[发明专利]一种海上悬浮式光伏平台及发电方法

权利要求书

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)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；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；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；所述承载叶片(3)沿其周边设置有楔形的密封胶垫(40)；所述密封胶垫(40)的窄端朝向承载叶片(3)围合方向，多个承载叶片(3)围合成的形状为竖直的纺锤形；所述下主杆(19)下端设置有圆锥形的重心稳定块(15)。

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。

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。

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。

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：所述海上悬浮式光伏平台还包括一根伸出海面的桅杆(20)；所述桅杆(20)上端设置有阳光角度感应器(5)、阳光强度感应器(6)和风力感应器(7)；所述上主杆(18)上端设置有重力感应器(10)；所述阳光角度感应器(5)、阳光强度感应器(6)、风力感应器(7)和重力感应器(10)分别与控制器(9)电信号连接。

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：所述气囊(23)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(2)还包括位移传感器(8)；所述位移传感器(8)与控制器(9)电信号连接。

7.一种海上发电方法，使用如权利要求6所述的海上悬浮式光伏平台，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(6)感应阳光强度，并将信号发送给控制器(9)，判断为有阳光；风力感应器(7)感应风力大小，并将信号发送给控制器(9)，判断为可以工作；

②阳光角度感应器(5)感应阳光角度，并将信号发送给控制器(9)，控制器(9)控制各主杆(1)的自动充吸气泵(24)向气囊(23)内充气，气囊(23)膨胀，浮力增大上浮，带动主杆(1)上移，直至承载叶片(3)悬空于海面以上；并且根据阳光入射角度，各承载叶片(3)在海面上呈朝向阳光一侧的阶梯状排布；

③控制器(9)控制第二液压装置(4)驱动滑动块(13)上移，从而促使承载叶片(3)展开；

④控制器(9)根据阳光角度控制各第一液压装置(192)的启停和行程，从而使上主杆(18)相对下主杆(19)偏转，保持使承载叶片(3)朝向阳光入射方向的倾角；再这一过程中，控制器(9)根据重力感应器(10)感应的倾斜变化控制伺服电机运转，从而控制横杆(181)的转动角度和两重力小车(182)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(7)感应海面风力、阳光强度感应器(6)感应阳光强度，并将信号发送给控制器(9)，判断海面风力过大不适合工作或外界为黑夜；

②控制器(9)控制第一液压装置(192)回复，使上主杆(18)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(9)控制第二液压装置(4)驱动滑动块(13)下移，从而促使承载叶片(3)合拢成纺锤形的密封空腔，使光伏面板(31)位于密封空腔内；

④控制器(9)控制自动充吸气泵(24)吸取气囊(23)内的空气并压缩至储气罐(25)中，气囊(23)体积缩小，浮力减小下沉，带动主杆(1)下移，直至承载叶片(3)位于海面以下；

⑤位移传感器(8)感应主杆(1)下沉至设定深度后，控制器(9)分别控制自动充吸气泵(24)的启停和电磁阀的开闭，调节气囊(23)的体积，从而使平台悬浮在海中。