一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统及方法与流程

本申请涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统及方法。

背景技术：

蒸发是自然界水循环过程中的主导因素之一，是水量平衡三大要素的重要组成因素。西北干旱区是我国水资源短缺最严重的地区之一，平均年降水量230mm，蒸发能力为降水量的8～10倍。

以新疆为例，多年平均蒸发量2463.6mm，多年平均降水量仅147mm。目前新疆已建成水库489座，水库总库容83.78×10⁸m³。有研究表明，新疆平原水库的年蒸发量为26.1×10⁸m³，湖面蒸发损失量超过水库总库容的40％。无效蒸发损失的水量大大降低了水库的有效利用率。若能有效抑制水库的无效蒸发，就可节约大量的水资源。

对于水资源总量有限的干旱半干旱地区而言，只有不断提高水资源的利用效率才能从根本上解决水资源危机。同时，抑制水库的无效蒸发不仅具有巨大的经济效益、生态效益和社会效益，而且对于干旱半干旱地区可持续发展起到积极作用。因此，在干旱半干旱地区开展抑制水库湖面蒸发的研究是有意义的，也是十分必要的。

目前主要抑制水库湖面蒸发的方式主要有：

1、添加化学试剂，例如：添加16碳醇(CH3(CH2)14CH2OH)，或者18碳醇(C18H38O)；由于化学试剂具有较强的挥发性，因而在夏季炎热的气候条件下，其抑制水库湖面蒸发的效果受到影响；

2、物理覆盖法，例如：在水库的湖面上覆盖苯板、聚乙烯软片、烯泡沫塑料板、石蜡、蒲草覆盖或者漂浮太阳能板；

由于此方式大多采用聚乙烯产品覆盖，在炎热、风大的气候条件下，覆盖板易风化，且风化后所产生的塑料制品也不易分解，造成二次污染，影响水库内水生生物的生长；

同时，漂浮太阳能板虽然可以兼顾发电和防止水面蒸发，但是由于其在水库水位下降时候水库面积减少，太阳能板容易重叠挤压，进而造成太阳能板破损，降低水库湖面蒸发的效果，且增加更换太阳能板的经济成本；

3、单分子膜覆盖法，例如：采用OED，其主要成分主要为氧化乙烯二十二烷和石蜡油皂膜；

虽然单分子膜可抑制水库湖面蒸发的效果较好，但由于单分子膜的造价高、外界环境的风力、沙尘、风浪等因素的制约，其推广应用也并不理想。

因此，相关技术中，急需一种能较好地解决水库水分蒸发的方案。

技术实现要素：

本申请提供一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统及方法，以解决相关技术中存在的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统，所述系统包括：

温度传感器1、光照强度传感器2、信号采集装置3、数据收发装置4、终端设备5、多个太阳能发电系统6、变压器7以及电力输送塔8；

其中，所述温度传感器1和光照强度传感器2放置于水库湖面以下，用于采集温度和光照强度数据；

所述信号采集装置3与所述数据收发装置4、所述温度传感器1以及所述光照强度传感器2分别通信连接，用于接收并处理所述温度传感器1和光照强度传感器2采集的数据；

所述数据收发装置4与所述终端设备5通信连接，用于接收所述信号采集装置3处理后的数据，并将接收的数据发送至所述终端设备5；

所述多个太阳能发电系统6依次设置于水库内，每个太阳能发电系统6包括：轴基座9、固定轴10、轴向旋转装置11、旋转轴12、固定杆13、电动伸缩杆14、连接杆15、滑动装置、固定板16以及太阳能板17；

其中，所述轴基座9上方连接所述固定轴10的一端；

所述固定轴10的另一端连接所述轴向旋转装置11的底部；

所述轴向旋转装置11上方的旋转输出端连接所述旋转轴12；

所述旋转轴12上分别固定连接所述固定杆13的一端和所述电动伸缩杆14的固定端；

所述固定杆13的另一端活动连接所述固定板16的端面；

所述电动伸缩杆14的伸缩端活动连接所述连接杆15的一端；

所述连接杆15的另一端与所述固定板16通过所述滑动装置滑动连接；

所述固定板16与所述太阳能板17可拆卸连接；

所述太阳能板17通过电能输送线与所述变压器7连接，所述太阳能板17通过热电效应将太阳能转化为电能，并输出给所述变压器7；

所述终端设备5将接收到的数据进行处理后，生成控制指令，并通过所述数据收发装置4将所述控制指令发送给所述电动伸缩杆14和所述轴向旋转装置11，以调节所述太阳能板17在水库湖面上投影面积的大小，减少水库内水分的蒸发；

所述变压器7通过电能输送线与所述电力输送塔8连接，所述变压器将7所述太阳能板17转化的电能进行升压后输出给所述电力输送塔8；

所述电力输送塔8连接各个用电单元。

可选地，所述电动伸缩杆14的伸缩长度L以及所述太阳能板17与水库湖面的夹角α是动态变化的，具体为：

在一日之内以伸缩长度L＝0为起始点，此时所述太阳能板17与水库湖面垂直；

在12点之前，伸缩长度L逐渐增大，所述夹角α逐渐减小；

在12点之后，伸缩长度L逐渐减小，所述夹角α逐渐增大。

可选地，所述夹角α的计算公式为：

其中，δ为赤纬角，为当地纬度，δ为太阳赤纬，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

可选地，所述伸缩长度L的计算公式为：

其中，h为所述固定杆13与所述电动伸缩杆14之间的垂直距离，δ为赤纬角，为当地纬度，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

可选地，所述轴向旋转装置11由东往西旋转，其轴向旋转角度A的计算公式为：

其中，δ为太阳赤纬，为当地纬度，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

可选地，所述滑动装置包括：滚珠18和滚动槽19；所述滚珠18的一侧可转动的连接于所述连接杆15的另一端，所述固定板16内设有所述滚动槽19，所述滚珠18贯穿所述固定板16的端面与所述滚动槽19滑动连接。

可选地，所述信号采集装置3为温度信号采集器和光照强度信号采集器，所述数据收发装置4为无线信号接收/发送塔。

可选地，每个所述太阳能发电系统6还包括至少三个支撑腿20，所述轴基座9底部连接每个所述支撑腿20的一端，所述支撑腿与支撑腿之间构成圆锥形。

本申请实施例第二方面提供一种兼顾发电和减少水分蒸发的方法，应用于一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统，所述方法包括：

终端设备5确定太阳能发电系统6的安装数量；

信号采集装置3接收温度传感器1和光照强度传感器2采集的数据，并进行处理后发送至数据收发装置4；

数据收发装置4接收所述信号采集装置3处理后的数据，并将接收的数据发送至终端设备5；

终端设备5将接收到的数据与环境温度和光照强度的阈值范围进行对比，以根据对比结果生成控制指令；

终端设备5将所述控制指令发送给数据收发装置4，

数据收发装置4将接收到的控制指令发送给电动伸缩杆14和轴向旋转装置11，以调节太阳能板17在水库上投影面积的大小，减少水库内水分的蒸发；

太阳能板17通过热电效应将太阳能转化为电能，并通过电能输送线将电能输送给变压器7；

变压器7将接收的电能进行升压后输送给电力输送塔8；

电力输送塔8通过电能输送线将电能输送给用电单元，为各个用电单元进行供电。

可选地，所述终端设备5确定所述太阳能发电系统6的安装数量n的计算公式为：

其中，S为水库湖面总面积，η为所述太阳能板17与水库湖面夹角为0时湖面覆盖率，a为所述太阳能板17的长度，b为所述太阳能板17的宽度。

在本申请实施例中，兼顾发电和减少水分蒸发的系统在工作时，首先利用温度传感器1和光照强度传感器2采集水库内的温度和光照强度信息，然后将温度和光照强度的数据通过数据收发装置4发送给终端设备5，终端设备5将接收的数据进行对比后生成控制指令发送给电动伸缩杆14和轴向旋转装置11，同时，太阳能板17将产生的电能发送给变压器7，变压器7将电能升压后发送给电力输送塔8，给各个用电单元供电；通过这种方式可以自动调整太阳能板17与水库湖面的角度，从而改变太阳能板17在水库湖面上的投影面积，实现水库水温和光照强度的调控目的，有效抑制了水库内水分的蒸发，节约大量水资源，同时，被太阳辐射从水库中蒸发的水汽，与水库湖面上方的太阳能板17背面凝结，以液态水的形式返回水库内，进一步提高水库内水分减少的效率；且本申请通过调整太阳能板17的方位角和高度角，使太阳入射光线与太阳能板17在时间和空间尺度上保持垂直，同时，调整高度角还使得太阳能板17的朝向在一日之内始终面向太阳，提高了太阳能板17的热电效率，增强了太阳能板17的发电效果，太阳能板17产生的电能通过变压器7和电力输送塔8输送给各个用电单元，兼顾发电，发电方式环保，发电能源丰富。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例示出的一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例示出的太阳能发电系统的结构示意图；

图3是本申请一实施例示出的其他地区的太阳能板与水库湖面的夹角和太阳高度角日内随时间变化的曲线图；

图4是本申请一实施例示出的刚出现极昼的区域的太阳能板与水库湖面的夹角和太阳高度角日内随时间变化的曲线图；

图5是本申请一实施例示出的已经出现极昼的区域的太阳能板与水库湖面的夹角和太阳高度角日内随时间变化的曲线图；

图6是本申请一实施例示出的回归线上地区的太阳能板与水库湖面的夹角和太阳高度角年内随时间变化的曲线图；

图7是本申请一实施例示出的回归线至极点之间的地区的太阳能板与水库湖面的夹角和太阳高度角年内随时间变化的曲线图；

图8是本申请一实施例示出的回归线之间的地区的太阳能板与水库湖面的夹角和太阳高度角年内随时间变化的曲线图；

图9是本申请一实施例示出的太阳高度角与太阳能板的位置关系图；

图10为太阳方位角和太阳高度角的示意图；

图11是本申请一实施例示出的一种兼顾发电和减少水分蒸发的方法的流程图。

图中：温度传感器-1；光照强度传感器-2；信号采集装置-3；数据收发装置-4；终端设备-5；太阳能发电系统-6；变压器-7；电力输送塔-8；轴基座-9；固定轴-10；轴向旋转装置-11；旋转轴-12；固定杆-13；电动伸缩杆-14；连接杆-15；固定板-16；太阳能板-17；滚珠-18；滚动槽-19；支撑腿-20；固定卡槽-21；固定底板-22。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1是本申请一实施例示出的一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统的结构示意图。参照图1，本申请的兼顾发电和减少水分蒸发的系统包括：温度传感器1、光照强度传感器2、信号采集装置3、数据收发装置4、终端设备5、多个太阳能发电系统6、变压器7以及电力输送塔8；

其中，所述温度传感器1和光照强度传感器2放置于水库湖面以下，用于采集温度和光照强度数据；

所述信号采集装置3与所述数据收发装置4、所述温度传感器1以及所述光照强度传感器2分别通信连接，用于接收并处理所述温度传感器1和光照强度传感器2采集的数据；

本实施例中，由于太阳能板17在水库湖面上方的遮蔽作用，太阳辐射光会被太阳能板17部分吸收或者反射，导致水库水温和光照强度降低，为了保证水库鱼类生长，因此将温度传感器1与光照强度传感器2放置于水库的鱼类活动水位层，用于检测水库鱼类活动水位层的温度和光照强度，所述信号采集装置3用于采集所述温度传感器1和光照强度传感器2的数据，并进行放大和抗干扰等处理，便于后续对温度和光照强度数据的传输。

所述数据收发装置4与所述终端设备5通信连接，用于接收所述信号采集装置3处理后的数据，并将接收的数据发送至所述终端设备5；

所述多个太阳能发电系统6依次设置于水库内，每个太阳能发电系统6包括：轴基座9、固定轴10、轴向旋转装置11、旋转轴12、固定杆13、电动伸缩杆14、连接杆15、滑动装置、固定板16以及太阳能板17；

其中，所述轴基座9上方连接所述固定轴10的一端；

所述固定轴10的另一端连接所述轴向旋转装置11的底部；

所述轴向旋转装置11上方的旋转输出端连接所述旋转轴12；

所述旋转轴12上分别固定连接所述固定杆13的一端和所述电动伸缩杆14的固定端；

所述固定杆13的另一端活动连接所述固定板16的端面；

所述电动伸缩杆14的伸缩端活动连接所述连接杆15的一端；

所述连接杆15的另一端与所述固定板16通过所述滑动装置滑动连接；

所述固定板16与所述太阳能板17可拆卸连接；

所述太阳能板17通过电能输送线与所述变压器7连接，所述太阳能板17通过热电效应将太阳能转化为电能，并输出给所述变压器7；

所述终端设备5将接收到的数据进行处理后，生成控制指令，并通过所述数据收发装置4将所述控制指令发送给所述电动伸缩杆14和所述轴向旋转装置11，以调节所述太阳能板17在水库湖面上投影面积的大小，减少水库内水分的蒸发；

本实施例中，电动伸缩杆14接收控制指令后进行收缩或者伸展，若电动伸缩杆14伸展，电动伸缩杆14推动固定板16向外倾斜，连接杆15的另一端通过滑动装置沿与固定板16平行的方向向下滑动，固定板16与电动伸缩杆14的夹角变小；若电动伸缩杆14收缩，电动伸缩杆14拉动固定板16向内倾斜，连接杆15的另一端沿与固定板16平行的方向向上滑动，固定板16与电动伸缩杆14的夹角变大。

所述电动伸缩杆14为水平设置于旋转轴12上，所述水库的湖面以静态水平状态为参考湖面，所述固定板16与太阳能板17平行设置，由于电动伸缩杆14水平设置，因此，固定板16与电动伸缩杆14的夹角即为太阳能板17与水库湖面的夹角；通过改变太阳能板17与水库湖面的夹角可以改变太阳能板17在水库湖面的投影面积，从而调整太阳能板17在水库湖面的覆盖面积，达到防止水库水分蒸发的目的，同时还能实现对水库水温和光照强度的调控，更适宜水库内生物的生长活动。

本实施例中，首先将太阳能板17正面调整至与太阳方位角相同方位，即太阳方位角与太阳能方位角之差为0，所述轴向旋转装置11接收到控制指令后，使旋转轴12进行轴向的旋转，从而使得所述太阳能板17的方向根据太阳入射光线方向进行同步调整，提高太阳能板17的热电效率，增加太阳能板17的电能产量；所述轴向旋转装置11为现有旋转装置，例如：可采用现有横纵向设置的伞齿轮旋转结构或者旋转电机，只需旋转输出端连接旋转轴12即可，从而实现旋转轴12的轴向旋转。

所述变压器7通过电能输送线与所述电力输送塔8连接，所述变压器将7所述太阳能板17转化的电能进行升压后输出给所述电力输送塔8；

所述电力输送塔8连接各个用电单元。

在一种实施方式中，本申请的兼顾和减少水分蒸发的系统用于防止水库内水分蒸发，同时提高发电效率，其具体的防止水分蒸发和兼顾发电的过程为：第一步：在水库内安装太阳能发电系统6(所述太阳能发电系统6的安装需要保证：所述太阳能发电系统6的太阳能板17在水库湖面上，使得所述太阳能板17能在水库湖面上形成投影面)；第二步：终端设备5接收温度传感器1和光照强度传感器2采集的数据，并将接收的数据与终端设备5内的阈值数据进行比较，根据比较后的结果生成控制指令，将控制指令发送至电动伸缩杆14和轴向旋转装置11；第三步：电动伸缩杆14接收控制指令，调整太阳能板17与水库湖面的夹角，以减少水库水分蒸发，并调节水库温度和光照强度，轴向旋转装置接收控制指令，改变太阳能板17的方向，提高太阳能板17的热电效率；第四步：太阳能板17将产生的电能输送给变压器7，变压器7将电能升压后输送给电力输送塔8，电力输送塔8将电能供给各个用电单元使用。

在本申请实施例中，兼顾发电和减少水分蒸发的系统在工作时，首先利用温度传感器1和光照强度传感器2采集水库内的温度和光照强度信息，然后将温度和光照强度的数据通过数据收发装置4发送给终端设备5，终端设备5将接收的数据进行对比后生成控制指令发送给电动伸缩杆14和轴向旋转装置11，同时，太阳能板17将产生的电能发送给变压器7，变压器7将电能升压后发送给电力输送塔8，给各个用电单元供电；通过这种方式可以自动调整太阳能板17与水库湖面的角度，从而改变太阳能板17在水库湖面上的投影面积，实现水库水温和光照强度的调控目的，有效抑制了水库内水分的蒸发，节约大量水资源，同时，被太阳辐射从水库中蒸发的水汽，与水库湖面上方的太阳能板17背面凝结，以液态水的形式返回水库内，进一步提高水库内水分减少的效率；且本申请还可以调整太阳能板17的方向，使太阳入射光线与太阳能板17在时间尺度上保持垂直，提高太阳能板17的热电效率，增强太阳能板17的发电效果，太阳能板17产生的电能通过变压器7和电力输送塔8输送给各个用电单元，兼顾发电，发电方式环保，发电能源丰富。

同时，通过该种方式还能克服现有技术的缺陷，抑制水库水分蒸发的效果并不受天气条件影响，且该方式环保，不会造成水库污染，更适宜水库内水生生物的生长，所述太阳能板17不与水库湖面不直接接触，太阳能板17经久耐用，抑制水库水分蒸发的效果好。

参照图3、图4以及图5，所述电动伸缩杆的伸缩长度L以及所述太阳能板17与水库湖面的夹角α是动态变化的，具体为：

在一日之内以伸缩长度L＝0为起始点，此时所述太阳能板17与水库湖面垂直；

在12点之前，伸缩长度L逐渐增大，所述夹角α逐渐减小；

在12点之后，伸缩长度L逐渐减小，所述夹角α逐渐增大。

本实施例中，本申请说明书附图3是除过极点和直射点外，其他地区的北半球的太阳高度角hθ，以及所述太阳能板17与水库湖面的夹角α在一天内随时间变化的曲线图，附图3中hθ为太阳高度角，hmax为最大太阳高度角，t为时间，tstart为开始时间，tend为结束时间；其中，所述其他地区为：除刚出现极昼的地区和已经出现极昼的地区以外的其他地区。

说明书附图4是刚出现极昼的地区的北半球的太阳高度角hθ，以及所述太阳能板17与水库湖面的夹角α在一天内随时间变化的曲线图，其中，hθ为太阳高度角，hmax为最大太阳高度角；说明书附图5是已经出现极昼的地区的北半球的太阳高度角hθ，以及所述太阳能板17与水库湖面的夹角α在一天内随时间变化的曲线图，其中，hθ为太阳高度角，hmin为最小太阳高度角，hmax为最大太阳高度角。

对应的，本申请说明书附图6、图7和图8是不同维度正午时刻太阳能板17与水库湖面的夹角α和太阳高度角hθ年内随时间变化的曲线图；其中，图6是回归线上地区的太阳能板与水库湖面的夹角α和太阳高度角hθ年内随时间变化的曲线图，图7是回归线至极点之间的地区的太阳能板与水库湖面的夹角α和太阳高度角hθ年内随时间变化的曲线图；图8是回归线之间的地区的太阳能板与水库湖面的夹角α和太阳高度角hθ年内随时间变化的曲线图；其中，图6、图7和图8中：hθ为太阳高度角，hmin为最小太阳高度角，hmax为最大太阳高度角。

太阳高度角hθ是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角，太阳高度角hθ随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化，参考图4可知，太阳能板17的太阳高度角hθ的变化会导致太阳能板17与水库湖面的夹角α变化，由图3的变化趋势可知，在12点之前，所述夹角α逐渐减小，伸缩长度L逐渐增大；在12点之后，所述夹角α逐渐增大，伸缩长度L逐渐减小。

所述夹角α的计算公式为：

其中，δ为赤纬角，为当地纬度，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

本实施例中，δ为一年内任何一天的赤纬角，赤纬角δ是由于地球绕太阳运行造成的现象，随时间而变，由于地轴方向不变，所以赤纬角δ随地球在运行轨道上的不同点具有不同的数值(太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正，南纬为负)。由于赤纬值日变化很小，一年内任何一天的赤纬角δ可由下列计算公式可得：

上式中，N为日数，自当年1月1日开始计算。

参考图9可知，当所述太阳能板17和水库湖面的夹角α与所述太阳高度角hθ的和为90°时，太阳光入射光线(图4以带箭头的指向线示意太阳光入射光线)与太阳能板17垂直，此时太阳能板17的热电效率最高，本实施例中，一年任意时刻的太阳能板17与水库湖面的夹角为：

α＝90°-hθ.......................(2)

太阳高度角hθ的计算公式为：

其中，ω为太阳时角，太阳时角是指日面中心的时角，即从观测点天球子午圈沿天赤道量至太阳所在时圈的角距离。地球上同一时刻，同一经度不同纬度的太阳时角是相同的，其计算公式如下：

ω＝15×(ST-12).......................(4)

上式中，ST为真太阳时，以24小时计。在中国地区，真太阳时按照如下公式计算：

ST＝Tbj+(ψ-120)/15.......................(5)

上式中，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

将上述(5)式代入(4)式，可得：

ω＝15×(Tbj+(ψ-120)/15-12).......................(6)

上式中，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

将上述(6)式和(3)式代入(2)式中，可得：

再将(1)式代入(7)式中，可得：

上式中，N为日数，自当年1月1日开始计算，为当地纬度，所述当地为水库所在的当前地区，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

所述伸缩长度L的计算公式为：

其中，h为所述固定杆13与所述电动伸缩杆14之间的垂直距离，δ为赤纬角，为当地纬度，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

本实施例中，参考图9，其中，L为伸缩长度，h为所述固定杆13与所述电动伸缩杆14之间的垂直距离，α为太阳能板17和水库湖面的夹角，由图9的位置关系示意图，根据三角函数关系可得：L＝h·cotα，将上述的：

代入至L＝h·cotα，即可得电动伸缩杆14的伸缩长度L的变化公式。

所述轴向旋转装置11由东往西旋转，其轴向旋转角度A的计算公式为：

其中，δ为太阳赤纬，为当地纬度，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

本实施例中，其轴向旋转角度A的计算公式为太阳方位角A′的计算公式，参考图10，图10为太阳方位角A′和太阳高度角hθ示意图，太阳方位角A′是指以目标物的北方向为起始方向，以太阳光的入射方向为终止方向，按顺时针方向所测量的角度，其中最终的变量有本地时间，当地纬度等，以及太阳的黄经坐标，其计算公式如下：

将上述(3)式代入(8)式中可得：

再将上述(6)式代入(9)式中可得：

其中，δ为太阳赤纬，为当地纬度，Tbj为北京时间，ψ为当地经度。

故，

具体地，所述太阳能发电系统6工作时，首先将太阳能板17正面调整至与太阳方位角相同方位，然后通过轴向旋转装置11，调整所述太阳能板17的方位角，使得太阳能板17一日之内的朝向始终面向太阳，进一步提高所述太阳能板17的热电效率，增强太阳能板的发电效果。

所述滑动装置包括：滚珠18和滚动槽19；所述滚珠18的一侧可转动的连接于所述连接杆15的另一端，所述固定板16内设有所述滚动槽19，所述滚珠18贯穿所述固定板16的端面与所述滚动槽19滑动连接。

在本实施例中，所述滑动装置为可能的一种实施方式，若所述伸缩长度L增大，太阳能板17和水库湖面的夹角α减小时，与连接杆15左侧相连接的滚珠18在滚动槽19里面沿着与面板平行方向向下运动；若所述伸缩长度L减小，太阳能板17和水库湖面的夹角α增大时，与连接杆15左侧相连接的滚珠18在滚动槽19里面沿着与面板平行方向向上运动，采用滚珠18实现在滚动槽19内的滑动，滚珠18与滚动槽19的接触面积小，因此，滚珠18与滚动槽19的摩擦小，使得滑动装置的滑动更加顺利。

所述信号采集装置3为温度信号采集器和光照强度信号采集器，所述数据收发装置4为无线信号接收/发送塔。

每个所述太阳能发电系统6还包括至少三个支撑腿20，所述轴基座9底部连接每个所述支撑腿20的一端，所述支撑腿与支撑腿之间构成圆锥形。

在本实施例中，所述支撑腿20用于水位较浅的水库，采用固定安装模式安装太阳能发电系统6；安装时，将支撑腿20直接插入水库底部，支撑腿与支撑腿之间构成圆锥形，用于提高支撑腿20的稳固性，增强太阳能发电系统6的稳定性。

可选地，每个所述太阳能发电系统6还包括固定底板22，每个所述支撑腿20的另一端连接所述固定底板22的表面。

所述一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统，还包括：多个立柱，所述立柱为每间隔一段距离设立在水库中，所述立柱延伸于水库液面上方，各个所述立柱之间通过绳索牵引，每个所述太阳能发电系统与牵引的绳索稳固连接。

在本实施例中，所述固定底板22用于水位较深的水库，采用浮动安装模式安装太阳能发电系统6；安装时，采用固定底板22将太阳能发电系统6漂浮在水库湖面后，再采用绳索进行稳固连接，防止太阳能发电系统6随波漂移造成太阳能发电系统6的碰撞或者由于刮风天气方向的改变或者漂移。

本申请实施例第二方面提供一种兼顾发电和减少水分蒸发的方法，应用于上述兼顾发电和减少水分蒸发的系统，参照图11，所述方法包括：

步骤S1：终端设备确定太阳能发电系统的安装数量；

步骤S2：信号采集装置接收温度传感器和光照强度传感器采集的数据，并进行处理后发送至数据收发装置；

步骤S3：数据收发装置接收所述信号采集装置处理后的数据，并将接收的数据发送至终端设备；

步骤S4：终端设备将接收到的数据与环境温度和光照强度的阈值范围进行对比，以根据对比结果生成控制指令；

步骤S5：终端设备将所述控制指令发送给数据收发装置，

步骤S6：数据收发装置将接收到的控制指令发送给电动伸缩杆和轴向旋转装置；

步骤S7：太阳能板通过热电效应将太阳能转化为电能，并通过电能输送线将电能输送给变压器；

步骤S8：变压器将接收的电能进行升压后输送给电力输送塔；

步骤S9：电力输送塔通过电能输送线将电能输送给用电单元，为各个用电单元进行供电。

在本实施例中，所述环境温度的阈值范围和光照强度的阈值范围可根据水库内具体养殖生物的种类选择适宜的温度和光照强度，例如：以温水性鱼类为例，其生存水温为0.5℃～38℃，摄食和生长的适宜水温为20℃～32℃，繁殖的适宜水温为22℃～26℃，低于10℃摄食量下降，生长缓慢，15℃以上摄食量逐渐增加，20℃以上摄食量和生长速度明显增加，其对应水库的温度阈值范围可根据具体需求进行设定，本申请并不对环境温度和光照强度的阈值范围进行限定。

终端设备5将接收到的数据与环境温度和光照强度的阈值范围进行对比，所述阈值范围为预先设定的适宜水库生物生长的环境温度和光照强度的上下限，当接收到的实际温度或光照强度任一数据不在阈值范围内时，终端设备生成控制指令，所述电动伸缩杆14和轴向旋转装置11接收控制指令，调整所述太阳能板17与水库湖面的夹角α，达到改变太阳能板17在水库湖面上的投影面积大小，从而实现对水库水温和光照强度的调控的目的。

所述终端设备确定所述太阳能发电系统的安装数量n的计算公式为：

其中，S为水库湖面总面积，η为所述太阳能板17与水库湖面夹角为0时湖面覆盖率，α为所述太阳能板17的长度，b为所述太阳能板17的宽度。

记太阳能板17在水库湖面的投影面积为S′，太阳能板17的投影面积S′仅与太阳高度角hθ有关，其计算公式如下：

S′＝a·b×cos(hθ)...............(11)

其中，a为所述太阳能板17的长度，b为所述太阳能板17的宽度，hθ为前述的太阳高度角。

本实施例还提供一种根据发电效率和减少水分蒸发效率多目标优化方程：

记水库湖面无覆盖物时候的蒸发量为P0，水库湖面覆盖太阳能板后的蒸发量为Pc，假设湖面蒸发量与覆盖面积满足如下线性关系，则有：

其中，P0为水库湖面无覆盖物时候的蒸发量，s为水库湖面总面积，S′为太阳能板17在水库湖面的投影面积。

将上述(10)式和(11)式代入(12)式可得：

Pc＝P0(1-ηcos(hθ)).............(13)

记水库水分减少蒸发效率为μ，则有：

为了评价水库发电和减少蒸发综合效益，记发电量为ye，减少蒸发的水量为yw，建立如下发电和防蒸发公式(15)和(16)，约束条件见公式(17)，由于发电和减少水分蒸发单位不同，为了综合分析，使其具有可比性，分别对式(15)和(16)进行无量纲和归一化处理，见公式(18)。

yw＝f(n，a，b，α)＝k2((nab·cos(α))^βf(met) (16)

y＝ω1Ωye+ω2Ωyw (18)

其中，k1和k2分别为发电量和减少蒸发的水量模型系数；n为所述太阳能发电系统的安装数量；a为所述太阳能板17的长度；b为所述太阳能板17的宽度；hθ为所述太阳高度角；α为所述夹角；λ1，λ2，β分别为模型参数；f(met)与气象条件有关的函数；ω为无量纲的权重系数；Ω为归一化处理；Tlb，Tub分别为水库中生物生存所需温度的上下限；χlb，χub分别为水库中生物生存所需光照强度的上下限。

在本实施例中，太阳能板17与水库湖面的夹角α为0时，此时太阳能板17与水库湖面平行，太阳能板17在水库湖面上的投影面积最大，水库水分防蒸发的效果最好，但太阳能板17的热电效率最差，因此，根据发电效率和减少水分蒸发效率多目标优化方程，自动优化太阳能板方向和角度，使发电和减少水库蒸发效益达到最优。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

以上对本申请所提供的一种兼顾发电和减少水分蒸发的系统及方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。