耳及销杆栓接触所产生的纵向、垂向与横向冲击，有效提升连接组件的抗冲击能力与缓震性能，大幅提高漂浮光伏电站的稳定性及发电效率。
附图说明
19.图1为本技术实施例中一种柔性光驱动漂浮式光伏系统的结构示意图。
20.图2为本技术实施例中一种柔性光驱动漂浮式光伏系统的分解结构示意图。
21.图3为本技术实施例中一种柔性光驱动漂浮式光伏系统微生物培养筒的内部结构示意图。
22.图4为本技术实施例中一种柔性光驱动漂浮式光伏系统的连接结构示意图。
23.图5是图4中a处的放大图。
24.图6为本技术浮体表面光催化复合膜结构示意图。
25.图7为本技术实施例中一种柔性光驱动漂浮式光伏系统浮体底部用于悬挂微生物培养筒的环形卡槽结构示意图。
26.附图标记：1、漂浮浮体；2、光伏组件；3、光催化复合膜；4、培养筒；5、基质；6、微生物菌群；7、柔性连接组件；8、u型连接耳；9、通孔；10、步道；11、环形卡槽；12、刚性销杆栓；13、弹性缓冲层；14、柔性基座。
具体实施方式
27.实施例1
28.如图1-7所示，本实用新型提出的一种柔性光驱动漂浮式光伏系统，包括多个漂浮浮体1和嵌入在漂浮浮体1上的光伏组件2，漂浮浮体1外表面附有光催化复合膜3；漂浮浮体1在水面上上下波动，水体在漂浮浮体1顶部流过并与光催化复合膜3接触；
29.漂浮浮体1底部设有悬挂式微生物培养筒4，培养筒4四周开设有通孔9；培养筒4内放置用于培养微生物的基质5和微生物菌群6；水体通过通孔9进入培养筒4内；参照图1光催化复合膜3可用来吸收利用紫外线对水体中有机污染物进行高效降解去除，也可有效缓解漂浮浮体1材料受紫外线照射而产生的老化现象。参照图1及图7，漂浮浮体1底部开设有环形卡槽11，环形卡槽11用于连接悬挂式微生物培养筒4，悬挂式微生物培养筒4开设有多个通孔9，通孔9可方便水流流通，使水体可以和悬挂式微生物培养筒4内的微生物菌群6充分接触，增大对水体中总氮、总磷、重金属等污染物的降解效率。
30.实施例2
31.如图3所示，本实用新型提出的一种柔性光驱动漂浮式光伏系统，与实施例1不同的是，悬挂式微生物培养筒4内装有用于培养微生物的基质5和微生物菌群6，基质5和微生物菌群6通过通孔9充分于水体接触，基质5为三维多孔海绵材料，具有极佳的吸附性能与过滤性能，可使微生物菌群6与水体中污染物的有效接触面积显著增大，同时基质5特殊的三维海绵结构及微生物菌群6对水环境也可起到过滤作用，进一步净化水体。微生物菌群6还可提高水体中下层溶解氧水平，起到改善水生动植物生长环境、稳定水生态的作用。
32.实施例3
33.如图4-5所示，本实用新型提出的一种柔性光驱动漂浮式光伏系统，与实施例1不同的是，漂浮浮体1四周均设置有柔性连接组件7及u型连接耳8，相邻设置的漂浮浮体1之间通过柔性连接组件7以及u型连接耳8对接形成连接体；柔性连接组件7包括刚性销杆栓12、弹性缓冲层13及柔性基座14。u型连接耳8与刚性销杆栓12均采用强度较大的刚性材料，弹性缓冲层13与柔性基座14采用柔性材料。连接时，u型连接耳8插入柔性连接组件7，刚性销杆栓12以栓插方式穿过u型连接耳结合固定，u型连接耳8与刚性销杆栓12接触部分为弹性缓冲层13，连接组件底部设有柔性基座14，当光伏浮体阵列系统遇到风浪冲击时，弹性缓冲层13与柔性基座14可充分利用自身柔性特点有效减少纵摇、横摇、垂摇等对浮体连接件及阵列所造成拉伸、挤压、扭转损伤，可进一步提升连接组件的抗冲击能力与缓震性能，使多个漂浮浮体1组成浮体阵列更加稳定，能有效抵御河、湖及海上中高风浪所带来的影响。
34.实施例4
35.如图6所示，本实用新型提出的一种柔性光驱动漂浮式光伏系统，与实施例1不同的是，光催化复合膜3部分覆盖一体化步道，所选用光催化复合膜催化降解污染物效率不受人工行走影响，便于进一步治理水域污染。
36.本技术实施例的实施原理为：漂浮浮体1内部嵌入光伏组件2收集太阳能，在漂浮浮体1外表面贴附光催化复合膜3，充分利用太阳光进行光降解水体污染物，同时起到抗老化、抗菌和降温作用，提升光伏组件发电效率。在漂浮浮体1下方设置装有基质5和微生物6的悬挂式微生物培养筒4，能够进一步对水体进行过滤和净化，微生物菌群6还可提高水体中下层溶解氧水平，起到改善水生动植物生长环境、稳定水生态的作用，同时筒型结构能进
一步提升浮体系统整体的稳定性。
37.上述均为本技术较佳实施例，但并不限制本技术的保护范围，故凡依据本技术相关结构、形状、原理所做等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围内。