CN102957346A - 海上漂浮型太阳能光伏发电装置 - Google Patents

海上漂浮型太阳能光伏发电装置 Download PDF

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张耀明
陆玉正
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Abstract

本发明公开了一种海上漂浮型太阳能光伏发电装置，该装置包括能源装置，用于提供电力；浮体装置，漂浮于海上，用于给能源装置提供发电的平台；固定装置，用于将浮体装置固定在海上；挡浪排装置，分布在浮体装置四周，用于抗击风浪。能源装置包括光伏电池组件；浮体装置包括封闭的框架（1）、设置在框架（1）上且用于使框架漂浮的浮子（2）。本发明实现了海上太阳能光伏发电，有效地节约了土地资源。

Description

海上漂浮型太阳能光伏发电装置
技术领域
本发明涉及一种太阳能海上利用装置，特别是光伏发电***，属于能源利用技术领域。
背景技术
太阳能作为一种清洁、无污染、易得的可再生能源，越来越受到人们青睐。太阳能光伏发电***具有无噪音、无污染、建设周期短、安全可靠等优点，近年来得到广泛应用，对缓解能源短缺和减少环境污染具有重要意义。
太阳能光伏发电是根据光伏效应，利用太阳电池将太阳能转换为电能。太阳能光伏发电***主要由太阳电池板组件、控制器和逆变器组成，根据***与电网的关系可分为并网和离网光伏发电***。虽然太阳能光伏发电具有诸多优点，但其本身也具有一些缺点，如一次性投入成本较高和太阳电池组件占地面积非常大等。随着世界人口的大幅增长，土地资源缺乏等问题日益严重。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于克服上述现有太阳能光伏发电***的相关缺点，提供一种能够使得太阳能光伏发电***在海上应用的装置-海上漂浮型太阳能光伏发电装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种海上漂浮型太阳能光伏发电装置，该装置包括
能源装置，用于提供电力，有光伏电池组件构成；
浮体装置，漂浮于海上，用于给能源装置提供发电的平台；
固定装置，用于将浮体装置固定在海上；
挡浪排装置，分布在浮体装置四周，用于抗击风浪。
该装置还包括设置在光伏电池组件中均匀分布的防雷装置。
其中，浮体装置包括封闭的框架、设置在框架上且用于使框架漂浮的浮子；固定装置包括固定在海域中的钢钎或锚，一端与框架连接，另一端与钢钎连接的锚绳、沉子，该沉子的一端通过绳子与锚绳相连；防雷装置包括避雷针，分布在光伏电池组件中。
有益效果：
1）该装置实现了海上太阳能光伏发电，有效地节约了土地资源。
2）该装置利用旧铁油桶和框架构建海上浮体装置，结构简单、投入成本低、可行性高。
3）解决了远海岛屿供电问题，如***、南海诸岛屿等。
4）该装置设计了挡浪排装置，可以保证发电平台稳固，避免风浪影响。
5）该装置易于移动，有利于电力资源分配。
6）该装置设计有防雷装置，避免雷电影响。
7）该装置为模块化设计，有利于提高***的可靠性和便于***维护。
附图说明
图1是浮体框架与固定装置示意图。
图中有：浮体框架1、浮子2、钢钎或者锚3、锚绳4、沉子5。
图2是旧铁油桶与框架安装示意图。
图中有：浮体框架1、旧铁油桶连接件6、旧铁油桶7。
图3a是旧铁油桶与旧铁油桶连接装置示意图。
图3b是旧铁油桶与旧铁油桶连接装置示意图。
图中有：旧铁油桶7、紧固圈8、紧固螺栓9、连接螺栓10。紧固圈8用来连接两个旧铁油桶7的一种连接件，使用紧固螺栓9将其固定在旧铁油桶7的相对应的位置，再使用连接螺栓10将两个旧铁油桶7完成牢固的连接。其中，图3b是图3a的俯视图。
图4是光伏电池安装示意图。
图中有：浮体11、光伏电池组件12，浮体是由旧铁油桶单元组成的浮子和框架构成的。
图5是避雷装置安装示意图。
图中有：浮体11、光伏电池组件12、避雷针13。
图6是挡浪排单元示意图。
图中有：浮体11、挡浪桩组件14。
图7是海上漂浮型太阳能光伏发电装置示意图。
图中有：钢钎或者锚3、锚绳4、沉子5、浮体11、光伏电池组件12、避雷针13、挡浪桩组件14.
由以上各模块单元组成的海上漂浮型太阳能光伏发电装置。通过浮体单元的连接拓展，构成海上发电基础平台，在其四周建立挡浪排，在其中间部分建立光伏发电***，同时需要在光伏发电***中合理地安装避雷装置。再通过锚或者钢钎将整个***固定在某一固定海域。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明。
本发明提供的海上漂浮型太阳能光伏发电装置，该装置包括
能源装置，用于提供电力；
浮体装置，漂浮于海上，用于给能源装置提供发电的平台；
固定装置，用于将浮体装置固定在海上；
挡浪排装置，分布在浮体装置四周，用于抗击风浪。
该装置还包括设置在光伏电池组件中均匀分布的防雷装置。
能源装置包括光伏电池组件；
浮体装置包括封闭的框架1、设置在框架1上且用于使框架漂浮的浮子2；
固定装置包括固定在海域中的钢钎或锚3，一端与框架1连接，另一端与钢钎3连接的锚绳4、沉子5，该沉子5的一端通过绳子与锚绳4相连。
防雷装置包括避雷针，分布在光伏电池组件中。
海上发电基础平台和光伏发电***。海上发电基础平台主要由浮体装置、挡浪排装置、防雷装置和固定装置构成。浮体由工业常用的旧铁油桶连接组成，旧铁油桶是浮体的主体，为防止海水腐蚀和海生物附着，需要将这些旧铁油桶进行特殊的表面处理，如Zn-Al涂层等。旧铁油桶的连接方式可设计为10×10方正单元，将旧铁油桶方正单元安装在框架上，加以固定，形成稳固的海上平台单元，安装示意图如图2所示。为保证旧铁油桶之间连接的强度与稳定性，旧铁油桶上安装两个紧固圈，利用紧固螺栓将其固定。紧固圈上设计两个通孔，用来连接旧铁油桶，利用连接螺栓即可完成两个旧铁油桶之间的连接，如图3所示。
框架结构也设计为10×10方正单元，框架之间的可采用多种连接方式，如螺栓连接等。框架的材质可以选择为钢等材料，但需要经过特殊的防腐表面处理。框架结构为成模块化设计，便于维护和调整。
固定装置是将发电基础平台固定在某一固定海域平面上，根据海底的地质不同，可采用不同的固定形式，如海底地质为岩石，可以采用钢钎固定，若海底的地质为泥沙，则可采用锚固定法。锚数可根据发电平台的大小和潮流确定，锚绳可采用钢索或者铁链等。安装示意图如图1所示，锚绳安装在框架上。
挡浪排装置由浮体和挡浪桩构成，挡浪桩固定在浮体上，挡浪的数目可根据安装地区的具体情况来设计。挡浪排也是由多个单元构成，分布在发电平台的四周。
防雷装置安装在光伏电池组件附近，避雷针的规格需要根据安装现场情况来设计。安装示意图如图5所示，设计避雷针规格时需要充分考虑避雷区域。
光伏发电***可采用常规的光伏发电***，包括太阳能光伏电池组、逆变器、控制器等。光伏发电***的安装可以参考陆上光伏发电***的安装，可以将陆上光伏发电***移植到海上发电基础平台上，可以减少研发费用、缩短研发周期等。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (4)

1.一种海上漂浮型太阳能光伏发电装置，其特征在于，该装置包括
能源装置，用于提供电力；
浮体装置，漂浮于海上，用于给能源装置提供发电的平台；
固定装置，用于将浮体装置固定在海上；
挡浪排装置，分布在浮体装置四周，用于抗击风浪。
2.根据权利要求1所述的海上漂浮型太阳能光伏发电装置，其特征在于，该装置还包括设置在光伏电池组件中均匀分布的防雷装置。
3.根据权利要求1所述的海上漂浮型太阳能光伏发电装置，其特征在于，
能源装置包括光伏电池组件；
浮体装置包括封闭的框架（1）、设置在框架（1）上且用于使框架漂浮的浮子（2）；
固定装置包括固定在海域中的钢钎或锚（3），一端与框架（1）连接，另一端与钢钎（3）连接的锚绳（4）、沉子（5），该沉子（5）的一端通过绳子与锚绳（4）相连。
4.根据权利要求3所述的海上漂浮型太阳能光伏发电装置，其特征在于，防雷装置包括避雷针，分布在光伏电池组件中。
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