[實用新型]螺旋槳水下驅動式浮動光伏跟蹤系統

有效

• 申請號: 201521036101.0
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN205193601U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 陳秋菊
• 申請（專利權）人: 陳秋菊
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;柯凱敏

技術領域

本實用新型屬于基于太陽能電池板的光伏發電領域，具體涉及一種 可應用于海面漂浮發電的螺旋槳水下驅動式浮動光伏跟蹤系統。

背景技術

太陽能光伏發電是一種非常具有前景的可再生清潔能源。隨著科技 的發展進步，目前的光伏發電構造，已經開始從陸基結構逐漸延伸至更 為廣闊的海面漂浮結構。傳統的海面漂浮式水面浮動光伏跟蹤系統，在 中國專利公告號為103346697A的專利名稱為“一種水上太陽能光伏發 電系統”的中國發明專利申請中就有所描述：包括若干陣列排布的太陽 電池組件、用于固定各太陽電池組件的漂浮于水面的水上光伏陣列支架 組，各陣列排布的太陽電池組件連接形成光伏陣列，光伏陣列安裝于水 浪高度之上的位置，光伏陣列經光伏系統平衡器件和并網逆變器通過電 纜接入公共電網或本地負載，或者通過電纜與光伏控制器和蓄電池組或 離網逆變器連接用于給水上或離岸的直流或交流負載供電。目前所應用 的上述傳統的光伏發電系統結構，或無光伏跟蹤系統，導致太陽能電池 板無法跟蹤太陽光日照角度，進而導致發電效率極其低下。或采用以光 伏跟蹤系統計算日照角度，并利用電機驅動軸承回轉結構轉動來實現其 太陽光線跟蹤效果。對于后一種結構，其缺陷在于：軸承回轉的光伏陣 列，所有重力都集中到旋轉中心軸處，致使滾動軸承、滑動軸承等旋轉 中心的軸承結構受力集中，一方面必須隨時保持旋轉中心軸承處于良好 的潤滑狀態，避免磨損，導致運行維護工作量增大，故障率高。另一方 面,又需要更大尺寸的軸承型號來保證其工作可靠性，致使成本隨之高 昂。更為值得注意的是，由于海面風浪顛簸和海水拍擊侵蝕，也會加劇 軸承磨損并對軸承密封件提出了苛刻的要求，最終影響其密封性能，從 而對設備的持續可靠使用帶來不利影響。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種結構合理而實用的螺旋槳水下驅動 式浮動光伏跟蹤系統，在確保太陽能電池板的水面漂浮性的基礎上，使 其同步具備對于太陽光照射角度的自調節性和準確動作響應性，以確保 高效率的太陽能光伏發電需求，其工作可靠性及使用壽命均可得到進一 步提升。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種螺旋槳水下驅動式浮動光伏跟蹤系統，包括由太陽能電池板以 及使該太陽能電池板浮于水面的漂浮基座所構成的光伏陣列，其特征在 于：在漂浮基座上設置錨固點，由該錨固點向水底處連接并固定有錨固 繩，以使得光伏陣列在被錨固繩固定時亦可沿錨固點產生轉動動作；在 漂浮基座的邊緣處布置螺旋槳推進器，以上述錨固點在水平面作圓，各 螺旋槳推進器的推進方向均位于該圓的周向方向上。

所述漂浮基座外形呈具備對稱軸線的軸對稱結構，錨固點位于該對 稱軸線上；螺旋槳推進器為兩組并沿上述對稱軸線形成軸對稱結構。

所述螺旋槳推進器包括圓錐狀的外殼體，外殼體的錐頂處具備流線 結構；外殼體的錐腔內同軸安置直流電機并與太陽能電池板間電連接； 外殼體的錐底處布置與直流電機的軸端固接的螺旋槳；漂浮基座的對稱 軸線垂直外殼體軸線，且外殼體的外壁處向上延伸有用于與漂浮基座間 固接的固定連接桿，固定連接桿外形呈腔管狀且其管腔構成導線的鋪設 通道；外殼體的外壁處向下延伸有分水脊。

本系統還包括用于沉在水底的水泥重塊，錨固繩的用于與水底固接 的繩端固定于該水泥重塊上，錨固繩長度大于水泥重塊與漂浮基座的鉛 垂向間距。

錨固繩為鋼纜，錨固繩表面覆蓋有一層防止海水侵蝕的防護皮層。

本實用新型的有益效果在于：

1)、通過上述方案，一方面，整個光伏陣列采用漂浮基座和錨固繩 而固定并漂浮在水面，整體結構受力均勻、平衡，組件無需采用傳統軸 承旋轉結構，自身依靠錨固繩的固定及螺旋槳推進器的推送而產生旋轉 動作，也就不存在傳統意義上的受力集中問題。上述有別于陸基的水面 漂浮方式，也免去了潤滑維護、風沙侵襲等狀況，工作可靠性更高。另 一方面，光伏陣列的無剛性支撐的柔繩漂浮結構，整個組件旋轉啟動、 停止瞬間，完全靠水自然形成阻尼緩沖，從而避免了慣性沖擊對整個結 構件的損害。同時，上述結構也免去了構造復雜而維護不便的回轉軸承 結構，因此機械結構更為簡單，加工更為容易，不僅施工及維護成本得 到了極大降低，安裝操作也得到了極大簡化。