一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置

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1.本发明涉及可再生能源技术以及海洋光伏发电领域，特别涉及一种利用柔性光伏发电系统和浮沉监测浮标一体化的发电装置。

背景技术：

2.传统的化石能源开发利用不仅造成严重的环境污染和温室效应，而且面临能源枯竭的问题，因此新能源的开发利用迫在眉睫。与陆地相比，海洋蕴含大量的清洁能源，包括潮汐能、光能、波浪能等等；充分开发海洋能源，是实现我国可持续发展战略目标的重要途径。
3.我国的海域面积广阔，海洋光能资源丰富。由于陆地光伏在使用的过程中面临着光伏电池板的冷却降温以及光伏板的清洁问题，柔性光伏板通过漂浮在水面，直接与海水接触，可以很好的解决太阳直射造成的光伏板温度升高和光伏板长期沾染灰尘而导致的发电效率降低的问题。海洋浮标是以锚定在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文水质气象自动观测站。柔性光伏板是一种薄膜结构，抗弯刚度小，通常漂浮于海水表面，随水面和波浪顺应式移动。为了充分开发海洋光能资源，同时避免强风浪对海洋光伏设备的影响，需要研发新型设备，秉承避灾减灾的理念，进行科研攻关，助力海洋能源的高效开发利用。
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技术实现要素：

本发明的目的是提供一种柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化的发电装置，柔性光伏发电系统的光伏板直接与水面接触，在光伏发电装置的周围设置浮沉监测浮标，通过浮沉监测浮标对周围水文环境的监测，实现在正常天气下，发电装置可以进行光伏发电；在极端天气条件下，可以下沉到风浪影响较小的深水区，从而确保设备安全稳定运行。
5.本发明采用以下的技术方案：一种利用柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化的发电装置，包括柔性光伏发电系统、浮沉监测浮标、系泊系统；柔性光伏发电系统直接与海面接触，光伏发电装置的周围设置浮沉监测浮标，整个装置通过吸力基础贯入至海床设计深度。
6.柔性光伏发电系统由光伏板和气囊板组成，柔性光伏发电系统的光伏板直接与水面接触，增强对光伏板的冷却作用，提高光伏板运转效率。
7.浮沉监测浮标，其中包括监测系统，传感器，气囊，排水口。传感器置于浮标的上方，主要由风速传感器、波浪传感器和成像传感器等水文传感器组成，风速传感器和波浪传感器主要负责监测海上天气，成像传感器负责监测设备的工作状况以及设备生物附着情况；监测浮标的内部设置监测分析系统和空气气囊，浮沉监测浮标有序的排列在浮箱平台的最外围。柔性光伏发电系统通过尼龙绳与监测浮标连接，输电线藏于尼龙绳中，通过光伏板的发电，给浮沉监测浮标提供电力支持。系泊系统，其中包括系泊位置，锚链，吸力基础。系泊位置设置在发电装置的左右两侧，对称布置各一个。系泊系统采用直上直下的形式。吸力基础采用pvc材质，每个吸力基础设置一条锚链，发电系统产生的电能通过锚链实现输电传输。吸力基础通过自重沉贯和吸力沉贯，将基础下沉到预定位置，使得基础贯入至海床设
计深度。
8.本发明一种利用光伏发电和浮沉监测浮标的一体化发电装置的优点在于：本发明在实现太阳能高效发电的同时，还可以利用浮沉监测浮标的监控作用做到及时避灾减灾，提高光伏发电系统的安全性。光伏板下方设置气囊板，辅助浮沉监测浮标的沉浮效果，且能够实现低成本且批量安置于海洋上。柔性光伏板与海面接触，可以很好的解决太阳直射造成的光伏板温度升高和光伏板长期沾染灰尘而导致的发电效率降低的问题。浮沉监测浮标通过监测周围水文确保发电装置的正常运行。系泊系统通过采用pvc材质的吸力基础，在实现平台稳定的基础上，可以减少装置的制造费用。
附图说明
9.下面结合附图对本发明专利进一步说明。
10.图1是本发明整体外观结构示意图。
11.图2是本发明整体外观的正视图。
12.图3是本发明的光伏发电系统的局部示意图。
13.图4是本发明的浮沉监测浮标的外观图。
14.图5是本发明的浮沉监测浮标的内部结构图。
15.图中：1为光伏发电系统，2为浮沉监测浮标，3为系泊系统，1-1为光伏板，1-2为空气压缩气囊板，1-3为橡胶带；2-1为监测系统，2-2为气囊球，2-3为排水孔。3-1为系泊位置，3-2为锚链，3-3为吸力基础。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
17.如图1和2所示，一种基于柔性光伏发电系统和浮沉监测浮标的一体化发电装置。其中包括：柔性光伏发电系统、浮沉监测浮标、系泊系统；柔性光伏发电系统由光伏板和气囊板组成，光伏发电系统的两侧设置浮沉监测浮标，通过纤维绳连接。系泊系统由锚链和吸力基础组成，整个装置通过系泊系统固定。
18.在本实施例中，所述柔性光伏发电系统由光伏板和气囊板组成，每两块光伏板之间设置橡胶带，在本实施例中，所述光伏发电系统由多块光伏板构成，柔性光伏发电系统水设置在海面上。
19.在本实施例中，所述浮沉监测浮标包括监测系统、气囊球、排水孔。浮沉监测浮标分为监测部分和沉水部分，气囊球连接的气管以及监测水文的传感器位于于浮标顶部，当浮标的传感器监测到发电装置周围的水文环境出现极端天气时，监测系统中的气管会打开，将气囊球中的空气排出，监测浮标下沉，与此同时，通过尼龙绳的牵引，发电装置沉入海面下方。当水文环境趋于稳定时，监测系统中的气管将空气吸入气囊球，水从排水孔排出，发电装置重新浮到水面上，继续正常工作。
20.在本实施例中，所述的系泊系统包括：系泊位置，锚链，吸力基础。系泊位置根据发电装置的大小决定布置的数目，每个系泊位置上设置锚链以及吸力基础。吸力基础通过自重沉贯和吸力沉贯，将基础下沉到预定位置，使得基础贯入至海床设计深度。
21.在本实施案例中，所述柔性光伏发电系统和浮沉监测浮标的一体化发电装置的安
装过程具体为：通过吊船将柔性光伏板铺设在海面上，连接光伏系统与浮沉监测浮标后以及锚链和吸力基础后，通过负压泵对多个吸力基础同时进行负压沉贯，使得吸力基础贯入至海床的设计深度，快速实现一体化安装并进行试运行，确保装置后续的正常工作。
22.上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.本发明提出一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，其中包括：柔性光伏发电系统、浮沉监测浮标、系泊系统；其中柔性光伏发电系统由光伏板和气囊板组成，柔性光伏发电系统的两侧设置浮沉监测浮标，通过尼龙绳连接；系泊系统由锚链和吸力基础组成，整个装置通过系泊系统固定。2.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，光伏发电系统由光伏板和空气气囊构成，每两块光伏板之间设置橡胶带。3.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，所述的浮沉监测浮标包括监测系统、气囊球、排水孔，浮沉监测浮标通过尼龙绳与柔性光伏发电系统连接。4.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，所述的浮沉监测浮标中的监测系统包括吸气管、传感器、监测分析器，传感器执行监测水文的任务包括风速传感器，波浪传感器和成像传感器；浮沉监测浮标中的监测分析器执行处理水文信息的任务，浮沉监测浮标中的气囊球执行浮标浮沉的任务。5.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，所述的浮沉监测浮标布置在发电装置的周围，光伏发电系统与浮沉监测浮标之间输电线布置于尼龙绳中。6.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，所述的系泊系统包括：系泊位置，锚链，吸力基础，系泊系统采用直上直下的布置方式，吸力基础采用pvc材质，每个吸力基础设置一条锚链，发电系统产生的电能通过锚链实现输电传输，吸力基础通过重力沉贯和吸力沉贯下沉到海床设计深度。7.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，所述的特征还包括：避灾，减灾，并提高发电装置的安全性。8.根据权利要求1所述的一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，所述的避灾特征主要为发电装置遇到极端天气条件，下沉到风浪影响较小的深水区，保证设备安全稳定运行。

技术总结

本发明提出一种基于柔性光伏发电和浮沉监测浮标一体化发电装置，其中包括：柔性光伏发电系统、浮沉监测浮标、系泊系统；柔性光伏发电系统由光伏板和空气气囊板组成，光伏发电系统的左右两侧设置浮沉监测浮标，系泊系统由锚链和吸力基础组成，整个装置通过系泊系统固定。光伏发电系统采用柔性光伏板发电，柔性光伏板通过漂浮在水面，直接与海水接触，可以很好的解决太阳直射造成的光伏板温度升高和光伏板长期沾染灰尘而导致的发电效率降低的问题。浮沉监测浮标控制整体装置的浮沉，通过浮沉监测浮标对周围水文环境的监测，实现在正常天气下，发电装置可以进行光伏发电；在极端天气条件下，可以下沉到风浪影响较小的深水区，从而确保设备安全稳定运行。从而确保设备安全稳定运行。从而确保设备安全稳定运行。