一种水上光伏电站逐日系统装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了光伏发电系统领域中的一种水上光伏电站逐日系统装置及方法。本发明专利技术包括太阳能电池支撑架、连接件、水下推进器和防潮集电环，可划分为机电结构和控制系统两个部分。本发明专利技术实现水上光伏电站的逐日发电、防风控制，提高水上光伏电站发电效率和安全性。

A day by day system device and method for water photovoltaic power station

【技术实现步骤摘要】
一种水上光伏电站逐日系统装置及方法
本专利技术属于光伏发电系统领域，尤其涉及一种水上光伏电站逐日系统装置及方法。
技术介绍
水上光伏电站是利用水上浮体将光伏组件漂浮在水面进行发电。其特点在于不占用土地资源,水体对光伏组件有冷却效应,可以抑制组件表面温度上升,从而获得更高的发电量。此外,将太阳能电池板覆盖在水面上,还可以减少水面蒸发量,抑制藻类繁殖,保护水资源。目前国内的水上电站仍处于实验性推进阶段，各项技术并未成熟，多数水上电站甚至未设计逐日系统，现有的逐日系统也无法防止强风干扰，现有的技术用于水上光伏发电不能高效率地利用太阳能资源。
技术实现思路
本专利技术的技术方案是，设计一种水上光伏电站逐日系统控制装置，该装置包括支撑支架、水下推进器、防潮式集电环、连接件以及控制系统，整体可划分为机电结构和控制系统两个部分。所述水下推进器依靠连接件与太阳能电池板的支撑架相连接，集电环用于连接电缆与推进器，控制系统实现对水下推进器选择以及启动的控制。所述支撑支架主要负责固定光伏板、支撑光伏组件、集电环、电缆等，是整个水上光伏系统的支撑部分，浮体底座以无污染材料制成，基于抗风性考虑，不采用固定结构，以岸边系泊方式放置。所述水下推进器用于在水下推动整个水上光伏组件向阳转动，是逐日系统的动力部分。水下推进器采用多个偶数电机交替对角布置的方式，在白天正方向的水下推进器控制系统自东向西逐日转动，使安装于支撑架的太阳能电池板始终朝向太阳，使发电功率最大。而在夜晚相反方向的水下推进器将光伏组件推回初始位置，以便第二天继续逐日追踪。所述集电环可以用在任何要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。滑环能够提高系统性能，简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成扭伤。因为装置在水面上使用，为安全考虑，集电环一定要做好严格的防水防潮保护。所述控制系统主要实现对水上光伏组件转动逐日的控制，是逐日系统的控制部分。另外，在遭遇大风天气时，利用控制系统使整个水上光伏组件的太阳能电池板顺风摆放，为防止强风损坏太阳能电池板，以此提高水上光伏发电系统的安全性。所述连接件主要用于将各部分固定于支撑架，实现系统同步稳定逐日。附图说明图1单一水上光伏电站逐日装置；图2控制系统结构图；具体实施方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。本专利技术提供了一种利用效率高、建造维护成本低、节能、环保、运营维护方便的水上光伏电站逐日系统控制装置及方法。为提高水上光伏电站的发电效率、安全性，本设计采用太阳能电池支撑架、连接件、水下推进器以及防潮集电环的组合结构，如附图1。本专利技术可分为机电结构、控制系统两部分，控制部分以流程图的方式体现，如附图2。该方案与装置的具体实现如下：1.机电结构机械结构如图1由支撑支架、光伏板、水下推进器、连接件等组成。支撑架浮体采用国内典型浮体12°结构、抗风无固定的连接方式，可直接放置太阳能光板。水下推进器等耗能原件的能量来源于光伏板所产生的电能，同时外带光感检测模块、防风检测功能等用于检测和调整。针对于逐日这一问题，精确地做法是依据安装地的时刻、纬度等，计算出太阳高度和方位角的理论值，并对电池板的高度角和方位角进行适时调整，以达到追踪目的。太阳高度角α、太阳方位角γs的计算公式均与地理纬度太阳时角ω、太阳赤纬角δ，当地时间T有关。其中ω＝(12-T)×15。太阳高度角α的计算公式如下：太阳方位角γs的计算公式如下：同时可由Cooper公式对太阳赤纬角δ进行近似求解：依据这三类数据对光伏板的角度、位置进行确定。但是在本专利技术中，综合可实现能力和经济性的考虑，光伏板采用平单轴追踪方式，并将地球的自转和公转进行分开考虑。依照太阳在一天之内运动的轨迹，本专利技术采取的逐日方式是水下推进器推动装置旋转，通过实时跟踪控制系统所采集的数据对不同方向光照强度的检测，确定水下推进器的行走方向，使光伏板始终朝向太阳，并于夜晚使用反向推进器使装置复位。依照太阳一年之内直射点位置的偏移，将光伏板的倾角通过支架进行一年四次的调节，分别是：冬季、春秋、夏季。就泰安地区而言，因当地纬度较高，所以光伏板倾角在24°～48°范围内。经计算，得到泰安的春秋对应光伏板的角度为36°15′，夏季角度为47°58′，冬季角度为24°32′。另外在布局方面，应综合最大受光面、最经济等条件的约束，合理布局。按照本专利所选择的500*500*400mm的浮体计算，两排浮体前后间隔不小于1.2m。2.控制系统控制系统用于接收数据、处理数据、控制驱动电机旋转、控制平单轴旋转等，如附图2。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水上光伏电站逐日装置及方法，包括支撑架、连接件、水下推进器、防潮集电环和控制装置，其特征在于水下推进器依靠连接件与太阳能电池板的支撑架相连接，集电环用于连接电缆与推进器，控制系统实现对水下推进器选择以及启动的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种水上光伏电站逐日装置及方法，包括支撑架、连接件、水下推进器、防潮集电环和控制装置，其特征在于水下推进器依靠连接件与太阳能电池板的支撑架相连接，集电环用于连接电缆与推进器，控制系统实现对水下推进器选择以及启动的控制。


2.如权利要求1所述的水上光伏电站逐日装置及方法，其特征在于支撑架底座选用可连接的多边形非固定结构。


3.如权利要求1所述的水上光伏电站逐日装置及方法，其特征在于置于支...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆伟，唐炜，赵丹，房方，董浩，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37