CN204408247U - 一种水上太阳能供电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水上太阳能供电***,该***包括太阳能电池板、蓄电池组和承载上述组件的支撑浮体;太阳能电池板底端通过转动不锈钢管和铰链与支撑浮体连接,其顶端通过螺栓和不锈钢支架与支撑浮体相连,其与支撑浮体的夹角可通过不锈钢支架的长度来调节,以使该夹角为适于应用地区所在纬度的最佳值,最大限度地接收太阳能;支撑浮体与水上用电装置通过环扣连接。对太阳能电池板和蓄电池组进行整体绝缘,具体采用环氧树脂进行塑封以防水、防雾和防腐蚀,采用表面伞裙以加强绝缘效果。本实用新型太阳能发电***既适用于湖泊水库原位水质改善***,也适用于其他水上用电装置等;使用安全方便,制造及运行维护成本低廉。
Description
技术领域:
本实用新型属于湖泊水库水质污染控制领域,具体涉及一种水上太阳能供电***,适用于湖泊水库水质污染原位控制***的能源供应,也适用于湖泊水库其他水上用电***的能源供应。
背景技术:
全球大多数湖泊水库都处于不同程度的富营养化威胁之中,并有明显加剧的趋势。中国水库众多、分布广泛,目前正逐渐成为多数城市的主要饮用水水源:但水库水体的内源污染和富营养化发展趋势令人担忧,水库水质的下降直接影响着城市水资源的可持续利用,威胁到城市的饮用水安全。同时因全球可再生水资源的逐渐减少,寻找节能、经济、高效的控制水质污染的方法,得到了很多研究者的关注。而太阳能因其普遍存在、储量无限、清洁、经济等优点,成为最具发展潜力的可再生清洁能源。
目前,湖泊水库原位水质污染控制的主要技术是混合充氧,采取离岸电力驱动水中机械混合装置或离岸电力驱动空压机对水体进行曝气混合充氧,但这些技术的应用存在如下问题:(1)能量利用效率较低,一般低于10%;(2)采用离岸电力驱动机械混合装置时,需要在湖泊水库水体安装电缆,有碍水体中的水中作业,也存在较大的安全隐患;(3)采用离岸电力驱动空压机对水体进行曝气混合充氧时,需要在水体中敷设空气管,施工安装难度大,日常维护检修不易。
随着中国经济的快速增长,能源消耗和二氧化碳排放量大幅度增加,如何有效节能降耗,实现能源与经济的可持续发展,已不仅是某些特殊行业的技术需求,对于水行业,可行、节能、高效的水质污染控制技术也正得到众多学者和工程技术人员的重视。在国内外湖泊水库原位水质污染控制设备的技术中,太阳能尚未得到应用。
实用新型内容:
本实用新型的目的在于针对现有湖泊水库原位水质污染控制技术应用中离岸供电***的不足,提供了一种水上太阳能供电***。该水上太阳能供电***能设置于湖泊水库水体表层,利用该***的输出电能可以驱动原位水质污染控制***,经济、高效、便捷地原位改善湖泊水库水体水质;该***也适用于湖泊水库水体中其他用电***的能源供应。
为达到上述目的,本实用新型采用如下的技术方案予以实现:
一种水上太阳能供电***,包括太阳能电池板、蓄电池组和支撑浮体;其中,
太阳能电池板包括若干太阳能电池、周向设置的防水不锈钢边框、底部一侧设置的可转动不锈钢管与铰链以及调节太阳能电池板安装角度的螺栓、滑轮与不锈钢支架;太阳能电池板的底部一侧通过不锈钢管和铰链与支撑浮体活动连接,其相对与支撑浮体活动连接的两侧分别通过螺栓、滑轮和不锈钢支架与支撑浮体相连,其中,每个不锈钢支架的一端通过螺栓与防水不锈钢边框活动连接,每个不锈钢支架的另一端通过滑轮设置在支撑浮体顶部开设的滑槽内;支撑浮体的一侧通过环扣和锚栓与水上用电装置连接。
蓄电池组用于存储太阳能电池板收集的电能并用于对水上用电装置供电。
本实用新型进一步的改进在于:太阳能电池板、蓄电池组和支撑浮体均设置有两套,水上用电装置通过锚栓设置在两套支撑浮体之间。
本实用新型进一步的改进在于:蓄电池组包括防水配电箱、箱体内固体电池、防水逆变器、防水控制器、防水电缆以及防水接头;其中,箱体内固体电池、防水逆变器与防水控制器输出端并联相接,且都设置在防水配电箱内,再由防水控制器通过防水接头以及防水电缆与太阳能电池板背面电线连接。
本实用新型进一步的改进在于防水电缆采用防水橡皮电缆。
本实用新型进一步的改进在于支撑浮体包括以高分子聚乙烯为材料的若干浮筒,每个浮筒的四个角上有4个用于连接固定的耳环,4个耳环分别在不同的水平面上错开分布,且每四个浮筒组成一个单位平方,中心位置的4个耳环重叠在一起,并通过短销***固定。
本实用新型进一步的改进在于不锈钢管的两端分别设置有螺栓;不锈钢支架与太阳能电池板相对与支撑浮体活动连接的两侧均通过螺栓活动连接。
本实用新型进一步的改进在于太阳能电池板和蓄电池组采用环氧树脂进行整体绝缘。
本实用新型进一步的改进在于支撑浮体上部表面采用防滑花纹,安全稳固;其四角均为圆弧钝角。
本实用新型进一步的改进在于支撑浮体外侧边设置橡胶防撞条。
本实用新型进一步的改进在于支撑浮体表面两侧设置水电灯柱。
相对于现有技术,本实用新型具有如下技术效果:
本实用新型水上太阳能供电***为高效的太阳能—电能转换与控制***,利用蓄电池充电和放电过程的转换,可以连续不间断地运行,为连接负载提供可靠的电流和电压,实现驱动水上原位水质污染控制***并使其安全、高效、稳定地运行,防止湖泊水库水体分层及水体溶解氧的缺少而引起的内源污染和富营养化等问题。本实用新型也可用于湖泊水库水体其他水上用电***的能源供应。
附图说明:
图1为本实用新型太阳能电池板与支撑浮体组装示意图;
图2为本实用新型太阳能供电***与原位水质污染控制***组装示意图;
图3为支撑浮体间的连接示意图;
图4(a)为支架底部滑轮的正视图,图4(b)为滑槽的正视图。
其中:1、太阳能电池板;2、螺栓;3不锈钢支架;4、电池板外侧边;5、不锈钢管;6、支撑浮体;7、橡胶防撞条;8、环扣;9、锚栓;10、铰链;11、短销;12、滑槽;13、滑轮;14、防水配电箱,15为水上用电装置。
具体实施方式:
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1至图4,本实用新型一种水上太阳能供电***,包括太阳能电池板1、蓄电池组和支撑浮体6;其中,太阳能电池板1包括若干太阳能电池、电池板外侧防水不锈钢边框4、底部可转动不锈钢管5与铰链10以及调节太阳能电池板安装角度的顶部螺栓2与不锈钢支架3;太阳能电池板1的底部一侧通过不锈钢管5和铰链10与支撑浮体6活动连接,其相对与支撑浮体6活动连接的两侧分别通过顶部螺栓2、底部滑轮13和不锈钢支架3与支撑浮体6相连;其中,每个不锈钢支架3的一端通过螺栓2与防水不锈钢边框4活动连接,每个不锈钢支架3的另一端通过滑轮13设置在支撑浮体6顶部开设的滑槽12内,支撑浮体6通过环扣8和锚栓9与水上用电装置15连接,当水上用电装置15工作时会有所上升和下降,而一定长度的铁链连接于环扣8可伸长可缩短,为其上下运动带来一定空间,避免水上用电装置15与支撑浮体6脱节,并且保持太阳能电池板1、支撑浮体及水上用电装置15的一体化,使其不脱离便于统一维护;蓄电池组用于存储太阳能电池板1收集的电能并用于对水上用电装置15供电。
上述蓄电池组包括防水配电箱14、箱体内固体电池、防水逆变器、防水控制器、防水电缆以及防水接头;其中,箱体内固体电池、防水逆变器与防水控制器输出端并联相接,且都存放于防水配电箱,再由防水控制器通过防水接头以及防水电缆与太阳能电池板背面电线连接。其中,防水电缆采用防水橡皮电缆。此外,防水配电箱14绝缘性能极佳,人员触碰不会发生触电情况,避免危险情况的发生。防水配电箱14密封性能较佳,可长期使用于潮湿及水分多的场合,以及有灰尘和微小颗粒的场合。
上述支撑浮体6包括以高分子聚乙烯为材料的若干浮筒,每个浮筒的四个角上有4个用于连接固定的耳环,4个耳环分别在不同的水平面上错开分布,且每四个浮筒组成一个单位平方,中心位置的4个耳环重叠在一起,并通过短销11***固定。按此方法延伸开去,可以组成任意形状任意大小的浮动平台。一般支撑浮体每平方米的浮力可达350kg以上,组装简易、快速、灵活、造型多样,整体采用模块结构,可更换为平台造型,外观色彩亮丽,为水库景色锦上添花。除遇强自然力及人为的不当使用,不需花费任何保养、维修费用、造价合理、经济,从长远的观点来看,可省下为数庞大的维护、保养、更替、检修的费用及时间。支撑浮体6上部表面采用防滑花纹,安全稳固;其四角均为圆弧钝角,避免被碎木屑、锈钉刺伤等。支撑浮体6外侧边设置橡胶防撞条,避免浮体受到外来干扰而移动、挤压甚至破坏。:支撑浮体6承载力较大,适当尺寸的支撑浮体组合可允许人的通行,支撑浮体6表面两侧设置水电灯柱,便于设备的检修和维护。
上述不锈钢管5的两端分别设置有螺栓2;不锈钢支架3与太阳能电池板1相对与支撑浮体6活动连接的两侧均通过螺栓2活动连接。
上述太阳能电池板1和蓄电池组采用环氧树脂进行整体绝缘,整个***具有防水、防雾和防腐蚀功能,并采用表面伞裙以加强绝缘效果。
为了对本实用新型进一步了解,现对其做进一步的详细说明。
参见图1,为太阳能电池板与支撑浮体示意图,包括太阳能电池板、蓄电池组、支撑浮体;其中,每个支撑浮体的四个角上有4个耳环,用于连接固定。其中,考虑到西安位于地球上的经度是108度,纬度是34度,所以太阳能电池板面朝南与浮体水平面成40度,调节太阳能电池板安装角度用不锈钢支架。
太阳能电池板包括太阳能电池、电池板外侧防水不锈钢边框、可转动不锈钢管、支架、滑轮和螺栓,其中,可转动不锈钢管穿过电池板外侧防水不锈钢边框,末端两侧采用螺栓固定,不锈钢支架及底部滑轮调节太阳能电池板的安装角度。
蓄电池组包括防水配电箱、箱体内铅酸蓄电池组、防水逆变器、防水控制器、防水电缆若干、防水接头若干。
对太阳能电池板和蓄电池组进行整体绝缘,具体采用环氧树脂进行塑封以防水、防雾和防腐蚀,采用表面伞裙以加强绝缘效果。将太阳能电池板背面接出的电缆线经防水接头连接,并用防水电缆线接于配电箱中的控制器、蓄电池(组)、逆变器等接口。
支撑浮体包括支撑浮体、插销、环扣,其中,以高分子聚乙烯为材料的支撑浮筒,每个浮筒的四个角上有4个耳环,用于连接固定。4个侧耳分别在不同的水平面上错开分布,当每四个浮筒按正确的方向组成一个单位平方的时候,中心位置的4个侧耳刚好重叠在一起,用一个特制短销***固定即可。按此方法延伸开去,可以组成任意形状任意大小的浮动平台。
参见图2,太阳能供电***与原位水质污染控制***组装示意图,在原位水质污染控制***顶端两侧开孔连接铁链于支撑浮体外侧边环扣,当原位水质污染控制***工作时,其会有所上升和下降,而一定长度的铁链可伸长可缩短,为其上下运动带来一定空间,避免原位水质改善***与支撑浮体的脱节。经太阳能-电能间的转换,为原位水质改善***提供高效、稳定的电流、电压。在夏季湖库水温变化较大,随着源源不断的光电转化,上升筒的上升和下降,水体在内部形成连续稳定的循环,逐渐减小水体分层,加快水体复氧和氧在上下层水体之间的循环,减缓水体内源污染及控制水体富营养化。
实施例:
参见图2和图3,整个装置各个主要单元均可拆卸,便于安装维修。
以满足60W、220V交流减速异步电动机工作8小时,连续阴雨天4天为例。为满足该用电要求,采用250W的离网太阳能发电***,250W***每天平均发电1度,太阳能电池板大小为1650*992*35mm,蓄电池容量为150AH,最大可储存电量约为2.8度电。单体浮筒高度为40cm,每1平方米由4个支撑浮体组成,每平方米100%负载为350kg,空载吃水深约2.5~3cm;采用6平方米的支撑浮体组成,承载极限为2100kg,其承载可支撑人们在浮体上的维修工作。
其中,太阳能电池板与浮体间的连接用可转动的实体不绣钢管5,其末端两侧采用螺栓2固定,太阳能电池板底侧边与支撑浮体连接的铰链10,不锈钢支架3用顶部螺栓2连接于太阳能电池板外侧边框,不锈钢支架3底部用滑轮13相对固定于滑槽12,调节太阳能电池板安装角度;原位水质改善***与支撑浮体之间的连接包括环扣8,在原位水质改善***顶端两侧开孔通过铁链连接于支撑浮体外侧边环扣8,而原位水质改善***的底部通过铁链与锚固墩相连接,稳定水面上支撑浮体。当原位水质改善***工作时,其会有所上升和下降,而一定长度的铁链可伸长可缩短,为其上下运动带来一定空间,使其不脱离便于统一维护。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此,对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单的推演或替换,都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (10)
1.一种水上太阳能供电***,其特征在于:包括太阳能电池板(1)、蓄电池组和支撑浮体(6);其中,
太阳能电池板(1)包括若干太阳能电池、周向设置的防水不锈钢边框(4)、底部一侧设置的可转动不锈钢管(5)与铰链(10)以及调节太阳能电池板(1)安装角度的螺栓(2)、滑轮(13)与不锈钢支架(3);太阳能电池板(1)的底部一侧通过不锈钢管(5)和铰链(10)与支撑浮体(6)活动连接,其相对与支撑浮体(6)活动连接的两侧分别通过螺栓(2)、滑轮(13)和不锈钢支架(3)与支撑浮体(6)相连,其中,每个不锈钢支架(3)的一端通过螺栓(2)与防水不锈钢边框(4)活动连接,每个不锈钢支架(3)的另一端通过滑轮(13)设置在支撑浮体(6)顶部开设的滑槽(12)内;支撑浮体(6)的一侧通过环扣(8)和锚栓(9)与水上用电装置(15)连接;
蓄电池组用于存储太阳能电池板(1)收集的电能并用于对水上用电装置(15)供电。
2.根据权利要求1所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:太阳能电池板(1)、蓄电池组和支撑浮体(6)均设置有两套,水上用电装置(15)通过锚栓(9)设置在两套支撑浮体(6)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:蓄电池组包括防水配电箱(14)、箱体内固体电池、防水逆变器、防水控制器、防水电缆以及防水接头;其中,箱体内固体电池、防水逆变器与防水控制器输出端并联相接,且都设置在防水配电箱内,再由防水控制器通过防水接头以及防水电缆与太阳能电池板背面电线连接。
4.根据权利要求3所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:防水电缆采用防水橡皮电缆。
5.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:支撑浮体(6)包括以高分子聚乙烯为材料的若干浮筒,每个浮筒的四个角上有4个用于连接固定的耳环,4个耳环分别在不同的水平面上错开分布,且每四个浮筒组成一个单位平方,中心位置的4个耳环重叠在一起,并通过短销(11)***固定。
6.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:不锈钢管(5)的两端分别设置有螺栓(2);不锈钢支架(3)与太阳能电池板(1)相对与支撑浮体(6)活动连接的两侧均通过螺栓(2)活动连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:太阳能电池板(1)和蓄电池组采用环氧树脂进行整体绝缘。
8.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:支撑浮体(6)上部表面采用防滑花纹,安全稳固;其四角均为圆弧钝角。
9.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:支撑浮体(6)外侧边设置橡胶防撞条。
10.根据权利要求1或2所述的一种水上太阳能供电***,其特征在于:支撑浮体(6)表面两侧设置水电灯柱。
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