一种海上悬浮式光伏平台及发电方法技术

本发明专利技术涉及一种海上悬浮式光伏平台及发电方法，所述平台包括多根竖直设置的主杆和设置在主杆上且位于海面下的可调浮力的悬浮装置；多根主杆相互通过连杆连接；多个承载叶片绕主杆分布设置；承载叶片上表面排列设置有多块光伏面板；多个承载叶片可以主杆为转动中心上下转动并相互抵靠围合成密封空腔使光伏面板位于密封空腔内该海上悬浮式光伏平台及发电方法将海上光伏发电设备在夜间无法利用太阳能发电的时间段或外界天气恶劣的情况下密封并下沉至海面下，从而减少了光伏发电设备受腐蚀以及海浪震动的时间，由于夜晚大约占全天的一半，因此本发明专利技术可以有效的将光伏发电设备受腐蚀的时间和受震荡时间减半，从而大大延长光伏发电设备的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种海上悬浮式光伏平台及发电方法
本专利技术涉及一种海上悬浮式光伏平台及发电方法，属于海上光伏发电领域。
技术介绍
在现代，由于化石燃料的大量应用，地球生态环境遭遇了严重的破坏，温室效应越来越严重，并且化石燃料为不可再生能源，人类需要更环保、可再生的新能源，太阳能是人们最佳的选择，由于人口持续增长，可利用的陆地面积越来越小，而太阳能的利用需要大量的空间，因此面积广阔，杳无人烟的大海无疑是太阳能发电最佳的场所，现有的海上光伏发电平台较为成熟，但光能利用率低，光伏发电设备也容易受到空气中的盐分腐蚀，此外，海浪的起伏对光伏平台的震动，都致使光伏发电设备寿命短，使水上光伏发电的长期成本居高不下，成为制约水上光伏发电产业发展的一大因素。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种海上悬浮式光伏平台及发电方法。该海上悬浮式光伏平台及发电方法将海上光伏发电设备在夜间无法利用太阳能发电的时间段或外界天气恶劣的情况下密封并下沉至海面下，从而减少了光伏发电设备受腐蚀以及海浪震动的时间，由于夜晚大约占全天的一半，因此本专利技术可以有效的将光伏发电设备受腐蚀的时间和受震荡时间减半，从而大大延长光伏发电设备的寿命。本专利技术的技术方案如下：一种海上悬浮式光伏平台，包括多根竖直设置的主杆和设置在主杆上且位于海面下的可调浮力的悬浮装置；多根主杆相互通过连杆连接；多个承载叶片绕主杆分布设置；承载叶片上表面排列设置有多块光伏面板；多个承载叶片可以主杆为转动中心上下转动并相互抵靠围合成密封空腔使光伏面板位于密封空腔内。其中，所述主杆包括通过万向节连接的上主杆和下主杆；所述下主杆上固定套设有圆形平台；圆形平台上绕下主杆均匀分布有多个铰接在圆形平台上的第一液压装置；第一液压装置的推杆铰接在上主杆上；所述上主杆上还设置有一重心调节装置；所述重心调节装置包括一垂直上主杆的横杆；所述横杆转动套设在上主杆上，所述横杆两端向外延伸且分别设置有可沿横杆移动的重力小车；重力小车与横杆通过齿轮齿条配合；所述横杆的转动和重力小车的移动分别由一伺服电机驱动。其中，所述上主杆上部从上至下依次套设固定块和滑动块；多个承载叶片一端分别铰接在滑动块上；承载叶片与固定块之间还连接有一支杆；支杆一端铰接在固定块上，另一端铰接在承载叶片上；滑动块由一第二液压装置驱动沿上主杆上下移动。其中，所述悬浮装置设置在下主杆的下部，包括自动充吸气泵、压缩储气罐以及水平间距设置的下平板和上平板；下平板固定套设在下主杆上，上平板滑动套设在下主杆上；下平板与上平板之间连接有绕下主杆布置的气囊；所述压缩储气罐、自动充吸气泵以及气囊依次通过气管连通；所述气管上设置有电磁阀。其中，所述下主杆上上下间距设置有两限位块；所述两限位块之间的下主杆上滑动套设有连接块；所述连杆两端分别与相邻的下主杆上的连接块连接。其中，所述海上悬浮式光伏平台还包括控制器；所述控制器控制第一液压装置、伺服电机、第二液压装置的启停和行程，控制自动充吸气泵的启停，控制电磁阀的开闭。其中，所述海上悬浮式光伏平台还包括一根伸出海面的桅杆；所述桅杆上端设置有阳光角度感应器、阳光强度感应器和风力感应器；上主杆上端设置有重力感应器；所述阳光角度感应器、阳光强度感应器、风力感应器和重力感应器分别与控制器电信号连接。其中，所述气囊整体为圆环形且具有波浪形可折叠侧面的伸缩气囊，所述悬浮装置还包括位移传感器；所述位移传感器与控制器电信号连接。其中，所述承载叶片沿其周边设置有楔形的密封胶垫；所述密封胶垫的窄端朝向承载叶片围合方向，多个承载叶片围合成的形状为竖直的纺锤形；所述下主杆下端设置有圆锥形的重心稳定块。一种海上发电方法，包括发电模式和自我保护模式，分别包括以下依序进行的步骤：发电模式：①阳光强度感应器感应阳光强度，并将信号发送给控制器，判断为有阳光；风力感应器感应风力大小，并将信号发送给控制器，判断为可以工作；②阳光角度感应器感应阳光角度，并将信号发送给控制器，控制器控制各主杆的自动充吸气泵向气囊内充气，气囊膨胀，浮力增大上浮，带动主杆上移，直至承载叶片悬空于海面以上；并且根据阳光入射角度，各承载叶片在海面上呈朝向阳光一侧的阶梯状排布；③控制器控制第二液压装置驱动滑动块上移，从而促使承载叶片展开；④控制器根据阳光角度控制各第一液压装置的启停和行程，从而使上主杆相对下主杆偏转，保持使承载叶片朝向阳光入射方向的倾角；再这一过程中，控制器根据重力感应器感应的倾斜变化控制伺服电机运转，从而控制横杆的转动角度和两重力小车的位置，从而保持光伏平台的重心稳定。自我保护模式：①风力感应器感应海面风力、阳光强度感应器感应阳光强度，并将信号发送给控制器，判断海面风力过大不适合工作或外界为黑夜；②控制器控制第一液压装置回复，使上主杆回复竖直，同时控制伺服电机运转使光伏平台的重心稳定；③控制器控制第二液压装置驱动滑动块下移，从而促使承载叶片合拢成纺锤形的密封空腔，使光伏面板位于密封空腔内；④控制器控制自动充吸气泵吸取气囊内的空气并压缩至储气罐中，气囊体积缩小，浮力减小下沉，带动主杆下移，直至承载叶片位于海面以下；⑤位移传感器感应主杆下沉至设定深度后，控制器分别控制自动充吸气泵的启停和电磁阀的开闭，调节气囊的体积，从而使平台悬浮在海中。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术将海上光伏发电设备在夜间无法利用太阳能发电的时间段或外界天气恶劣的情况下密封并下沉至海面下，从而减少了光伏发电设备受腐蚀以及海浪震动的时间，由于夜晚大约占全天的一半，因此本专利技术可以有效的将光伏发电设备受腐蚀的时间和受震荡时间减半，从而大大延长光伏发电设备的寿命。2、本专利技术的连杆和连接块可以保障各主杆以及桅杆之间平行，且具有稳定的相对间距，同时各主杆又可独立的上下移动，使各杆上的承载叶片之间形成阶梯状分布，避免相互阻挡阳光，提高承载叶片上光伏面板的受光率。3、本专利技术的承载叶片可围合成密封的纺锤形空腔，可以将光伏面板等重要的发电元件密封起来，有效的保护光伏面板等重要的发电元件，延长其使用寿命，承载叶片的形状有利于提高光伏面板的延展分布，提高受光率，且形成必要的空间，并防止空间过大造成浮力过大，阻碍下潜。4、本专利技术通过滑动块、固定块以及支杆的作用实现承载叶片的稳定开合，结构简单，承载叶片的动作具有同步性，有效减小故障率。5、本专利技术设置上主杆和下主杆通过万向节连接，并且设置有第一液压装置，可以通过多个第一液压装置的协调作用实现上主杆的倾斜，从而使光伏面板更准确的朝向阳光入射的方向，提高受光率和发电效率。6、本专利技术设置有重心调节装置，可以有效的平衡因上主杆和承载叶片倾斜产生的重心偏移，保障平台的稳定。7、本专利技术采用伺服电机驱动横杆转动和重力小车移动，从而可以实现从各角度精确的调整重心。8、本专利技术设置有气囊、自动充吸气泵和储气罐，可以快速的实现浮力的调整，从而实现上浮、下潜以及悬浮等动作和状态。9、本专利技术的气囊具有波浪形侧边且可伸缩，其结构利于精确控制膨胀收缩大小。10、本专利技术设置有阳光强度感应器，可以有效的感知白天和黑夜，便于平台采取发电模式或自我保护模式。11、本专利技术设置有阳光角度感应器，可以有效的感知阳光入射角度，便于控制光伏面板朝向阳光入射方向，提高光伏面板的受光率。12、本专利技术设置有风力感应器，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：包括多根竖直设置的主杆(1)和设置在主杆(1)上且位于海面下的可调浮力的悬浮装置(2)；多根主杆(1)相互通过连杆(11)连接；多个承载叶片(3)绕主杆(1)分布设置；承载叶片(3)上表面排列设置有多块光伏面板(31)；多个承载叶片(3)可以主杆(1)为转动中心上下转动并相互抵靠围合成密封空腔使光伏面板(31)位于密封空腔内。

【技术特征摘要】
1.一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：包括多根竖直设置的主杆(1)和设置在主杆(1)上且位于海面下的可调浮力的悬浮装置(2)；多根主杆(1)相互通过连杆(11)连接；多个承载叶片(3)绕主杆(1)分布设置；承载叶片(3)上表面排列设置有多块光伏面板(31)；多个承载叶片(3)可以主杆(1)为转动中心上下转动并相互抵靠围合成密封空腔使光伏面板(31)位于密封空腔内。2.如权利要求1所述的一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：所述主杆(1)包括通过万向节(30)连接的上主杆(18)和下主杆(19)；所述下主杆(19)上固定套设有圆形平台(191)；圆形平台(191)上绕下主杆(19)均匀分布有多个铰接在圆形平台(191)上的第一液压装置(192)；第一液压装置(192)的推杆铰接在上主杆(18)上；所述上主杆(18)上还设置有一重心调节装置；所述重心调节装置包括一垂直上主杆(18)的横杆(181)；所述横杆(181)转动套设在上主杆(18)上，所述横杆(181)两端向外延伸且分别设置有可沿横杆(181)移动的重力小车(182)；重力小车(182)与横杆(181)通过齿轮齿条配合；所述横杆(181)的转动和重力小车(182)的移动分别由一伺服电机驱动。3.如权利要求2所述的一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：所述上主杆(18)上部从上至下依次套设固定块(12)和滑动块(13)；多个承载叶片(3)一端分别铰接在滑动块(13)上；承载叶片(3)与固定块(12)之间还连接有一支杆(14)；支杆(14)一端铰接在固定块(12)上，另一端铰接在承载叶片(3)上；滑动块(13)由一第二液压装置(4)驱动沿上主杆(18)上下移动。4.如权利要求3所述的一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：所述悬浮装置(2)设置在下主杆(19)的下部，包括自动充吸气泵(24)、压缩储气罐(25)以及水平间距设置的下平板(21)和上平板(22)；下平板(21)固定套设在下主杆(19)上，上平板(22)滑动套设在下主杆(19)上；下平板(21)与上平板(22)之间连接有绕下主杆(19)布置的气囊(23)；所述压缩储气罐(25)、自动充吸气泵(24)以及气囊(23)依次通过气管连通；所述气管上设置有电磁阀。5.如权利要求4所述的一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：所述下主杆(19)上上下间距设置有两限位块(16)；所述两限位块(16)之间的下主杆(19)上滑动套设有连接块(17)；所述连杆(11)两端分别与相邻的下主杆(19)上的连接块(17)连接。6.如权利要求5所述的一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：所述海上悬浮式光伏平台还包括控制器(9)；所述控制器(9)控制第一液压装置(192)、伺服电机、第二液压装置(4)的启停和行程，控制自动充吸气泵(24)的启停，控制电磁阀的开闭。7.如权利要求6所述的一种海上悬浮式光伏平台，其特征在于：所述海上悬浮式光伏平台还包括一根伸出海...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长乐雨盟机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35