[发明专利]基于积水露天矿坑的太阳能光伏发电装置与设置方法

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳能光伏发电装置的设置方法与装置。

背景技术：

太阳能光伏发电装置已经广泛用于地面、屋顶，安装的太阳能发电系统已经成为人类应用能源的一个重要方面。地面、屋顶安装的太阳能发电系统通常不具有跟踪装置。

人类在采掘各类矿产（如煤炭、重金属等）的活动中，经常会形成面积广阔、深度可观的露天矿坑，因地形、水文地质等原因，这些露天矿坑往往会汇集大气降水、地下水、采掘活动产生的废水等各类水源后形成特定种类的人工湖，即露天矿坑积水。

位于矿区的露天矿坑积水水体中通常富含矿渣、重金属以及砷、镉、铜、锌、黄铁矿、硫酸等化学物质，表现为具有较强酸性的污水，水生物无法在该类水体存活，人类生活和工农业生产用水亦不能由此类水体获取。同时，露天矿坑积水还占用了大量土地，却无法产生任何效益。可见，露天矿坑积水已成为当前亟需解决的重大环境污染及土地占用问题。

发明内容：

 本发明目的是，为解决上述问题，特别是考虑到我国中东部地区可利用土地面积紧张、能源缺乏，却同时存在着大量无法利用的较大面积的露天矿坑积水的现状，提出基于积水露天矿坑的太阳能光伏发电装置与设置方法，将露天矿坑积水水面利用技术与太阳能（光伏、光热）发电技术相结合，设计出一种具备良好经济性和工程性的，基于露天矿坑积水的太阳能发电装置与设置方法，且本太阳能发电系统是具有跟踪装置的发电系统，可实现对露天矿坑积水水面面积和冷却效应的有效利用，输出清洁电力供生活和工农业生产使用，使得目前基本处于废弃状态的露天矿坑积水既能创造出发电的经济效益，又能创造出减少排放、保护环境的社会效益。

本发明目的是：针对已遭受污染的露天矿坑积水，提出能适用于此环境中的光伏发电方案，包括：安全、稳定、防腐、环境友好的水面漂浮承台及相关的互连接、电池安装、电缆连接等构件；适用于不同地理区域、气候环境、地质构造、面积和水质构成的露天矿坑积水水面光伏发电系统设计和实施方法。采用承台模式安装光伏组件，集装箱模式设计变配电房，在不同矿区或者同一矿坑不同区域分别不同方案的承台设计。

本发明的技术方案是：基于积水露天矿坑的太阳能光伏发电的设置方法，采用包括承台化光伏组件、电气设备、环境检测仪、监控设备、电缆和逆变设备，其特征是承台化光伏组件包括浮筒构成水面漂浮承台及连接装置、承台固定与调节装置、光伏组件及支架；支架连接于浮筒之间，光伏组件安装在支架上，承台固定与调节装置是在矿坑边或中央建立基桩和桩承台并架设绳索，桩承台上装设绳索滑动构件。

基于积水露天矿坑的太阳能光伏发电装置，包括承台化光伏组件、电气设备、环境检测仪、监控设备、电缆和逆变设备，其特征是承台化光伏组件包括浮筒构成水面漂浮承台及连接装置、承台固定与调节装置、光伏组件及支架；支架连接于浮筒之间，光伏组件安装在支架上，承台固定与调节装置是在矿坑边或中央建立基桩和桩承台并架设绳索，桩承台上装设绳索滑动构件。

承台设有随太阳方位角的变化而跟踪转动的装置。

浮筒材质采用压缩泡沫颗粒或浮筒为空心筒体（金属或塑料均可）。

基于积水露天矿坑的太阳能光伏发电装置，包括承台化光伏组件、电气设备、环境检测仪、监控设备、电缆和逆变设备，承台化光伏组件包括水面漂浮承台及连接装置、承台固定与调节装置、光伏组件及支架等构件；承台固定与调节装置是在积水矿坑的岸边建立基桩并架设绳索，基桩上装设绳索滑动构件；绳索滑动构件是：绳索穿过承台上的（滑动）槽孔，以消除无效漂浮移动。承台设有滑动槽孔以消除积水矿坑的水位小幅波动所致影响，桩基设有滑动构件以消除积水矿坑的水位大幅升降所致影响。

承台可随太阳方位角的变化而跟踪转动，可随矿坑积水升降而浮动升降，并能有效利用水面的温降特性提高光伏组件发电效率，从而实现提高单位组件面积发电量，并能自主适应矿坑积水水位变化。

承台调节装置是，基桩上装设绳索滑动构件中设有绳索卷绕驱动装置、通过电动或手动使不同位置的基桩上的绳索以变化的长度驱动承台，承台随太阳方位角的变化而跟踪转动。

第一种承台采用浮桶拼接组合而成，可以直接采购。第二种承台采用自行设计的水上光伏专用承台模具，生产专用漂浮承台，通过批量化生产降低模具设计成本。