一种水上光伏用浮体阵列的制作方法

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1.本发明属于水上光伏技术领域，具体是一种水上光伏用浮体阵列。

背景技术：

2.随着不可再生能源的过度开发以及环境的污染，进而人们加大了可再生能源的利用和研发，而太阳能作为清洁能源，值得推广和使用，但由于在陆地上使用光伏板，大量的占用了土地资源，从而近几年人们加快了对海上太阳能的开发，海上的太阳能没有地形和植被的影响，非常适合对太阳能的收集。
3.申请号为cn201711331098.9的专利公开了一种用于水上漂浮式光伏系统的支架式浮筒，虽然此专利文件解决了对水上光伏板的安装问题，以及光伏板的倾斜角度控制，但同时在安装的过程中，需要借助外部的载体进行固定，从而提高了安装难度，并且在遭遇极端天气时，极其容易的对光伏板进行损坏。
4.由于水上光伏电站大多数安装在海上，从而在遭遇海上大风时，由于无法对光伏板进行有效的移动和控制，致使水面上的光伏板极其容易的被极端天气下的大风吹裂，并且水上漂浮式光伏电站在应对较大水波纹时，导致相邻的两个光伏板相对之间振动幅度较大，影响相邻的两个光伏板之间的连接。

技术实现要素：

5.本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种水上光伏用浮体阵列，具有始终正对太阳的转动角度，提高光转率的优点。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水上光伏用浮体阵列，包括漂浮组件和光伏板，漂浮组件的一端上转动设有支撑组件，支撑组件远离漂浮组件的一端转动连接在光伏板上；漂浮组件包括两个浮板，两个浮板之间固定设有用于调节两个浮板之间间距的伸缩组件；支撑组件包括倾斜支撑杆和承重支撑杆，倾斜支撑杆和承重支撑杆的一端分别转动连接在光伏板上，另一端分别转动连接在两个浮板上，其中承重支撑杆连接的浮板上开设有两个滑动槽，且两个滑动槽在浮板上沿承重支撑杆的排列方向分布；两个浮板上分别设有连接组件，其中位于承重支撑杆所在的浮板上的连接组件滑动连接在滑动槽内，并且当连接组件在滑动槽内滑动时，能够控制倾斜支撑杆的倾斜角度发生转动；浮板上固定设有太阳能追光器和用于检测水面上风速的风力传感器；通过太阳能追光器对太阳所在的角度进行检测，从而控制伸缩组件的长度进行移动，实现对光伏板的角度调整，当太阳所在的位置处于高点时，此时伸缩组件的长度伸长为最长，使得两个浮板之间的距离最大，实现对倾斜支撑杆的转动角度完成调整，同时通过设置风力传感器对水面上的风速进行检测，当风力达到能够对光伏板的安全造成影响时，此
时控制伸缩组件的间距最短，致使光伏板与浮板的支撑端面成趋于平行状态。
7.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、通过设置的太阳能追光器，实现对转动部和支撑组件转动角度的控制，从而实现对光伏板的角度调整，并且通过控制支撑组件的转动角度实现光伏板对当前季节情况下的角度调整，通过转动部实现光伏板对每天不同时刻的太阳位置的捕捉，以此实现光伏板在不同季节的不同时刻都能充分的正对阳光，提高光转率。
8.2、通过设置风力传感器，进而在极端大风天气的情况下，能够通过控制伸缩组件收缩，以此控制支撑组件转动，使得光伏板与浮板趋于平行，从而减少光伏板的受力范围，以此实现对光伏板的保护，提高光伏板的使用寿命。
9.3、在风力传感器检测到风力危险且光伏板与浮板趋于平行后，控制密封板进行移动，使得储水腔中的储水体积增加，从而使得浮板的吃水深度增加，提高对水中的波纹的抵抗，减少水中波纹对光伏板的影响，确保连接组件之间的连接稳定。
附图说明
10.图1为本发明的整体装置的结构示意图；图2为图1中另一个方向的结构示意图；图3为图2中另一个方向的结构示意图；图4为图2中另一个方向的结构示意图；图5为图2中的整体装置的剖视结构示意图；图6为本发明整体装置的工作状态示意图。
11.附图说明：1、漂浮组件；11、浮板；1101、转动槽；1102、滑动槽；12、储水腔；13、进水腔；14、溢出腔；2、支撑组件；21、倾斜支撑杆；22、承重支撑杆；3、光伏板；4、连接组件；41、插接件；42、限制件；5、伸缩组件。
具体实施方式
12.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.实施例1如图1-图6所示，一种水上光伏用浮体阵列，包括用于光伏板3稳定的漂浮组件1和用于收集太阳能的光伏板3，漂浮组件1的一端上转动设有支撑组件2，在此实施例中，支撑组件2的转动动力可以取决于两个浮板11移动时所引起的机械传动，也可以通过电机带动支撑组件2进行转动，支撑组件2远离漂浮组件1的一端转动连接在光伏板3上，进而通过漂浮组件1使得光伏板3能够漂浮在水面上，同时通过支撑组件2能够对光伏板3的角度进行调整，使得光伏板3的倾斜角度始终与太阳的角度相同，保证光伏板3能够承受最大的受光率，实现较高的能源产出率。
14.需要说明的是，在此实施例中，太阳的角度仅为通过季节变化的角度，而不属于太阳东升西落的角度。
15.为了方便对光伏板3的角度进行调整，同时不对浮板11的受力方向产生影响，漂浮组件1包括两个浮板11，其中浮板11的材料为硬质的聚合材料，从而保证在水上漂浮的同时，能够对光伏板3形成较为稳固的支撑，两个浮板11之间固定设有用于调节两个浮板11之间间距的伸缩组件5，通过伸缩组件5对浮板11之间的距离进行调整，进而实现对光伏板3的角度进行调整，其中伸缩组件5在此方案中优选气压伸缩杆，便于安装的同时也具备较高的精准度，能够实现对两个浮板11之间的精确调整，同时伸缩组件5的伸缩被控制中枢控制，并且在伸缩组件5对两个浮板11之间的距离进行调整时，仅能对其中一个浮板11进行移动，而不能同时作用下两个浮板11上，即不能使得两个浮板11同时发生移动。
16.需要说明的是，控制中枢位于浮板11内部，能够对该浮体装置上的机构进行数据收集以及状态控制。
17.为了方便对光伏板3的支撑以及对光伏板3的角度调整，进而支撑组件2包括倾斜支撑杆21和承重支撑杆22，需要说明的是，倾斜支撑杆21和承重支撑杆22的数量大于等于1个，即不同数量的倾斜支撑杆21和承重支撑杆22只需能满足对光伏板3的稳定支撑即可，其中倾斜支撑杆21的长度大于承重支撑杆22的长度，即在光伏板3倾斜时，承重支撑杆22的支撑位置位于光伏板3靠近水面的一侧，倾斜支撑杆21位于光伏板3远离水面的一侧，倾斜支撑杆21和承重支撑杆22的一端分别转动连接在光伏板3上，另一端分别转动连接在两个浮板11上，在此方案中，倾斜支撑杆21和承重支撑杆22通过转动螺栓实现两端的转动连接，在实现承重的同时也不影响支撑组件2的转动。
18.为了确保在浮板11对光伏板3支撑的同时，也能通过护板11之间的距离实现对光伏板3的角度调整，进而在承重支撑杆22连接的浮板11上开设有两个滑动槽1102，且两个滑动槽1102在浮板11上沿承重支撑杆22的排列方向分布，即两个滑动槽1102分别位于浮板11周侧且位置相对的两个端面上，且滑动槽1102的分布方向始终与承重支撑杆22在浮板11上的排列方向相同，进而在相邻的两个浮体装置连接时，光伏板3的倾斜方向以及角度一直，滑动槽1102在浮体11沿着伸缩组件5的伸缩方向延伸。
19.为了方便形成大范围的光伏发电场，从而需要将多个漂浮组件1进行连接，并且通过两个浮板11在调整间距时，相邻的两个光伏板3之间的排列间距不会发生变化，在两个浮板11上分别设有连接组件4，使得相邻的两个漂浮组件1能够通过连接组件4完成拼接，其中位于承重支撑杆22所在的浮板11上的连接组件4滑动连接在滑动槽1102内，并且当连接组件4在滑动槽1102内滑动时，使得两个浮板11之间的距离变大或者变小，从而能够控制倾斜支撑杆21的倾斜角度发生转动，最终达到对光伏板3的倾角变大或者变小，当两个浮板11之间的距离达到最大的时候，此时光伏板3的倾角为最大角度，当两个浮板11之间的距离达到最小的时候，此时光伏板3的倾角与浮板11的承重端面趋于平行。
20.为了方便光伏板3能够根据太阳的角度进行调整，同时在遭遇大风天气时能对光伏板3进行保护，从而浮板11上固定设有太阳能追光器和用于检测水面上风速的风力传感器，进而通过太阳能追光器实时的对太阳所处的角度进行检测，从而将检测结果上传至控制中枢，从而使得控制中枢调节伸缩组件5的伸缩长度，进而通过伸缩组件5的伸缩长度反馈至支撑组件2上，从而使得支撑组件2的倾斜角度发生转动，将光伏板3的角度调节至与太阳相对，并且当风力传感器检测到水面上的风力达到或大于7级风时，此时风力能够对光伏板3的安全使用产生影响，从而此时风力传感器将检测到的结果上传至控制中枢，进而通过
控制中枢对伸缩组件5作出收缩的指令，从而控制两个浮板11之间的距离减小，使光伏板3的位置与浮板11趋于平行，需要说明的是，在使用过程中，风力传感器的控制指令优先于太阳能追光器的指令，即在晴天情况下产生大于或等于7级的风力、且持续时间长的时候（时长大于等于5分钟），伸缩组件5进行收缩过程，而不执行太阳能追光器的指令，以此达到对光伏板3保护的目的。
21.通过太阳能追光器对太阳所在的角度进行检测，从而控制伸缩组件5的长度进行移动，实现对光伏板3的角度调整，当太阳所在的位置处于高点时，此时伸缩组件5的长度伸长为最长，使得两个浮板11之间的距离最大，实现对倾斜支撑杆21的转动角度完成调整，同时通过设置风力传感器对水面上的风速进行检测，当风力达到能够对光伏板3的安全造成影响时，此时控制伸缩组件5的间距最短，致使光伏板3与浮板11的支撑端面成趋于平行状态。
22.为了维持光伏板13在水面上的稳定性，同时减少光伏板13的波动幅度，漂浮组件1还包括进水腔13，进水腔13贯穿连接在两个浮板11的中心位置，利用光伏板3的重力使得进水腔13的一端没入水下，进水腔13的腔壁上连通设有储水腔12，使得进水腔13的水位恰好能够对储水腔12内灌水，从而使浮板11的重心下沉，提高浮板11在水面上的吃水深度，以此提高装置稳定性，储水腔12分别位于两个浮板11上，储水腔12远离进水腔13的一端连通设有用于溢出腔14，通过设置的溢出腔 14从而维持储水腔12和进水腔13之间的液体转换，并且在水面波动时，波纹能够通过溢出腔14进行穿透，能够较快的减少浮板11的振动时长和振幅大小。
23.为了提高浮板11抵御大风天气对漂浮组件1的振动幅度，进而储水腔12远离光伏板3的一侧腔壁上滑动设有密封板，密封板能够将储水腔12分割成两个独立的腔室，其中密封板远离光伏板3的一侧的腔室内不会有水进入，当遭遇大风天气时，密封板向远离光伏板3的一端移动，从而增加储水腔12中存水腔室的体积，继续使得浮板11的重力增加，使得浮板11在水中的吃水深度增加，同时密封板的移动受风力传感器和光伏板3的角度双重控制，即当风力传感器检测到风力大于等于7级时，且光伏板3与浮板11之间趋于平行时，此时通过控制中枢控制密封板移动，但当光伏板3单独转动至与浮板11之间趋于平行时，此时密封板不进行移动，当风力传感器单独检测到风力大于等于7级时，此时可能会出现瞬时风力的情况，不对密封板进行移动，避免持续性的往复移动对密封板的密封效果产生影响。
24.为了方便密封板的快速移动，且不影响浮板11的稳定性。密封板远离光伏板3的一端固定设有气压伸缩杆，通过设置的气压伸缩杆的伸缩实现对密封板的移动。
25.为了方便对相邻的两个漂浮组件进行安装固定，连接组件4包括插接件41和限制件42，其中相邻的两个漂浮组件1上的插接件41和限制件42能够进行连接，且限制件42能对插接件41进行固定限制，且插接件41和限制件42分别位于浮板11的两侧，连接组件4可以为螺栓紧固的装置，也可以为插接固定以及其他便于连接的方式，在此实施例中，插接件41为带有插接杆的圆柱，限制件42为设有用于圆柱卡接的凹槽，当插接杆移动至凹槽内后，实现对插接杆的自动卡接，完成拼接，减少了螺栓的上紧时间，提高了安装速率，并且限制件42和插接件41与浮板11之间的连接位置处，设置柔性材料的连接块，从而在水面发生波纹时，连接块发生变形，从而减少在波动的过程中，相邻的两个漂浮组件1之间的扭力，确保连接组件4的连接稳定，不会发生脱落。
26.为了方便光伏板3能够趋于与浮板11平行，且方便倾斜支撑杆21转动，进而倾斜支撑杆21所在的浮板11上开设有转动槽1101，倾斜支撑杆21转动连接在转动槽1101内。
27.由于光伏板3长期的覆盖在水面上，从而会对水质产生相对影响，为了方便对水质的影响变化，从而在储水腔12远离光伏板3的一侧固定设有水质检测传感器，使得水质传感器始终与水面接触，从而水质检测传感器将检测的结果上传至控制中枢，并且通过控制中枢将数据上传至研究中心，以此来记录水上漂浮式光伏电站的使用情况对水面的影响，同时通过两个浮板11之间距离的大小分析浮板11之间的间距对水质的影响，从而作为对比数据方便进行科学研究。
28.初始时，两个浮板11彼此靠近，伸缩组件5为缩短状态，密封板的位置处于储水腔的中间位置，光伏板3与浮板11趋于平行，且相邻的两个漂浮组件1并未通过连接组件4进行连接。
29.工作时，相邻的两个漂浮组件1通过连接组件4完成拼接，即将插接件41与限制件42之间进行固定连接，从而使得多个漂浮组件1形成水上漂浮式光伏电站，以连接后的其中一个漂浮组件1为例，利用光伏板3的重力使得进水腔13的一端没入水下，使得进水腔13的水位恰好能够对储水腔12内灌水，从而使浮板11的重心下沉，提高浮板11在水面上的吃水深度，以此提高装置稳定性，并且通过溢出腔 14从而维持储水腔12和进水腔13之间的液体转换，并且在水面波动时，波纹能够通过溢出腔14进行穿透，能够较快的减少浮板11的振动时长和振幅大小，使得漂浮组件1具备光伏板3打开的基础，进而通过太阳能追光器对实时的对太阳所处的角度进行检测，从而将检测结果上传至控制中枢，从而使得控制中枢调节伸缩组件5的伸缩长度伸长，进而通过伸缩组件5的伸长长度带动浮板11进行移动，从而当浮板11进行移动时，连接组件4在滑动槽1102上进行滑动，从而根据连接组件4在滑动槽1102的滑动距离通过控制中枢反馈至支撑组件2上，从而使得支撑组件2的倾斜角度发生转动，将光伏板3的角度调节至与太阳相对，此时实现对光伏电站的正常使用。
30.但当风力传感器检测到水面上的风力达到或大于7级风时，此时风力能够对光伏板3的安全使用产生影响，从而此时风力传感器将检测到的结果上传至控制中枢，进而通过控制中枢对伸缩组件5作出收缩的指令，从而控制两个浮板11之间的距离减小，使光伏板3的位置与浮板11趋于平行，需要说明的是，在使用过程中，风力传感器的控制指令优先于太阳能追光器的指令，即在晴天情况下产生大于或等于7级的风力、且持续时间长的时候（时长大于等于5分钟），伸缩组件5进行收缩过程，而不执行太阳能追光器的指令，以此达到对光伏板3保护的目的，并且在大风天气下对光伏板3的角度进行调整时，此时密封板通过气压伸缩杆的收缩向远离光伏板3的一端移动，从而增加储水腔12中存水腔室的体积，继续使得浮板11的重力增加，使得浮板11在水中的吃水深度增加，同时密封板的移动受风力传感器和光伏板3的角度双重控制，即当风力传感器检测到风力大于等于7级时，且光伏板3与浮板11之间趋于平行时，此时通过控制中枢控制密封板移动，但当光伏板3单独转动至与浮板11之间趋于平行时，此时密封板不进行移动，当风力传感器单独检测到风力大于等于7级时，此时可能会出现瞬时风力的情况，不对密封板进行移动，避免持续性的往复移动对密封板的密封效果产生影响。
31.同时由于光伏板3长期的覆盖在水面上，从而会对水质产生相对影响，为了方便对水质的影响变化，从而确保水质传感器始终与水面接触，通过水质检测传感器将检测的结
果上传至控制中枢，并且通过控制中枢将数据上传至研究中心，以此来记录水上漂浮式光伏电站的使用情况对水面的影响，以此作为科学研究的数据进行使用。
32.实施例2由于实施例1中的太阳能追光器仅能针对太阳的季节变化角度从而对光伏板3的角度进行调整，从而在太阳东升西落时，光伏板3并不能充分的正对太阳，从而致使光伏板3并未充分的对阳光进行利用。
33.进而在实施例1的基础上，在两个浮板11远离水面的一侧设置转动部，支撑组件2转动连接在转动部上，其中转动部横跨两个浮板11，且转动部的转动轴心位于固定的浮板11上，转动板在移动的浮板11上为抵触连接，转动部在固定浮板11上的转动角度为135
°
，并且转动部的转动动力为转动电机，其中转动电机的工作受太阳能追光器控制，从而实现光伏板3在满足季节倾角的同时，也能够随着太阳一天移动而转动，提高光的转化率。
34.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种水上光伏用浮体阵列，包括漂浮组件和光伏板，其特征在于：所述漂浮组件的一端上转动设有支撑组件，所述支撑组件远离所述漂浮组件的一端转动连接在所述光伏板上；所述漂浮组件包括两个浮板，两个所述浮板之间固定设有用于调节两个所述浮板之间间距的伸缩组件；所述支撑组件包括倾斜支撑杆和承重支撑杆，所述倾斜支撑杆和所述承重支撑杆的一端分别转动连接在所述光伏板上，另一端分别转动连接在两个所述浮板上，其中所述承重支撑杆连接的所述浮板上开设有两个滑动槽，且两个所述滑动槽在所述浮板上沿所述承重支撑杆的排列方向分布；两个所述浮板上分别设有连接组件，其中位于所述承重支撑杆所在的浮板上的连接组件滑动连接在所述滑动槽内，并且当所述连接组件在所述滑动槽内滑动时，能够控制所述倾斜支撑杆的倾斜角度发生转动；所述浮板上固定设有太阳能追光器和用于检测水面上风速的风力传感器；通过太阳能追光器对太阳所在的角度进行检测，从而控制所述伸缩组件的长度进行移动，实现对光伏板的角度调整，当太阳所在的位置处于高点时，此时伸缩组件的长度伸长为最长，使得两个所述浮板之间的距离最大，实现对所述倾斜支撑杆的转动角度完成调整，同时通过设置风力传感器对水面上的风速进行检测，当风力达到能够对所述光伏板的安全造成影响时，此时控制伸缩组件的间距最短，使所述光伏板与所述浮板的支撑端面成趋于平行状态。2.根据权利要求1所述的一种水上光伏用浮体阵列，其特征在于：所述漂浮组件还包括进水腔，所述进水腔贯穿连接在两个所述浮板的中心位置，所述进水腔的腔壁上连通设有储水腔，所述储水腔分别位于两个所述浮板上，所述储水腔远离所述进水腔的一端连通设有用于溢出腔。3.根据权利要求2所述的一种水上光伏用浮体阵列，其特征在于：所述储水腔远离所述光伏板的一侧腔壁上滑动设有密封板，所述密封板能够将所述储水腔分割成两个独立的腔室。4.根据权利要求3所述的一种水上光伏用浮体阵列，其特征在于：所述密封板远离所述光伏板的一端固定设有气压伸缩杆。5.根据权利要求1所述的一种水上光伏用浮体阵列，其特征在于：所述连接组件包括插接件和限制件，其中相邻的两个漂浮组件上的所述插接件和所述限制件能够进行连接，且所述限制件能对所述插接件进行固定限制，且所述插接件和所述限制件分别位于所述浮板的两侧。6.根据权利要求1所述的一种水上光伏用浮体阵列，其特征在于：所述倾斜支撑杆所在的浮板上开设有转动槽，所述倾斜支撑杆转动连接在所述转动槽内。7.根据权利要求2所述的一种水上光伏用浮体阵列，其特征在于：所述储水腔远离所述光伏板的一侧固定设有水质检测传感器。

技术总结

本发明属于水上光伏技术领域，且公开了一种水上光伏用浮体阵列，包括漂浮组件和光伏板，漂浮组件的一端上转动设有支撑组件，支撑组件远离漂浮组件的一端转动连接在光伏板上，漂浮组件包括两个浮板，两个浮板之间固定设有用于调节两个浮板之间间距的伸缩组件；通过设置的太阳能追光器，实现对转动部和支撑组件转动角度的控制，从而实现对光伏板的角度调整，并且通过控制支撑组件的转动角度实现光伏板对当前季节情况下的角度调整，通过转动部实现光伏板对每天不同时刻的太阳位置的捕捉，以此实现光伏板在不同季节的不同时刻都能充分的正对阳光，提高光转率。提高光转率。提高光转率。