一種水上漂浮式光伏供電系統的製作方法

2024-04-12 07:55:05 2

本實用新型涉及光伏發電系統技術領域，尤其涉及一種水上漂浮式光伏供電系統。

背景技術：

水上漂浮式光伏電站是指在水塘、小型湖泊、水庫、採煤塌陷區、堰塞湖以及海面等水域環境建設的光伏電站，以解決傳統光伏發電佔地面積大的問題。研究表明，水上漂浮式光伏電站較同區域的地面或屋頂電站多發11%的電能，其項目內部收益率高於地面或屋頂電站。目前，法國、日本、東南亞、巴西以及一些歐美國家都在大力發展水上漂浮式光伏電站系統，預計今後幾年，我國水上漂浮式光伏電站的裝機總量將達到3GW以上。

國內目前絕大多數光伏系統主要建於陸地上或建築物上，在水上漂浮式光伏電站方面整體處於研發階段，即便有建在水上的光伏系統，也都是仿照地面或屋面的光伏電站安裝模式，在水中打樁或者依靠浮體架臺設置支架系統，將光伏組件固定在架臺或者支架系統上。

現有的這種水上光伏電站系統，結構上需要浮體和桁架或支架系統，在水上施工安裝時，一方面需要在浮體上固定支架系統，另一方面還需要將光伏組件安裝固定在支架系統上，且水上安裝施工過程需考慮較多因素，工序相對要求更多，因而電站工程成本高、安裝維護複雜且工期較長。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有的水上漂浮式光伏發電系統需要浮體和支架系統，施工安裝不便等問題，提供一種結構簡單可靠、安裝施工便捷的水上漂浮式光伏供電系統。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種水上漂浮式光伏供電系統，其包括漂浮單元、柔性光伏組件，及儲能/逆變/水泵系統，其中：所述漂浮單元具有中空層和防水層；所述漂浮單元的側邊或者四角具有用於與相鄰漂浮單元或者錨固裝置相連接的連接結構；所述柔性光伏組件粘貼於所述漂浮單元的上表面；所述柔性光伏組件通過光伏線纜和光伏接線盒匯流後，與所述儲能/逆變/水泵系統相連接。

進一步地，所述漂浮單元為充氣式結構，所述中空層用於填充氣體。

進一步地，所述漂浮單元為填充式結構，所述中空層用於填充輕質材料。

進一步地，所述連接結構為連接孔、或者連接環，使用專用連接件通過所述連接結構將所述漂浮單元與相鄰的漂浮單元相固定連接、或者將所述漂浮單元與所述錨固裝置相固定連接，所述專用連接件包括防水繩和固定螺栓。

進一步地，所述柔性光伏組件為層狀結構，從下至上依次為柔性光伏背板、封裝膠膜、阻隔膜、封裝膠膜、柔性光伏電池單元、封裝膠膜、阻隔膜、封裝膠膜、柔性光伏前板。

進一步地，所述防水層採用瀝青、高聚物改性材料、或者合成高分子材料。

進一步地，所述防水層為聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、乙烯共聚物改性瀝青、聚乙烯丙綸複合卷材、或者高密度聚乙烯。

進一步地，所述漂浮單元及粘貼於其上表面的柔性光伏組件為預製的一體結構；每個所述漂浮單元的上表面粘貼有一片或者多片所述柔性光伏組件。

進一步地，每個所述漂浮單元的所述中空層具有多個相互獨立密封的空腔。

進一步地，所述儲能/逆變/水泵系統包括：充電控制器、儲能電池、逆變器、和/或水泵。

本實用新型的水上漂浮式光伏供電系統，無需設計漂浮平臺或支架系統，整個系統質輕、簡單可靠、成本較低；柔性光伏組件可與漂浮單元一起工廠預製，無需現場搭建，使用時僅需為中空層充氣或者進行輕質材料填充即可，安裝過程非常簡便；採用本實用新型的水面漂浮式光伏供電系統，可以建成分布式光伏發電系統；此外，還可作為大型水庫、河流以及蓄水系統的表層防護，一方面防止水分蒸發和藻類滋生，另一方面可以減少水體汙染。

附圖說明

圖1是本實用新型的水上漂浮式光伏供電系統的俯視示意圖。

圖2是本實用新型的水上漂浮式光伏供電系統的剖視示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本實用新型作進一步闡述。

結合圖1和圖2所示，本實用新型的水上漂浮式光伏發電系統，主要包括位於水面上用於提供浮力的漂浮單元1，柔性光伏組件2、以及儲能/逆變系統或者水泵系統等部分，還包括一些光伏供電系統中必要的光伏線纜、光伏接線盒21及匯流設備等。

其中，漂浮單元1具有中空層16和防水層17。漂浮單元1可以採用中空的充氣式氣囊結構，中空層16用於填充氣體；也可以採用填充式結構，中空層16用於填充泡沫等輕質材料。防水層17可以採用防水卷材，瀝青、高聚物改性材料、或者合成高分子材料等材質，包括但不限於PVC（聚氯乙烯）、EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物，也稱為乙烯-乙酸乙烯共聚物）、PE（聚乙烯）、ECB（乙烯共聚物改性瀝青）、SBC120（聚乙烯丙綸複合卷材）、HDPE（高密度聚乙烯）等等。

優選地，漂浮單元1的中空層16具有獨立密封的多個空腔，這樣，可以避免當漂浮單元1意外破損或破裂時，不會導致整個漂浮單元1沉入水中。漂浮單元1可設計成填充後表面呈平面狀，由於本實用新型中採用柔性光伏組件2，因此，漂浮單元1的上表面也可以設計成具有一定彎曲度的曲面形狀，因為柔性光伏組件2可以適應一定的彎曲弧度。

柔性光伏組件2粘貼於漂浮單元1的上表面，柔性光伏組件2通過光伏線纜和光伏接線盒21匯流後，與儲能/逆變/水泵系統連接。其中，儲能/逆變/水泵系統可以包括：充電控制器、逆變器、儲能電池，和/或水泵系統等。

優選地，柔性光伏組件2和漂浮單元1是在工廠預製的一體結構，根據實際應用需求，每個漂浮單元1上可以粘貼一片或者多片柔性光伏組件2。

優選地，柔性光伏組件為柔性薄膜光伏組件，產品為層狀結構，其層狀結構從上至下依此為：柔性光伏前板及其前擋膜、封裝膠膜、柔性光伏電池晶片、封裝膠膜、阻隔膜或柔性光伏背膜。

參見圖1和圖2，漂浮單元1的側邊、或者其四角具有用於與相鄰漂浮單元或者錨固裝置相連接的連接結構5，採用專用連接件6通過連接結構5將各個漂浮單元連接固定，此相鄰漂浮單元之間的連接區域可以作為走線槽布置匯流線纜。連接結構5可以採用但不限於連接孔、或者連接環。專用連接件6可根據水質特點進行選擇，包含但不限於海水工程用防水繩及相關固定螺栓、或淡水工程用防水繩及相關固定螺栓。

為了緩解水面波浪的衝擊，保證整個水上漂浮式光伏供電系統的正常運行，處於邊緣的連接孔或連接環將被固定連接至錨固裝置，例如打入水體底部的水底樁或固定在岸邊的固定樁等。

在建造水上漂浮式光伏電站的過程中，首先，在岸邊將預製好的貼裝有柔性光伏組件2的漂浮單元1的中空層進行填充（充氣或填充相關材料），填充後將其推入水中然後系泊在錨固裝置上，漂浮單元1的上半部分及柔性光伏組件2均位於水位線4上的安全位置；按照光伏系統設計要求和工程設計圖紙，對柔性光伏組件的接線進行排布和串接，並採用專用連接件6通過漂浮單元1四周的連接結構5（連接孔或連接環）將相鄰的漂浮單元進行定位、固定和連接。

綜上所述，本實用新型提供的水上漂浮式光伏供電系統無需設計漂浮平臺、漂浮載體，無需支架安裝系統，整體質輕、簡潔、成本低；可工廠預製，現場安裝施工更加簡便；作為水體的表層防護，可防止水分蒸發和藻類滋生，減少水體汙染。

以上實施例僅用於對本實用新型進行具體說明，其並不對本實用新型的保護範圍起到任何限定作用，本實用新型的保護範圍由權利要求確定。根據本領域的公知技術和本實用新型所公開的技術方案，可以推導或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本實用新型的保護範圍。