水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置製造方法
2023-06-08 22:35:36 3
水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置，屬於清潔新能源應用【技術領域】。在水庫中的淺水區的樁柱上安裝太陽能電池甲，太陽光照射太陽能電池甲產生的電流通過導電線輸入光伏控制器甲進行調整、從光伏控制器甲輸出的電流通過導電線輸入匯流器甲，從匯流器甲通過導電線輸入匯流器乙，在水庫中的深水區的船體上安裝太陽能電池乙、太陽光照射太陽能電池乙產生的電流通過導電線輸入光伏控制器乙進行調整、從光伏控制器乙輸出的電流通過導電線輸入匯流器丙，從匯流器丙輸出的電流通過導電線輸入匯流器乙，接著通過導電線輸入逆變器、再接著輸入配電間，從配電間輸出的電流通過輸電電纜、輸電電塔輸入供電網，向用電器供電。
【專利說明】水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置，屬於 清潔新能源應用【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 人類在地球上建造有許多的水庫，水庫的功能有：蓄水、防洪、灌溉農田、預防旱 災、提供淡水、養殖魚蝦、種植蓮芹、水力發電、旅遊航運等。中國的著名水庫有：十三陵水 庫、丹江口水庫、密雲水庫、白沙水庫、觀音閣水庫、新安江水庫、新豐江水庫、升鍾水庫、南 灣水庫、三門峽水庫、龍灘水庫、龍羊峽水庫、橫山水庫、梅山水庫、花涼亭水庫、安康水庫、 寶珠寺水庫、紅山水庫、水口水庫等，水庫環境優美，空氣清新，水庫周圍是人們療養休閒、 旅遊觀光的好地方。
[0003] 然而，有些水庫綜合管理較差，水庫中出現了水質汙染，淤積泥沙、庫容減少、生態 失衡許多問題，恢復水庫的生態平衡，改善水庫的水質，清理淤積的泥沙都需要投入大量的 資金，耗用大量的能源。目前，太陽照射到水庫的水面上的陽光資源白白浪費，沒有能得到 利用，部分水庫容量減少，供水發電能力下降，只能靠涓涓徑流少量發電，甚至缺水發電，特 別是水庫的能源管理不當，目前已造成大量的自然資源的浪費。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在於克服現有技術中的不足，提供水庫中建太陽能光伏電站與 水力發電站成一體的供電裝置。
[0005] 2014年4月，本實用新型人繆同春和一家大型光伏企業的投資分析師一起到江蘇 一個水庫考察三千畝面積的水上光伏電站項目。當地接待方人員向我們介紹了水深、風力、 一年中的水位變化、水庫的來水和出水等情況，我們取到當地的土壤樣品進行了初步觀察， 通過對當地客觀自然環境的了解，繆同春現場觀看廣闊的水面、水庫的形狀，庫區的地形、 地貌，一個初步的設計方案開始形成：這個水庫長方形，其前身是一條廢棄大河的一段，大 部分的河底地勢平緩，一年中大部分時間的水深為2米，庫底淤泥層不厚，庫底壤土偏粘土 質，土團不易鬆散，全年風速居中，80%的水域適合採用打樁式水面支架系統支撐太陽能光 伏發電組件，還有20%的水域的水深達到4一5米，打樁的樁柱過長會拉高工程成本，深水 區適合採用漂浮在水面上的聯排小木船，在小木船上安裝太陽能光伏發電組件，這樣做，照 射到水庫中的一半左右的陽光的光能可以通過太陽能電池的光伏效應轉換成電能，同時， 在水庫圍堤上的放水閘的下方興建水力發電站，將水庫中的水體具有的重力勢能轉變成動 能，推動水輪機的轉動、將水能轉換成機械能，水輪機的轉動帶動與水輪機連接的水力發電 機的運轉，將機械能轉換成電能，水力發電機發出的電流通過導電線輸入配電間，從配電間 輸出的電流通過輸電電纜輸入輸電鐵塔、從輸電鐵塔輸出的電流通過輸電電纜輸入供電 網，優先供應水庫圍堤上的照明燈的用電和庫區建築物的用電。
[0006] 每年的大量降雨衝刷陸地上的泥沙隨水流入水庫，使庫底的淤泥層加厚，庫容水 量減少，全世界每年有為數不少的水庫因為泥沙淤滿而消失，水庫的消失或者庫容水量的 銳減對按照人類的需要調控水庫的進水量或者出水量都是十分不利的。為了保持生態平 衡，本實用新型人認為：水庫中打樁光伏發電和漂浮光伏發電產生的電流量的大部分應當 就近供電給在水庫中工作的電動清淤船，滿足電動清淤船上日日夜夜清除淤泥的機械運轉 的用電需求。只有持續不斷的清淤才能確保水庫的容水蓄洪能力，使水庫始終充滿活力，水 庫的容水量不因淤積泥沙而減少，就能確保水力發電機發出設計的年發電量。
[0007] 為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：
[0008] 由水庫圍堤1、淺水區2、深水區3組成水庫，在水庫的深水區3中放置漂浮在水面 上的1隻一10000隻浮體11，在浮體11上分別安裝太陽能電池乙19、導電線7、光伏控制器 乙20、匯流器丙12,在水庫的淺水區2中打入土層中1根一 10000根樁柱4,在樁柱4上分 別安裝光伏支架5、太陽能電池甲6、導電線7、光伏控制器甲8,在淺水區2的另一根樁柱上 安裝匯流器甲9,在水庫圍堤1上安裝匯流器乙10、逆變器13,在深水區3的最深水處外側 的水庫圍堤1上建設放水閘14,在放水閘14的放水口的下方建設水力發電站15,在水庫圍 堤1的堤外坡下建設配電間16、輸電鐵塔17並架設輸電電纜18共同組成水庫中建太陽能 光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置；
[0009] 太陽能電池乙19通過導電線7與光伏控制器乙20連接，光伏控制器乙20通過導 電線7與匯流器丙12連接，匯流器丙12通過導電線7與匯流器乙10連接，太陽能電池甲6 通過導電線7與光伏控制器甲8連接，光伏控制器甲8通過導電線7與匯流器甲9連接，匯 流器甲9通過導電線7與匯流器乙10連接，匯流器乙10通過導電線7與逆變器13連接，逆 變器13通過導電線7與配電間16連接，配電間16通過輸電電纜18與輸電鐵塔17連接， 輸電鐵塔17通過輸電電纜18與供電網連接。
[0010] 太陽能電池甲6、太陽能電池乙19是單晶矽太陽能電池或多晶矽太陽能電池或非 晶矽薄膜太陽能電池或銅銦鎵硒太陽能電池或化合物太陽能電池。
[0011] 水力發電站15是多年調節式水力發電站或年調節式水力發電站或季調節式水力 發電站。
[0012] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：①充分利用照射到水庫的太陽光資 源，採用打樁光伏發電和漂浮光伏發電兩種方式，變陽光為電力，將大部分電力就近供給電 力清淤船用來清除淤泥，確保水庫的設計容水量不減少。②水庫的設計容水量不減少，就有 足夠的供水量來滿足水力發電站用高處流水來衝擊水輪機，帶動發電機正常發電，不會因 為枯水而減少水力發電量。③水庫中太陽能光伏電站產生的電流與水力發電站發出的電流 併入同一供電網，在不同的季節裡可以互為補充、隨時進行調配，滿足不同用電器在不同時 間裡的用電量需求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 在水庫中的淺水區的樁柱上安裝太陽能電池甲，太陽光照射太陽能電池甲產生的 電流通過導電線輸入光伏控制器甲進行調整、從光伏控制器甲輸出的電流通過導電線輸入 匯流器甲，從匯流器甲通過導電線輸入匯流器乙，在水庫中的深水區的船體上安裝太陽能 電池乙、太陽光照射太陽能電池乙產生的電流通過導電線輸入光伏控制器乙進行調整、從 光伏控制器乙輸出的電流通過導電線輸入匯流器丙，從匯流器丙輸出的電流通過導電線輸 入匯流器乙，接著通過導電線輸入逆變器、再接著輸入配電間，從配電間輸出的電流通過輸 電電纜、輸電電塔輸入供電網，向用電器供電。
[0015] 下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述：
[0016] 由水庫圍堤1、淺水區2、深水區3組成水庫，在水庫的深水區3中放置漂浮在水面 上的1隻一10000隻浮體11，在浮體11上分別安裝太陽能電池乙19、導電線7、光伏控制器 乙20、匯流器丙12,在水庫的淺水區2中打入土層中1根一 10000根樁柱4,在樁柱4上分 別安裝光伏支架5、太陽能電池甲6、導電線7、光伏控制器甲8,在淺水區2的另一根樁柱上 安裝匯流器甲9,在水庫圍堤1上安裝匯流器乙10、逆變器13,在深水區3的最深水處外側 的水庫圍堤1上建設放水閘14,在放水閘14的放水口的下方建設水力發電站15,在水庫圍 堤1的堤外坡下建設配電間16、輸電鐵塔17並架設輸電電纜18共同組成水庫中建太陽能 光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置；
[0017] 太陽能電池乙19通過導電線7與光伏控制器乙20連接，光伏控制器乙20通過導 電線7與匯流器丙12連接，匯流器丙12通過導電線7與匯流器乙10連接，太陽能電池甲6 通過導電線7與光伏控制器甲8連接，光伏控制器甲8通過導電線7與匯流器甲9連接，匯 流器甲9通過導電線7與匯流器乙10連接，匯流器乙10通過導電線7與逆變器13連接，逆 變器13通過導電線7與配電間16連接，配電間16通過輸電電纜18與輸電鐵塔17連接， 輸電鐵塔17通過輸電電纜18與供電網連接。
[0018] 太陽能電池甲6、太陽能電池乙19是單晶矽太陽能電池或多晶矽太陽能電池或非 晶矽薄膜太陽能電池或銅銦鎵硒太陽能電池或化合物太陽能電池。
[0019] 水力發電站15是多年調節式水力發電站或年調節式水力發電站或季調節式水力 發電站。
[0020] 太陽光照射安裝在水庫淺水區樁柱上的光伏支柱頂部的太陽能電池甲產生的電 流通過導電線輸入光伏控制器甲，從光伏控制器甲輸出的電流通過導電線輸入匯流器甲， 從匯流器甲輸出的電流通過導電線輸入匯流器乙，太陽光照射安裝在水庫深水區小木船上 的太陽能電池乙產生電流，電流通過導電線輸入光伏控制器乙，從光伏控制器乙輸出的電 流通過導電線輸入匯流器丙，從匯流器丙輸出的電流通過導電線輸入匯流器乙，打樁式水 上光伏發電產生的電流和漂浮式水上光伏發電產生的電流一起匯集到匯流器乙中，從匯流 器乙輸出的電流通過導電線輸入逆變器，從逆變器輸出的電流通過導電線輸入配電間，當 水庫的放水閘放水時，水流從高處向下衝向水力發電站內的水輪機，水輪機的旋轉將水能 轉換成機械能，水輪機帶動發電機工作發出電流，發電機的運轉將機械能轉換成電能，水力 發電機產生的電流通過導電線輸入配電間進行電力的調配，從配電間輸出的電流通過輸電 電纜輸入輸電鐵塔，接著輸入供電網，通過供電網向水庫裡、外的多種用電器分別供電。水 庫內淺水區的打樁式水上光伏發電產生的電流和深水區的漂浮式水上光伏發電產生的電 流也可以就近供電給水庫中的電動清淤船充電或者向水質淨化裝置等設備供電。
[0021] 現舉出實施例如下：
[0022] 實施例一：
[0023] 在水庫中的淺水區打樁，在樁柱上安裝單晶矽太陽能電池甲、導電線、光伏控制器 甲，太陽光照射單晶矽太陽能電池甲產生的電流通過導電線輸入光伏控制器甲調整、從光 伏控制器甲輸出的電流通過導電線輸入匯流器甲，從匯流器甲輸出的電流通過導電線輸入 匯流器乙，在水庫中的深水區的船體上安裝單晶矽太陽能電池乙、太陽光照射單晶矽太陽 能電池乙產生的電流通過導電線輸入光伏控制器乙進行調整、從光伏控制器乙輸出的電流 通過導電線輸入匯流器丙，從匯流器丙輸出的電流通過導電線輸入匯流器乙，接著通過導 電線輸入逆變器、再接著輸入配電間，從配電間輸出的電流通過輸電電纜、輸電電塔輸入供 電網，通過供電網向多種用電器供電。
[0024] 實施例二：
[0025] 在水庫中的淺水區打樁，在樁柱上安裝多晶矽太陽能電池甲、導電線、光伏控制器 甲，太陽光照射多晶矽太陽能電池甲產生的電流通過導電線輸入光伏控制器甲調整、從光 伏控制器甲輸出的電流通過導電線輸入匯流器甲，從匯流器甲輸出的電流通過導電線輸入 匯流器乙，在水庫中的深水區的船體上安裝多晶矽太陽能電池乙、太陽光照射多晶矽太陽 能電池乙產生的電流通過導電線輸入光伏控制器乙進行調整、從光伏控制器乙輸出的電流 通過導電線輸入匯流器丙，從匯流器丙輸出的電流通過導電線輸入匯流器乙，接著通過導 電線輸入逆變器、再接著輸入配電間，從配電間輸出的電流通過輸電電纜、輸電電塔輸入供 電網，通過供電網向多種用電器供電。
【權利要求】
1. 水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置，其特徵是，由水庫圍堤 (1) 、淺水區（2)、深水區（3)組成水庫，在水庫的深水區（3)中放置漂浮在水面上的1隻一 10000隻浮體（11)，在浮體（11)上分別安裝太陽能電池乙（19)、導電線（7)、光伏控制器乙 (20)、匯流器丙（12)，在水庫的淺水區（2)中打入土層中1根一 10000根樁柱（4)，在樁柱 (4)上分別安裝光伏支架（5)、太陽能電池甲（6)、導電線（7)、光伏控制器甲（8)，在淺水區 (2) 的另一根樁柱上安裝匯流器甲（9)，在水庫圍堤（1)上安裝匯流器乙（10)、逆變器（13)， 在深水區（3)的最深水處外側的水庫圍堤（1)上建設放水閘（14)，在放水閘（14)的放水口 的下方建設水力發電站（15)，在水庫圍堤（1)的堤外坡下建設配電間（16)、輸電鐵塔（17) 並架設輸電電纜（18)共同組成水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝 置； 太陽能電池乙（19)通過導電線（7)與光伏控制器乙（20)連接，光伏控制器乙（20)通 過導電線（7)與匯流器丙（12)連接，匯流器丙（12)通過導電線（7)與匯流器乙（10)連接， 太陽能電池甲（6)通過導電線（7)與光伏控制器甲（8)連接，光伏控制器甲（8)通過導電 線（7 )與匯流器甲（9 )連接，匯流器甲（9 )通過導電線（7 )與匯流器乙（10 )連接，匯流器乙 (10)通過導電線（7)與逆變器（13)連接，逆變器（13)通過導電線（7)與配電間（16)連接， 配電間（16)通過輸電電纜（18)與輸電鐵塔（17)連接，輸電鐵塔（17)通過輸電電纜（18)與 供電網連接。
2. 根據權利要求1所述的水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置， 其特徵是，所述的太陽能電池甲（6)、太陽能電池乙（19)是單晶矽太陽能電池或多晶矽太 陽能電池或非晶矽薄膜太陽能電池或銅銦鎵硒太陽能電池或化合物太陽能電池。
3. 根據權利要求1所述的水庫中建太陽能光伏電站與水力發電站成一體的供電裝置， 其特徵是，所述的水力發電站（15)是多年調節式水力發電站或年調節式水力發電站或季調 節式水力發電站。
【文檔編號】H02S20/00GK203872110SQ201420248715
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司