一种压电薄膜式水上光伏防沉监测装置及检测方法与流程

本发明属于太阳能光伏技术领域，特别涉及一种压电薄膜式水上光伏防沉监测装置及检测方法。

背景技术：

太阳能作为一种优质的可再生能源，已得到了迅猛发展。截止2016年，全国累计光伏发电装机量已经达到了77gw。浮动式水上光伏电站能缓解光伏发电对土地资源的需求，越来越受到人们的重视。但浮动水上光伏漂浮在水面上，所处环境较为复杂，浮箱安全问题有待解决。浮箱在大风、大浪、暴雪等恶劣环境下可能会发生破裂导致下沉，影响水上光伏正常运行。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，测量精度高的压电薄膜式水上光伏防沉监测装置及检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。这种压电薄膜式水上光伏抗沉监测装置：包括装置外框，装置外框顶部设有太阳能光伏板，光伏板通过导线与装置内的蓄电池连接；所述装置外框内设置有分隔板，分隔板将装置分隔成内侧箱体和外侧箱体两部分；内侧箱体是密封的；所述外侧箱体底部开有进水孔，外界水可经进水孔进入外侧箱体，外侧箱体上部预留排气孔，当外侧箱体内的水位逐渐上升，箱体内的空气可经排气孔排出；分隔板外侧布置有若干等间距的压电薄膜。

压电薄膜式水上光伏抗沉监测装置的检测方法，包括如下步骤：

1)根据浮箱上部荷载计算出浮体正常入水高度，记为h；将监测装置安装在浮体侧边，并进行编号，装置底面与浮体正常入水高度齐平；

2)当水位未达到压电薄膜t1的高度，压电薄膜不产生电压；

3)随着水位上升至压电薄膜tn所在平面，数据记录仪将接受的数据通过无线传输至中央服务器；

4)中央服务器根据压电薄膜产生的电荷，可识别出浮箱下沉量；设布置有n个间距为acm的压电薄膜，压电薄膜从底部到顶部的编号为t1到tn，关系式：

hn＝h+a×(n-1)+h1

式中：h为浮箱正常入水高度，与浮体上部荷载大小有关；n为产生电荷的压电薄膜最大编号；a为压电薄膜竖向间距；h1为压电薄膜t1与防沉监测装置底部竖向距离；

5)根据现场浮体自身浮力情况，在中央服务器中设定浮体浸入水面的临界深度，记为ht；当浮箱浸水深度达到临界深度；警示灯亮起，警示监管者对浮体的入水深度进行密切监视；监管者查看数据，找出该数据对应的浮体编号，确定浮体所在位置，及时对现场浮体做出相应的补救措施。

本发明的有益效果是：结构简单，使用方便，能远程实时监控浮体运行状况，对有风险区域能及时做出相应的补救措施，为水上光伏正常运行提供重要保障。

附图说明

图1为本发明压电薄膜式监测装置的三维示意图

图2为本发明压电薄膜式监测装置的平面结构示意图

附图标记说明：装置外框1、光伏板2、蓄电池3、分隔板4，内侧箱体5、外侧箱体6、进水孔7、排气孔8、压电薄膜9。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

如图1至图2所示,这种压电薄膜式水上光伏抗沉监测装置，包括装置外框1，装置外框1顶部设有太阳能光伏板2，光伏板2通过导线与装置内的蓄电池3连接，可直接向电路提供电流，无需外接电源，使安装和后续的运行更为方便和安全；所述的装置外框内设置有分隔板4，分隔板4将装置分隔成内侧箱体5和外侧箱体6两部分；内侧箱体是密封的，四周涂有密封胶，防止水流进入箱体，保护电路正常运行。所述的外侧箱体6底部开有进水孔7，外界水经进水孔7进入外侧箱体6。外侧箱体6上部预留排气孔8。当外侧箱体6内的水位逐渐上升，箱体内的空气可经排气孔8排出。分隔板4外侧布置有n个间距为acm的压电薄膜9，压电薄膜9从底部到顶部的编号为t1到tn。

这种压电薄膜式水上光伏防沉监测装置的检测方法，具体包括如下步骤：

1)根据浮箱上部荷载计算出浮体正常入水高度，记为h。将监测装置安装在浮体侧边，并进行编号，装置底面与浮体正常入水高度齐平；

2)当水位未达到压电薄膜t1的高度，压电薄膜不产生电压；

3)随着水位上升至压电薄膜tn所在平面，数据记录仪将接受的数据通过无线数据传输技术传输至中央服务器；

4)中央服务器根据压电薄膜产生的电荷，可识别出浮箱下沉量。关系式：

hn＝h+a×(n-1)+h1

式中：h为浮箱正常入水高度，与浮体上部荷载大小有关；n为产生电荷的压电薄膜最大编号；a为压电薄膜竖向间距；h1为压电薄膜t1与防沉监测装置底部竖向距离。

5)根据现场浮体自身浮力情况，在中央服务器中设定浮体浸入水面的临界深度，记为ht；当浮箱浸水深度达到临界深度。警示灯亮起，警示监管者对浮体的入水深度进行密切监视；监管者查看数据，找出该数据对应的浮体编号，确定浮体所在位置，及时对现场浮体做出相应的补救措施。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种压电薄膜式水上光伏防沉监测装置，包括装置外框，装置外框顶部设有太阳能光伏板，光伏板通过导线与装置内的蓄电池连接；所述装置外框内设置有分隔板，分隔板将装置分隔成内侧箱体和外侧箱体两部分；内侧箱体是密封的；所述外侧箱体底部开有进水孔，外界水可经进水孔进入外侧箱体，外侧箱体上部预留排气孔，当外侧箱体内的水位逐渐上升，箱体内的空气可经排气孔排出；分隔板外侧布置有若干等间距的压电薄膜。本发明的有益效果是：结构简单，使用方便，能远程实时监控浮体运行状况，对有风险区域能及时做出相应的补救措施，为水上光伏正常运行提供重要保障。

技术研发人员：秦良忠;张双燕;苏森良;邵楠
受保护的技术使用者：衢州精筑能源科技有限公司
技术研发日：2017.06.23
技术公布日：2017.09.08