一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站的製作方法
2023-05-26 19:52:01 1
一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，屬於光伏新能源應用【技術領域】。在水體上層中建造靠氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站浮動平臺，在太陽能光伏電站浮動平臺的下方連接有保護氣囊的硬質框架，氣囊放置在保護框架內，開啟空氣壓縮充氣機將空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料製成的氣囊充氣後鼓起成為充脹氣囊，壓力超過時，可以通過排氣控制裝置和排氣管排放氣囊中多餘的空氣。太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，接著通過導電線輸入光伏控制器調整、調整後的電流經過配電間輸入空氣壓縮充氣機作為動力，空氣壓縮充氣機的運轉將空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產生支撐太陽能光伏電站的浮力。
【專利說明】一種靠水體上層中氣囊淳力支撐的太陽能光伏電站
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，屬於光伏新 能源應用【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 中國不少地區將霧併入霾一起作為災害性天氣現象進行預警預報，統稱為'霧霾 天氣'。2013年，中國遭遇歷史上最嚴重的霧霾天氣，全國平均霧霾天數達52年來最多，霧 霾影響25個省市，100多個大中型城市的平均霧霾天數達到29. 9天。2013年12月25日， 京津翼晉豫魯陝蘇各省市大氣中的細顆粒物PM2. 5日均濃度大幅上升。霧霾的頻繁出現， 說明空氣承載力已經到了臨界點，人類社會過度的開發，超標的排放，造成霧霾使中小學停 課、航班停飛、高速公路封閉、公交線路暫停營運，醫院就診人數大量上升。治理霧霾的根本 辦法是減少汙染源，削減大氣汙染物。河北省一年燃燒煤炭近三億噸，對北京市的空氣品質 造成很大的影響，2014年3月25日至6月底，河北省邯鄲市開展拆除煙囪1000根的'百日 攻堅'行動，全面落實削煤、壓鋼、減排、降塵、控車等措施，加快清潔能源供應。燃燒煤炭減 少了，必然會影響供電總量，經濟的發展，社會的進步，需要更多的清潔電力的供應。
[0003] 由於人類社會科學技術的進步，發現太陽能光伏發電可以提供清潔電力，不向空 氣中排放汙染物，是真正的零排放發電。2001年，中國的光伏產業從無錫起源，發展迅猛，已 在陸地上、沙漠中興建了大量的太陽能光伏電站，發出了大量造福人類社會的清潔電力，然 而，中國適合建造太陽能光伏電站的陸地面積有限，為了生產能滿足全國136072萬以上人 口的糧食的需要，必須堅守18億畝耕地紅線不動搖。全國太陽能電池製造廠生產的太陽能 電池板除了一部分出口非洲、美洲、歐洲、澳洲、日韓外，相當一部分晶矽太陽能電池板要在 國內市場安裝，大力發展水上太陽能光伏電站是必然趨勢，光伏電站投資開發商認為在水 體中建造太陽能光伏電站需要多種多樣的技術方案，才能適合不同水域、不同土質的施工 實際情況，才能在經濟核算上可行。 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，提供一種靠水體上層中氣囊浮力 支撐的太陽能光伏電站。
[0005] 人類在解剖鳥類的呼吸系統時，發現鳥類身體內有非常發達的氣囊系統和肺氣管 相連通。鳥類有9個主要氣囊，與主要氣囊相通連的氣囊遍布於內臟器官、胸肌之間，並有 分支伸入大的骨腔內。鳥類的氣囊有輔助呼吸，減輕身體重量，減輕器官間摩擦和散熱的功 能。鳥類的氣囊啟發人類發明了許多種用於汽車行車安全的氣囊，在汽車的安全裝置內應 用多個不同規格的氣囊，使汽車行駛更加安全。
[0006] 在水上太陽能光伏電站的建設中採用現代氣囊新技術，不僅能在水體中提供支撐 太陽能光伏電站的浮力，而且能減輕保護氣囊的硬質框架內的浮力裝置的重量，增強太陽 能光伏電站的防碰撞能力。在一個大型氣囊的裡面，用柔性橡膠隔膜將大型氣囊的內部空 間分隔成若干個小氣室，如果大型氣囊碰上暗礁、有一個氣室的氣囊外壁被戳破而漏氣進 水，大部分氣室完好無損，氣囊整體的浮力仍然能夠支撐太陽能光伏電站漂浮在水體的上 層中。
[0007] 氣囊是一種在柔性的橡膠膠囊中充入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性來實現彈性 作用，在水體中能提供浮力的器具。近三十年來，製造氣囊的材料不斷進步，現代氣囊的囊 壁用層壓材料製造，由防老化層一膠粘層一阻氣層一膠粘層一編織式戴荷承載層一膠粘層 組成。用PVF作為製造防老化層的材料。膠粘層採用比重小於水的輕質浮水橡膠，最外面 的一層膠粘層中可以含有耐溫性比較好的、彈性也好的矽橡膠，橡膠中要有尼龍66或尼龍 6編織的尼龍織物，使囊壁具有很高的衝擊強度和撕裂強度，同時伸長率小。阻氣層採用丁 基塗層材料和尼龍·莎綸薄膜材料，用滌綸織造編織式載荷承載層。對層壓材料的性能還 要求既耐高溫，TPE-E是一種製造氣囊的新材料，具有橡膠的彈性和熱塑性塑料的剛性，易 加工和良好的耐熱性。由於氣囊結構簡單，製造快捷，便於存放、運輸和維護，比製造其他同 樣體積的容器的成本低，預計在未來水上太陽能光伏電站的大發展中，氣囊的使用量會越 來越大。
[0008] 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：
[0009] 由安裝在水體1上面的太陽能光伏電站浮動平臺2、保護氣囊的硬質框架3、氣囊 4、光伏支架5、壓力傳感器6、壓力數值表7、排氣控制裝置8、排氣管9、空氣壓縮充氣機10、 進氣管11、固定樁12、固定索13、太陽能電池14、導電線15、匯流器16、光伏控制器17、配電 間18、輸出電纜19共同組成一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站；
[0010] 在太陽能光伏電站浮動平臺2的下方安裝保護氣囊的硬質框架3,在保護氣囊的 硬質框架3內安裝氣囊4,在太陽能光伏電站浮動平臺2的檯面上的右側安裝固定樁12、排 氣控制裝置8、排氣管9、壓力傳感器6、壓力數值表7,在固定樁12上套系有固定索13,在太 陽能光伏電站浮動平臺2的檯面上的中部安裝光伏支架5、太陽能電池14、導電線15、匯流 器16、光伏控制器17,在太陽能光伏電站浮動平臺2的檯面上的左側安裝配電間18、空氣壓 縮充氣機10、進氣管11，從配電間18的外側面上引出輸出電纜19 ;
[0011] 太陽能電池14通過導電線15與匯流器16連接，匯流器16通過導電線15與光伏 控制器17連接，光伏控制器17通過導電線15與配電間18連接，配電間18通過輸出電纜 19與外部供電網連接，配電間18通過導電線15與空氣壓縮充氣機10連接，空氣壓縮充氣 機10通過進氣管11與氣囊4連接，氣囊4通過排氣管9與排氣控制裝置8連接。
[0012] 太陽能電池14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 池或柔性非晶矽太陽能電池或化合物太陽能電池。
[0013] 氣囊4的製造材料是橡膠或矽橡膠或TPE - E塑料或PA6塑料或PA66塑料。
[0014] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：①氣囊製造成本低，容易普及推廣， 有利於水上太陽能光伏電站降低造價，加快發展清潔能源，減少用煤炭發電。②促進氣囊制 造技術的發展，有利於將製造氣囊的新技術應用到水上太陽能光伏電站上，減輕水上太陽 能光伏電站的整體重量，提高水上太陽能光伏電站的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 在水體上層中建造靠氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站浮動平臺，在太陽能光伏電 站浮動平臺的下方連接有保護氣囊的硬質框架，氣囊放置在保護框架內，開啟空氣壓縮充 氣機將空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料製成的氣囊充氣後鼓起成為充脹氣囊， 壓力超過時，可以通過排氣控制裝置和排氣管排放氣囊中多餘的空氣。太陽光照射太陽能 電池產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，接著通過導電線輸入光伏控制器調整、調整後 的電流經過配電間輸入空氣壓縮充氣機作為動力，空氣壓縮充氣機的運轉將空氣通過進氣 管輸入氣囊，氣囊充脹產生支撐太陽能光伏電站的浮力。
[0017] 下面本實用新型將結合附圖中的實施例作進一步描述：
[0018] 由安裝在水體1上面的太陽能光伏電站浮動平臺2、保護氣囊的硬質框架3、氣囊 4、光伏支架5、壓力傳感器6、壓力數值表7、排氣控制裝置8、排氣管9、空氣壓縮充氣機10、 進氣管11、固定樁12、固定索13、太陽能電池14、導電線15、匯流器16、光伏控制器17、配電 間18、輸出電纜19共同組成一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站；
[0019] 在太陽能光伏電站浮動平臺2的下方安裝保護氣囊的硬質框架3,在保護氣囊的 硬質框架3內安裝氣囊4,在太陽能光伏電站浮動平臺2的檯面上的右側安裝固定樁12、排 氣控制裝置8、排氣管9、壓力傳感器6、壓力數值表7,在固定樁12上套系有固定索13,在太 陽能光伏電站浮動平臺2的檯面上的中部安裝光伏支架5、太陽能電池14、導電線15、匯流 器16、光伏控制器17,在太陽能光伏電站浮動平臺2的檯面上的左側安裝配電間18、空氣壓 縮充氣機10、進氣管11，從配電間18的外側面上引出輸出電纜19 ;
[0020] 太陽能電池14通過導電線15與匯流器16連接，匯流器16通過導電線15與光伏 控制器17連接，光伏控制器17通過導電線15與配電間18連接，配電間18通過輸出電纜 19與外部供電網連接，配電間18通過導電線15與空氣壓縮充氣機10連接，空氣壓縮充氣 機10通過進氣管11與氣囊4連接，氣囊4通過排氣管9與排氣控制裝置8連接。
[0021] 太陽能電池14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 池或柔性非晶矽太陽能電池或化合物太陽能電池。
[0022] 氣囊4的製造材料是橡膠或矽橡膠或TPE - E塑料或PA6塑料或PA66塑料。
[0023] 太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，接著通過導電線 輸入光伏控制器進行調整、調整後的電流通過導電線輸入配電間，這裡的配電間是一個特 殊的、大的工作空間，配電間既安裝有配電設備，還安裝有儲能裝置和逆變器，儲能裝置可 以將輸入配電間的電流儲存一段時間，逆變器可用於將直流電轉換成交流電，從配電間輸 出的電流通過導電線輸入空氣壓縮充氣機，在空氣壓縮充氣機內電能轉換成機械能，空氣 壓縮充氣機的機械運動將空氣通過進氣管壓縮進氣囊，空氣的壓縮產生彈性作用鼓脹氣 囊，壓縮空氣對氣囊內層壁上產生壓力，使安裝在內層壁上的壓力傳感器的感應元件感知 到壓力的變化，這種壓力大小的變化在壓力傳感器內轉換成電信號的變化，電信號的變化 傳輸到壓力數值表上顯示出相應的數值。如果氣囊在水體中產生的向上浮力能夠支撐太陽 能光伏電站的向下的全部重力，就可以暫停空氣壓縮充氣機的運轉、暫停向氣囊中充氣。如 果氣囊內部的壓縮空氣對氣囊內層壁上產生的壓力過大，操作人員可以操作排氣控制裝置 驅動排氣管向外界排出一部分空氣，恢復氣囊內的空氣壓力達到正常的數值，就能確保氣 囊的安全使用，實現氣囊在水體中的向上浮力與太陽能光伏電站的向下重力之間的平衡， 確保太陽能光伏電站浮動平臺浮動在水面以上正常運營。
[0024] 現舉出實施例如下：
[0025] 實施例一：
[0026] 在水體上層中建造靠氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站浮動平臺，在太陽能光伏電 站浮動平臺的下方連接有保護氣囊的硬質框架，橡膠氣囊放置在保護框架內，開啟空氣壓 縮充氣機壓縮空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料製成的氣囊充氣後鼓起成為充脹 氣囊，壓力超過時，可以通過排氣控制裝置和排氣管排放氣囊中多餘的空氣。太陽光照射單 晶矽太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，接著通過導電線輸入光伏控制器 調整、調整後的電流經過配電間輸入空氣壓縮充氣機作為動力，空氣壓縮充氣機的運轉將 空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產生支撐太陽能光伏電站的浮力。
[0027] 實施例二：
[0028] 在水體上層中建造靠氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站浮動平臺，在太陽能光伏電 站浮動平臺的下方連接有保護氣囊的硬質框架，TPE - E材料氣囊放置在保護框架內，開啟 空氣壓縮充氣機壓縮空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料製成的氣囊充氣後鼓起成 為充脹氣囊，壓力超過時，可以通過排氣控制裝置和排氣管排放氣囊中多餘的空氣。太陽光 照射多晶矽太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入匯流器，接著通過導電線輸入光伏 控制器調整、調整後的電流經過配電間輸入空氣壓縮充氣機作為動力，空氣壓縮充氣機的 運轉將空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產生支撐太陽能光伏電站的浮力。
【權利要求】
1. 一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，其特徵是，由安裝在水體（1) 上面的太陽能光伏電站浮動平臺（2)、保護氣囊的硬質框架（3)、氣囊（4)、光伏支架（5)、壓 力傳感器（6)、壓力數值表（7)、排氣控制裝置（8)、排氣管（9)、空氣壓縮充氣機（10)、進氣 管（11)、固定樁（12)、固定索（13)、太陽能電池（14)、導電線（15)、匯流器（16)、光伏控制 器（17)、配電間（18)、輸出電纜（19)共同組成一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光 伏電站； 在太陽能光伏電站浮動平臺（2)的下方安裝保護氣囊的硬質框架（3)，在保護氣囊的 硬質框架（3)內安裝氣囊（4)，在太陽能光伏電站浮動平臺（2)的檯面上的右側安裝固定樁 (12)、排氣控制裝置（8)、排氣管（9)、壓力傳感器（6)、壓力數值表（7)，在固定樁（12)上套 系有固定索（13)，在太陽能光伏電站浮動平臺（2)的檯面上的中部安裝光伏支架（5)、太陽 能電池（14)、導電線（15)、匯流器（16)、光伏控制器（17)，在太陽能光伏電站浮動平臺（2) 的檯面上的左側安裝配電間（18)、空氣壓縮充氣機（10)、進氣管（11)，從配電間（18)的外 側面上引出輸出電纜（19); 太陽能電池（14)通過導電線（15)與匯流器（16)連接，匯流器（16)通過導電線（15)與 光伏控制器（17)連接，光伏控制器（17)通過導電線（15)與配電間（18)連接，配電間（18)通 過輸出電纜（19)與外部供電網連接，配電間（18)通過導電線（15)與空氣壓縮充氣機（10) 連接，空氣壓縮充氣機（10)通過進氣管（11)與氣囊（4)連接，氣囊（4)通過排氣管（9)與 排氣控制裝置（8)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，其特徵 是，所述的太陽能電池（14)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 電池或柔性非晶矽太陽能電池或化合物太陽能電池。
3. 根據權利要求1所述的一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，其特徵 是，所述的氣囊（4)的製造材料是橡膠或矽橡膠或TPE - E塑料或PA6塑料或PA66塑料。
【文檔編號】H02S10/00GK203872106SQ201420248716
【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