一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，屬于光伏新能源應用【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(zhì)框架，氣囊放置在保護框架內(nèi)，開啟空氣壓縮充氣機將空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料制成的氣囊充氣后鼓起成為充脹氣囊，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余的空氣。太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導電線輸入?yún)R流器，接著通過導電線輸入光伏控制器調(diào)整、調(diào)整后的電流經(jīng)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(zhuǎn)將空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產(chǎn)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浮力支撐的太陽能光伏電站
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種靠水體上層中氣囊浮力支撐的太陽能光伏電站，屬于光伏新能源應用【技術領域】。
【背景技術】
[0002]中國不少地區(qū)將霧并入霾一起作為災害性天氣現(xiàn)象進行預警預報，統(tǒng)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(shù)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(shù)達到29.9天。2013年12月25日，京津翼晉豫魯陜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(xiàn)，說明空氣承載力已經(jīng)到了臨界點，人類社會過度的開發(fā)，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(yī)院就診人數(shù)大量上升。治理霧霾的根本辦法是減少污染源，削減大氣污染物。河北省一年燃燒煤炭近三億噸，對北京市的空氣質(zhì)量造成很大的影響，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(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步，需要更多的清潔電力的供應。
[0003]由于人類社會科學技術的進步，發(fā)現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電可以提供清潔電力，不向空氣中排放污染物，是真正的零排放發(fā)電。2001年，中國的光伏產(chǎn)業(yè)從無錫起源，發(fā)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(fā)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(chǎn)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。全國太陽能電池制造廠生產(chǎn)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，相當一部分晶硅太陽能電池板要在國內(nèi)市場安裝，大力發(fā)展水上太陽能光伏電站是必然趨勢，光伏電站投資開發(fā)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(zhì)的施工實際情況，才能在經(jīng)濟核算上可行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)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(tǒng)時，發(fā)現(xiàn)鳥類身體內(nèi)有非常發(fā)達的氣囊系統(tǒng)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于內(nèi)臟器官、胸肌之間，并有分支伸入大的骨腔內(nèi)。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(fā)人類發(fā)明了許多種用于汽車行車安全的氣囊，在汽車的安全裝置內(nèi)應用多個不同規(guī)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采用現(xiàn)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(zhì)框架內(nèi)的浮力裝置的重量，增強太陽能光伏電站的防碰撞能力。在一個大型氣囊的里面，用柔性橡膠隔膜將大型氣囊的內(nèi)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(xiàn)彈性作用，在水體中能提供浮力的器具。近三十年來，制造氣囊的材料不斷進步，現(xiàn)代氣囊的囊壁用層壓材料制造，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作為制造防老化層的材料。膠粘層采用比重小于水的輕質(zhì)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、彈性也好的硅橡膠，橡膠中要有尼龍66或尼龍6編織的尼龍織物，使囊壁具有很高的沖擊強度和撕裂強度，同時伸長率小。阻氣層采用丁基涂層材料和尼龍.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是一種制造氣囊的新材料，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。由于氣囊結(jié)構簡單，制造快捷，便于存放、運輸和維護，比制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(fā)展中，氣囊的使用量會越來越大。
[0008]為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
由安裝在水體I上面的太陽能光伏電站浮動平臺2、保護氣囊的硬質(zhì)框架3、氣囊4、光伏支架5、壓力傳感器6、壓力數(shù)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(zhì)框架3，在保護氣囊的硬質(zhì)框架3內(nèi)安裝氣囊4，在太陽能光伏電站浮動平臺2的臺面上的右側(cè)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(shù)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的臺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的臺面上的左側(cè)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(cè)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(wǎng)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。
[0009]太陽能電池14是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池或柔性非晶硅太陽能電池或化合物太陽能電池。
[0010]氣囊4的制造材料是橡膠或硅橡膠或TPE — E塑料或PA6塑料或PA66塑料。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:①氣囊制造成本低，容易普及推廣，有利于水上太陽能光伏電站降低造價，加快發(fā)展清潔能源，減少用煤炭發(fā)電。②促進氣囊制造技術的發(fā)展，有利于將制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】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0013]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(zhì)框架，氣囊放置在保護框架內(nèi)，開啟空氣壓縮充氣機將空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料制成的氣囊充氣后鼓起成為充脹氣囊，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余的空氣。太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導電線輸入?yún)R流器，接著通過導電線輸入光伏控制器調(diào)整、調(diào)整后的電流經(jīng)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(zhuǎn)將空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產(chǎn)生支撐太陽能光伏電站的浮力。
[0014]下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述:
由安裝在水體I上面的太陽能光伏電站浮動平臺2、保護氣囊的硬質(zhì)框架3、氣囊4、光伏支架5、壓力傳感器6、壓力數(shù)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(zhì)框架3，在保護氣囊的硬質(zhì)框架3內(nèi)安裝氣囊4，在太陽能光伏電站浮動平臺2的臺面上的右側(cè)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(shù)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的臺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的臺面上的左側(cè)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(cè)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(wǎng)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。
[0015]太陽能電池14是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池或柔性非晶硅太陽能電池或化合物太陽能電池。
[0016]氣囊4的制造材料是橡膠或硅橡膠或TPE — E塑料或PA6塑料或PA66塑料。
[0017]太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導電線輸入?yún)R流器，接著通過導電線輸入光伏控制器進行調(diào)整、調(diào)整后的電流通過導電線輸入配電間，這里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，逆變器可用于將直流電轉(zhuǎn)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(nèi)電能轉(zhuǎn)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(chǎn)生彈性作用鼓脹氣囊，壓縮空氣對氣囊內(nèi)層壁上產(chǎn)生壓力，使安裝在內(nèi)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(nèi)轉(zhuǎn)換成電信號的變化，電信號的變化傳輸?shù)綁毫?shù)值表上顯示出相應的數(shù)值。如果氣囊在水體中產(chǎn)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?？諝鈮嚎s充氣機的運轉(zhuǎn)、暫停向氣囊中充氣。如果氣囊內(nèi)部的壓縮空氣對氣囊內(nèi)層壁上產(chǎn)生的壓力過大，操作人員可以操作排氣控制裝置驅(qū)動排氣管向外界排出一部分空氣，恢復氣囊內(nèi)的空氣壓力達到正常的數(shù)值，就能確保氣囊的安全使用，實現(xiàn)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。
[0018]現(xiàn)舉出實施例如下:
實施例一:
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(zhì)框架，橡膠氣囊放置在保護框架內(nèi)，開啟空氣壓縮充氣機壓縮空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料制成的氣囊充氣后鼓起成為充脹氣囊，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余的空氣。太陽光照射單晶硅太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導電線輸入?yún)R流器，接著通過導電線輸入光伏控制器調(diào)整、調(diào)整后的電流經(jīng)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(zhuǎn)將空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產(chǎn)生支撐太陽能光伏電站的浮力。
[0019]實施例二:
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(zhì)框架，TPE-E材料氣囊放置在保護框架內(nèi)，開啟空氣壓縮充氣機壓縮空氣通過進氣管充進氣囊，用柔性橡膠材料制成的氣囊充氣后鼓起成為充脹氣囊，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余的空氣。太陽光照射多晶硅太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導電線輸入?yún)R流器，接著通過導電線輸入光伏控制器調(diào)整、調(diào)整后的電流經(jīng)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(zhuǎn)將空氣通過進氣管輸入氣囊，氣囊充脹產(chǎn)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，其特征是，由安裝在水體(I)上面的太陽能光伏電站浮動平臺(2)、保護氣囊的硬質(zhì)框架(3)、氣囊(4)、光伏支架(5)、壓力傳感器(6)、壓力數(shù)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(zhì)框架(3)，在保護氣囊的硬質(zhì)框架(3)內(nèi)安裝氣囊(4)，在太陽能光伏電站浮動平臺(2)的臺面上的右側(cè)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(shù)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)的臺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)的臺面上的左側(cè)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(cè)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(wǎng)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(jù)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，其特征是，所述的太陽能電池(14)是單晶硅太陽能電池或多晶硅太陽能電池或非晶硅薄膜太陽能電池或柔性非晶硅太陽能電池或化合物太陽能電池。
3.根據(jù)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，其特征是，所述的氣囊(4)的制造材料是橡膠或硅橡膠或TPE — E塑料或PA6塑料或PA66塑料。
【文檔編號】H02S20/00GK103944490SQ201410205105
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司