技术领域
[0001] 本发明涉及的海上漂浮式光伏发电基础设施,是一种利用清洁能源发电,包括海洋波浪能和海上太阳能发电的装置,属于海上漂浮式光伏发电领域。
相关背景技术
[0002] 相比于陆上光伏,海上光伏可以有效节省土地资源,水冷效果能增加发电量,促进相关企业发展与转型,应用前景广阔。由于海上环境复杂多变,其漂浮式光伏基础形式和连接方式呈现多样化,需要满足结构安全性、耐久性和经济性的要求。海上三角形组合漂浮式光伏是将光伏板放置在张紧的张弦拉索上,可以减少浮体重量和钢材的使用量,光伏板远离水面,受到波浪冲击力小,结构稳定性好。然而该结构抵抗波浪上浪的能力较差,整体随浪性不好,光伏板需加高。
[0003] 海上光伏可以利用白天的太阳能进行发电,然而当天气不好光照不强或者夜晚没有光照的时候,光伏板发电量受到影响,所以在海上仅利用光伏发电成本较高,应尽可能利用更多的海洋资源,促进海上光伏多元化发展。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图对本发明技术方案做进一步说明。
[0028] 参见附图1‑4,本发明一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置,由浮箱1、立杆桁架2、张弦拉索3、光伏组件4、旋转隔板5、转轴6、弧形头7、齿轮8、主轴承9、行星齿轮变速箱10、发电机11、制动器12、机厢13、端帽14、盖板15、连接板16、锚链17、耳板18、测波仪19、中心壳20、浮体单元21组成。浮体单元21为四周设有浮箱1形成的方形结构,浮箱1上设有横向和纵向的立杆桁架2,其中纵向的立杆桁架两端连在相对的浮箱上,上部布设张弦拉索3,光伏组件4通过卡具固定在张弦拉索3上。本发明中光伏组件4中的光伏板的铺设可根据发电量进行调整。另一侧浮箱中间设置横向的立杆桁架2与竖直机厢相连。同时设有水平设置的机箱,并通过中心壳20与竖直设置的机厢相连,水平设置的机箱上设有转轴6。同时参见附图5,竖直或水平设置的机箱13中依次设有连接的主轴承9、行星齿轮变速箱10、制动器12和发电机11等装置,当主轴承9发生转动时,通过行星齿轮变速箱10提高转速。水平机厢内制动器用于固定转轴,竖直机厢内制动器防止转动失控,主轴承9带动发电机11的转子转动,切割磁感线进行发电,从而将波浪能先转换成机械能再转换成电力动能。
[0029] 本发明中,水平设置的机箱及转轴6呈十字垂直设置,与转轴6相连接的旋转隔板5置于水中,当波浪入射方向与旋转隔板5间有角度时,相对流速有冲角,旋转隔板5会受到向上的升力,使旋转隔板5沿着转轴6发生转动。参见附图6和7,转轴6内部设置内齿轮,并与设有的齿轮8相连,用于放大转动角度,转轴6连接水平机厢进行发电;随着转动,旋转隔板5内部空间的气压逐渐减小,水进入内部,使旋转隔板5旋转一定角度后向反方向转动;旋转隔板5远离中心的位置连接弧形头7,当波浪顺旋转隔板5方向流动时,通过弧形头7两侧的流速不同,产生推力使旋转隔板5沿中心发生转动,带动竖直机厢发电。
[0030] 中心壳20下部可加浮子提供浮力,内部设置加筋肋并且填充泡沫等可以提供浮力的材料,机厢13与中心壳20连接,中心壳20上布置测波仪19,用于测量波浪的强度。当波浪较高或持续水流作用时,利用制动器将转轴固定一定角度,在竖直机厢内发电。
[0031] 参见附图8,该结构的外部浮箱1用以提供浮力,浮箱1两端设置端帽14,端帽14上部有盖板15,用于连接立杆桁架2,中心位置设置连接板16,端帽14和连接板15两侧均有耳板18,用于连接锚链17。浮箱1的长度不得小于中间转轴6形成的旋转叶片整体尺寸,系泊装置可以布置在浮箱1上。
[0032] 本发明装置在施工方面,可以在岸边或者近海拼装完成后拖运到指定海域,方便快捷。
[0033] 实施例1:
[0034] 本实施例提供一种海上漂浮式光伏和双轴波浪能集成发电装置,所需要的结构由浮箱1、立杆桁架2、张弦拉索3、光伏组件4、旋转隔板5、转轴6、弧形头7、齿轮8、主轴承9、行星齿轮变速箱10、发电机11、制动器12、机厢13、端帽14、盖板15、连接板16、锚链17、耳板18、测波仪19、中心壳20、浮体单元21组成。本实施例中,浮箱1整体为方形结构,高度为2米,长10米,选择HDPE和泡沫的复合材料;端帽14采用角钢L100,盖板15和连接板16均使用钢材;
立杆桁架2位于浮箱1上,高度1.5米,选用钢材;张弦拉索3的材料选用钢索,光伏板选用英利PANDA3 PRO,尺寸为2278mm/1134mm/30mm;旋转隔板5主要材料为碳纤维等复合材料,使叶片重量得以减轻,增强耐腐蚀性。
[0035] 需要进一步说明的是,以上实施方式仅仅用于对本发明技术方案的理解,并非用于对本发明保护范围的限制。对属于本发明技术构思而对上述技术方案所做的显而易见的调整及改动,均应属于本发明保护范围之内。