一种分体式水上光伏发电系统用浮体模块技术方案

本发明专利技术公开了一种分体式水上光伏发电系统用浮体模块，包括主浮体和辅助浮体，主浮体为密闭的中空壳体，主浮体的上表面为斜面，斜面的高端和低端分别设有插槽，两个插槽的中部下方分别设有直槽；辅助浮体为密闭的中空壳体，辅助浮体的外底面的纵向和横向设有交叉的走线槽；多个所述主浮体组成一个主浮体行；多个所述辅助浮体组成一个辅助浮体行；主浮体行与辅助浮体行相间排列，组成水上光伏发电系统浮体。本发明专利技术实现了水上光伏组件支撑与安装的全部功能需求，安装简单方便，建设成本及施工难度较低，通过分体式设计，使光伏组件在最佳倾角下安装而基本不造成阴影遮挡，光伏组件背面通风散热的面积大，光伏组件散热快，使用寿命长，发电效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光伏发电系统领域，特别涉及一种分体式水上光伏发电系统用浮体模 块。
技术介绍
水上光伏发电系统有效地突破了土地资源对光伏发电应用的制约，它可以安装在 水库、湖泊、池塘以及水处理厂等水面上，是今后光伏发电应用的又一新选择。目前建成在 水面上的光伏电站还很少，且多是仿照地面或屋顶光伏电站的模式，用浮体搭建支撑平台， 再在其上安装支架系统和光伏组件。这种方式建设成本较高，不便于大面积推广应用。水 上光伏发电系统的发展，需寻求一种低成本、方便搭建、环境适应性强的水上光伏系统专用 浮体模块。 水上光伏发电系统同地面或屋顶光伏电站一样，存在着一个组件安装的最佳倾 角，在此安装角度下光伏方阵全年可获得的太阳辐射能量最大。不同地区的最佳倾角不同， 水上光伏发电系统专用浮体模块应能满足组件不同安装角度的要求。 现有的水上光伏发电系统用浮体模块采用整体式的浮体方块，其上表面为斜面， 可放置至少一块组件，搭建系统时将浮体方块按行列连接成整体方阵，行列之间无明显间 隙。这样在组件安装倾角较大时，浮体方块之间将造成严重的阴影遮挡，影响系统发电效 率；若在光伏阵列中留出行间隙，由于浮体模块的整体性，只能每隔一行安装一行组件，组 件之间的间隙明显过大，减少了水面面积的利用率，且增加了建设成本。因此，现有水上光 伏发电系统用浮体模块只适用于组件微倾角安装的系统。同时，由于浮体方块整体较大，且 相互之间连接紧密，影响空气流通，组件工作温度高，发电效率低，组件使用寿命短。
技术实现思路
现有水上光伏发电系统用浮体模块行列之间无明显间隙，易造成阴影遮挡，导致 太阳能利用率低，进而导致发电效率低，只适用于组件微倾角安装的系统；且浮体方块相互 之间连接紧密，空气流通慢，组件工作温度高，进一步降低发电效率，缩短光伏组件使用寿 命。本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种分体式水上光伏发电系统用浮 体模块。 为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是： -种分体式水上光伏发电系统用浮体模块，包括若干个主浮体和若干个辅助浮 体， 所述主浮体为密闭的中空壳体，该主浮体的上表面为相对于水平面的倾斜角度为 a的斜面，所述斜面的长度为L，其中a为光伏组件的最佳安装倾角，L为光伏组件的纵向 长度；所述斜面的高端和低端分别设有开口相对且平行的插槽，所述两个插槽的中部下方 分别设有开口朝外的直槽；所述辅助浮体为密闭的中空壳体，所述辅助浮体的顶面纵向长 度D为 所述辅助浮体横向长度与所述主浮体的横向长度均为S，所述辅助浮体的外底面 的纵向和横向设有交叉的走线槽； 多个所述主浮体在一直线上依次排列组成一个主浮体行；多个所述辅助浮体在一 直线上依次排列组成一个辅助浮体行；所述主浮体行与辅助浮体行相间排列，组成水上光 伏发电系统浮体。 主浮体用于放置光伏组件，斜面的倾斜角度a根据安装地点的最佳安装倾角而 定，理论上0°〈a〈90°，实际应用中a多在〇°到60°范围内取值。 主浮体和辅助浮体均采用密闭的中空壳体结构，能提供整个发电系统水面部分所 需要的浮力。主浮体和辅助浮体采用塑料制作，如HDPE、PET等，可采用吹塑、注塑、超声波 焊接等塑料制品加工工艺。同时可添加一些稳定剂和增塑剂来满足水上光伏系统工作寿命 的要求。 插槽用于安装光伏组件，将光伏组件固定在主浮体上。斜面低端的直槽用于排走 主浮体斜面上的积水，斜面低端和高端的直槽用作光伏组件串接线缆的走线槽。 辅助浮体用于主浮体之间的连接并形成维修通道，如出现故障，操作人员可以直 接踩在辅助浮体上进行故障排查及维修。辅助浮体的纵向尺寸为根据主浮体斜面角度及地 理位置确定的不引起前后相邻的光伏组件阴影遮挡的最小间距，确保连接成方阵后前后行 组件基本不出现阴影遮挡，最大限度地扩大光伏组件接收太阳光的面积，提高发电效率。底 面交叉的走线槽用作组串汇流电缆的走线槽。 作为一种优选方式，S为光伏组件的横向长度的一半，主浮体行中相邻的两个主浮 体之间具有大小为S的间距。 为保证水上光伏发电系统的安全性，其整体重心应尽可能低，因此主浮体设计为 只能横向放置一块光伏组件。光伏组件左右对称地放置在主浮体之上，每一行中，相邻的光 伏组件刚好紧密排列。 作为一种优选方式，所述主浮体的前、后端面两侧分别设有带连接孔的第一连接 耳片，所述辅助浮体的前、后端面两侧分别设有带连接孔的第二连接耳片，多个所述主浮体 利用穿过第一连接耳片的连接件在一直线上依次排列并连接组成一个主浮体行；多个所述 辅助浮体利用穿过第二连接耳片的连接件在一直线上依次排列并连接组成一个辅助浮体 行； 相邻的主浮体行与辅助浮体行经对应的第一连接耳片和第二连接耳片及连接件 相连接。 作为一种优选方式，所述连接件为销轴。 连接件为与主浮体或辅助浮体材质相同的销轴，连接时操作简单方便，适合水面 工作环境。 作为一种优选方式，所述走线槽为十字槽。 进一步地，所述主浮体上开有连通底面与上表面的通孔。 通孔用于增加光伏组件背面通风间隙。 进一步地，所述主浮体的左右两侧面向内凹陷。 作为一种优选方式，所述主浮体的左右两侧面为内凹的曲面。 两侧向内凹陷，从而光伏组件背面两侧有较大面积没有固体遮挡，增加了通风散 热的面积，对光伏组件具有良好的冷却效果，从而提升发电效率。 本专利技术实现了水上光伏组件支撑与安装的全部功能需求，安装简单方便，建设成 本及施工难度较低，通过分体式设计，使光伏组件在最佳倾角下安装而基本不造成阴影遮 挡，光伏组件背面通风散热的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分体式水上光伏发电系统用浮体模块，其特征在于，包括若干个主浮体(1)和若干个辅助浮体(2)，所述主浮体(1)为密闭的中空壳体，该主浮体(1)的上表面为相对于水平面的倾斜角度为α的斜面(4)，所述斜面(4)的长度为L，其中α为光伏组件的最佳安装倾角，L为光伏组件的纵向长度；所述斜面(4)的高端和低端分别设有开口相对且平行的插槽(8)，所述两个插槽(8)的中部下方分别设有开口朝外的直槽(7)；所述辅助浮体(2)为密闭的中空壳体，所述辅助浮体(2)的顶面纵向长度D为D=0.707Lsinαtan[arcsin(0.648cosα-0.399sinα)],]]>所述辅助浮体(2)横向长度与所述主浮体(1)的横向长度均为S，所述辅助浮体(2)的外底面的纵向和横向设有走线槽；多个所述主浮体(1)在一直线上依次排列组成一个主浮体行；多个所述辅助浮体(2)在一直线上依次排列组成一个辅助浮体行；所述主浮体行与辅助浮体行相间排列，组成水上光伏发电系统浮体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑫，黄岳文，张福家，李康依，黄浩，
申请(专利权)人：湖南红太阳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43