[发明专利]浮动式光伏装置及其构成的浮动式光伏发电阵列

说明书

技术领域

本发明涉及光伏组件结构技术领域，特别是一种浮动式光伏装置及其构成的浮动式光伏发电阵列。

背景技术

光伏组件在实际户外使用时，需要支撑装置来保证组件安全可靠的工作，通常情况下光伏组件都安装于陆地上，而地球上高达70%以上的水域面积却没有得到利用。而光伏组件安装于水域上需要考虑风浪对光伏系统的危害，美国专利文献US 2009/0133732 A1公开了一个浮动太阳能装置和方法，该装置能实现光伏组件在水域上的安装，在组件底部添加浮动装置，并安装于坚固的龙骨上，但安装较为复杂且成本会很高；欧洲专利文献WO 2011/100590 A2公开了一款浮动太阳能发电站，该设计类似蜂窝结构，通过动滑轮组和浮动装置使支撑架漂浮在水面上，光伏组件放置于各六边形浮动支撑架的中心区域，大阵列可以由小阵列简单拼装组合，但抗风浪和安全性稍差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构合理、抗风浪和安全性高的浮动式光伏装置及其构成的浮动式光伏发电阵列。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浮动式光伏装置，包括组件单元和中心控制仓，组件单元环绕在中心控制仓周围，与中心控制仓柔性连接，中心控制仓汇流四周的组件单元的电能，并由其集中向外部提供电力，相邻组件单元之间活动连接，组件单元带有浮力装置。

为了更好的提高组件的抗风浪性，浮力装置为可控制浮力大小的浮力装置。在波浪高于一定程度的情况下，减少浮力装置的浮力，使本浮动式光伏装置潜入水下，避免风浪对本浮动式光伏装置的进一步破坏。

本组件单元可以是任意形状，但是优选组件单元为正多边形。更为优选的方案为，组件单元为正三角形，六个该组件单元环绕在中心控制仓周围构成一个六边形整体。六边形浮动式光伏装置相对于其他形状的光伏装置具有的优势如下：神奇的自然界创造出了许多神奇的图形，细心观察就会发现，六边形受到了广泛的青睐。比如常见的蜂巢，雪花，龟壳上的图案，长颈鹿身上的花纹等等都是六边形的图案。自然对象的形成和生长受到周围空间和材料的影响。正六边形是能够不重叠地铺满一个平面的三种正多边形(正六边形、正方形和正三角形)之一。但是在这三种图形中，如果同样的周长，正六边形的面积最大。也就是说，六边形具有‘完全充填’和‘最具效率’的双重优势。六边形由三角形构成，同时也将三角形的稳定性传递给了构成的正六边形部件。

为方便组件单元的组装，实现模块化，降低安装难度，组件单元包括围栏构件和光伏组件，围栏构件相互连接形成用于安装光伏组件的围栏，光伏组件安装在围栏内，相邻组件单元的相邻围栏构件之间具有回转轴，围栏构件可转动地连接在回转轴上，进行相邻组件单元的活动连接。

为提高组件单元的模块化，浮力装置的优选方案为，围栏构件的中间部分为气囊仓，气囊仓内具有作为浮力装置的气囊，，中心控制仓内具有气囊充放气控制装置，气囊充放气控制装置与气囊连接。

组件单元的相邻两个围栏构件之间通过张角控制装置相互连接，并调整相邻两个围栏构件之间的夹角。

具体地，张角控制装置包括分别固定在相邻两个围栏构件端部的两个张角控制齿轮和连接件，两个张角控制齿轮通过连接件可转动连接，通过在两个张角控制齿轮之间插入与两个张角控制齿轮同时啮合的带齿环的调节棒，调节相邻两个围栏构件的张角。三角形是稳定结构，在三角形组组件单元中张角控制装置的调节棒只是在布放或者收回时作为张开收缩辅助机构使用，而当围栏构件直接构成其他多边形时，张角控制装置的调节棒用于预设定两节围栏构件之间夹角，保证多边形的稳定性，不可省略；通过马达或者人工驱动伸缩调节棒来控制张角控制齿轮转动，以达到需要的设定张角。

具体地，中心控制仓和组件单元通过锚索连接的方式柔性连接。

一种浮动式光伏发电阵列，由多个本发明的浮动式光伏装置组合而成，相邻浮动式光伏装置的相邻组件单元之间活动连接。

本发明的有益效果是：与传统陆地安装系统相比，本装置可以安全可靠的安装在水域上，并通过可控制浮力大小的浮动装置提高抗风浪性，通过正三角形的模块化设计的组件单元组合成六边形浮动式光伏装置，大型光伏电站可由六边形浮动式光伏装置简单拼装组成。整个安装过程操作简单，结构成本低，具有较强的抵御风浪的能力。

附图说明

图1是本发明的围栏构件的结构示意图；

图2是本发明的中心控制仓的结构示意图；

图3是本发明的相邻两个围栏构件的装配示意图；

图4是本发明的正六边形围栏的结构示意图；

图5是本发明的正三角形组件单元的正面结构示意图；