[發明專利]寒區輸水明渠水面光伏發電防止冰害結構

在審

• 申請號: 201811353128.0
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109398634A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 王浩;練繼建;趙勇;燕翔
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;H02S20/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

本發明公開了一種寒區輸水明渠水面光伏發電防止冰害結構，包括可變形浮板、可伸縮支撐架、支撐架連接、太陽能光伏板；所述可變形浮板設置有若干塊，布置于輸水渠道內并漂浮于水體上方；所述太陽能光伏板通過可伸縮支撐架和支撐架連接固定在所述可變形浮板上。本發明可避免寒冷季節渠道冰害現象，也可實現光伏板在渠道內的鋪設，實現風光水聯合調度。

技術領域

本發明涉及輸水工程與光伏發電工程領域，特別涉及一種避免輸水明渠冰害現象與水面光伏板鋪設的結構。

背景技術

調水工程為水利工程中的重要內容，調水的數量、質量直接關乎區域經濟發展。近年來，隨著區域需水量不平衡特點的展現，調水工程逐年增多，所涉及的范圍也逐漸擴大，工程難度逐漸增高。在諸多調水工程中寒區輸水工程難度尤為突出。對于寒區輸水明渠，冰期輸水時渠道結冰，冰體積的擴大使得渠道結構受到較大冰壓力，嚴重時會造成渠道的破壞，導致輸水功能喪失。因此，通常寒區明渠在冰期輸水時水位較低，從而使得渠道輸水量降低，嚴重影響地區用水。不過目前，仍未提出有效的措施解決冰害問題。

近年來，光電發展十分迅速，我國建立了大量的光電場。但需要指出的是，光電場受制于場地條件，并非所有場地都可用于建設光電場，而光電場的建設原則必然是利用荒廢用地等非工業、農業用地。因此，如何在合理條件下利用天然場地建立光電場成為光電發展的重要環節。渠道擁有天然的優勢，若可在渠道內部鋪設光伏板，則可有效利用渠道所占面積，提高光伏板的鋪設范圍。

結合上述調水工程與光電工程的兩個問題，若可提出一種方案既可解決冰害問題也可利用天然渠道進行光伏發電，則一舉兩得、事倍功半。

為此，有必要提出一種結構，該結構既可避免寒區輸水明渠的冰害現象也可作為水上光伏板的支撐裝置，以實現光電與水庫的優化調度。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種寒區輸水明渠水面光伏發電防止冰害結構，該結構可避免寒冷季節渠道冰害現象，也可實現光伏板在渠道內的鋪設，實現風光水聯合調度。

本發明所采用的技術方案是：一種寒區輸水明渠水面光伏發電防止冰害結構，包括可變形浮板、可伸縮支撐架、支撐架連接、太陽能光伏板；所述可變形浮板設置有若干塊，布置于輸水渠道內并漂浮于水體上方；所述太陽能光伏板通過可伸縮支撐架和支撐架連接固定在所述可變形浮板上。

進一步的，所述可變形浮板的布置數量取決于所述太陽能光伏板的尺寸、數量以及輸水渠道的尺寸。

進一步的，所述太陽能光伏板的角度通過所述可伸縮支撐架的高度進行調節，根據不同緯度的太陽高度角進行設置。

進一步的，所述可變形浮板與所述太陽能光伏板的布置方向根據所述渠道流向進行調節：東西流向渠道的所述可變形浮板與所述太陽能光伏板沿水流方向布置，南北流向渠道的所述可變形浮板與所述太陽能光伏板沿垂直水流方向布置，斜流向渠道的所述可變形浮板與所述太陽能光伏板沿斜向布置。

進一步的，各個所述可變形浮板通過繩索與渠道、渠岸之間連接固定，各個所述可變形浮板之間通過繩索相互連接。

本發明的有益效果是：

本發明寒區輸水明渠水面光伏發電防止冰害結構，在保證在寒區冰期輸水時渠道仍具有較大的輸水能力，避免冰害現象的同時實現了太陽能光伏板的鋪設。該結構采用可變形浮板，極大降低了渠道內水體結冰產生的冰壓力，使得渠道結構受力得到緩解，確保了渠道在冰期高水位的輸水能力，使得寒區輸水明渠既可在低水位下運行也可抬高水位運行，提高了水渠調水的靈活度；該結構在可變形浮板上方加設了太陽能光伏板，利用了渠道天然的布設空間，減少了太陽對渠道水體的照射，降低了渠道水體的蒸發量，并實現了光伏發電；采用可伸縮的支撐架，可實現不同渠道走向、不同渠道尺度及不同太陽光照下太陽能板角度的靈活調節，保證光照時間。上述結構既為防冰害結構，又為發電結構，為光電、水庫聯合調度提供了可行的方案，具有良好的運用前景。