本发明涉及海洋工程,尤其涉及一种可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台及其操作方法。
背景技术:
1、漂浮式光伏技术,作为一种创新性的可再生能源解决方案,正逐步在全球范围内展现出其独特的优势与潜力。它不仅巧妙地将光伏板与水面资源相结合,最大化利用了广阔的水域面积,避免了宝贵的土地资源占用,同时也有助于减少水体蒸发,甚至在水体净化、生态修复等方面发挥积极作用。
2、现有技术中,漂浮式光伏组件实现自动调节以追踪太阳的技术具有一定的难度,一方面,动态响应性能差,太阳能光伏板与太阳光线的角度难以对准,需要更精密的控制系统来响应太阳的实时位置;另一方面,稳定性差,水面环境为漂浮式光伏组件带来了额外的挑战,水流、波浪和风力等自然因素会不断作用于浮体,导致光伏板的位置和角度发生变化,进而影响发电效率。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台及其操作方法,用以解决上述背景技术中提到的现有技术中动态响应能力差、太阳能光伏板与太阳光线的角度难以对准、稳定性差等至少一个问题。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,包括:
4、浮体平台,所述浮体平台用于提供浮力;
5、设置在浮体平台上的调节式光伏机构,所述调节式光伏机构包括调节系统和光伏组件,所述光伏组件设于所述调节系统上,所述调节系统用于控制所述光伏组件的方位角和倾斜角,使得所述光伏组件的工作面与太阳光线垂直;
6、感应器,所述感应器设于所述浮体平台上,所述感应器与所述调节系统连接,所述感应器用于感应太阳所在位置并生成感应信号传送至所述调节系统。
7、可选的,所述调节系统包括支撑组件、第一电磁组件、第二电磁组件和控制系统,所述支撑组件可转动的设于所述浮体平台上,所述支撑组件的上端设有所述光伏组件,所述第一电磁组件和所述第二电磁组件设于所述浮体平台上,所述第一电磁组件和所述第二电磁组件与所述支撑组件连接,使得所述支撑组件进行方位角和倾斜角的转动,所述第一电磁组件和所述第二电磁组件均与所述控制系统连接,所述控制系统与所述感应器连接,所述控制系统用于接收所述感应器传递的感应信号并调节所述第一电磁组件和所述第二电磁组件的磁力强度。
8、可选的,所述第一电磁组件包括第一磁体和第一电磁轨道,所述第一磁体设于所述支撑组件上,所述第一电磁轨道设于所述浮体平台上,所述第一电磁轨道上设有横向排列的多个第一电磁体,所述第一电磁体均与所述控制系统连接。
9、可选的,所述第二电磁组件包括第二磁体和第二电磁轨道,所述第二磁体设于所述支撑组件上,所述第二电磁轨道设于所述浮体平台上,所述第一电磁轨道上设有竖向排列的多个第二电磁体,所述第二电磁体均与所述控制系统连接。
10、可选的,所述支撑组件包括支撑柱、球形转轴、第一支柱和第二支柱,所述支撑柱的一端设于所述浮体平台上,所述球形转轴可转动的设于所述支撑柱的另一端上,所述第一支柱的一端和所述第二支柱的一端均与所述球形转轴连接,所述第一支柱的另一端与所述光伏组件的上端连接,所述第二支柱的另一端与所述光伏组件的下端连接,所述第二支柱与所述第一电磁组件及所述第二电磁组件连接。
11、可选的,所述球形转轴内设有第一电磁阻尼系统和第二电磁阻尼系统,所述第一电磁阻尼系统设于所述球形转轴的方位角转轴上,所述第二电磁阻尼系统设于所述球形转轴的倾斜角转轴上,所述球形转轴上设有锁止机构,使得所述球形转轴在转动后固定于所述支撑柱上。
12、可选的,所述浮体平台上穿设有多个竖向的通孔,所述支撑组件一侧的所述通孔的孔壁上设有所述第一电磁组件,所述通孔的外圆周上设有所述第二电磁组件。
13、可选的,当所述调节式光伏机构的数量为多个时,多个所述调节式光伏机构阵列布设于所述浮体平台上。
14、可选的,还包括多组系泊组件,所述系泊组件包括系泊缆绳和锚固,所述系泊缆绳的一端与所述浮体平台连接,所述系泊缆绳的另一端与所述锚固连接,所述锚固用于连接海床。
15、一种可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台的操作方法,利用上述任一项实施例提供的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,包括:
16、利用浮体平台,将所述光伏组件、所述调节系统和所述感应器漂浮于海面上;
17、利用光伏组件进行发电,部分电流为所述感应器、所述调节系统提供电力,余下电力流入外部电力网;
18、利用所述感应器感应太阳位置,将感应信号发送至所述调节系统;
19、利用所述调节系统转动方位角和倾斜角,使得所述光伏组件调整方位角和倾斜度并与太阳光线垂直。
20、本发明的有益效果是:
21、本发明的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,解决现有技术中动态响应能力差、太阳能光伏板与太阳光线的角度难以对准、稳定性差等技术问题,实现有益效果:1)利用磁体和电磁体,通过调节磁力强度,实现对光伏组件方位角和倾斜角的灵活调节,提高动态响应能力;2)利用感应器与电磁体互联,实现实时追踪太阳位置;3)利用电磁阻尼,保证光伏组件调整到某个特定角度后转轴固定,保证对光伏组件角度的保持性和支撑性;4)利用多孔结构,在波浪能传递到浮体位置时可在孔隙处发生能量耗散,降低波浪对于浮体的冲击,提高浮体平台的运动稳定性。
22、本发明的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台的操作方法,解决现有技术中发电效率低,能源产出少等技术问题,实现有益效果:利用磁体和电磁体,通过调节磁力强度改变光伏组件的方位角和倾斜角,优化太阳能光伏板与太阳光线的对准角度,使得光伏板与太阳光线垂,可以显著提高发电效率,从而增加能源产出,减少所需光伏面积,提高投资回报率。
1.一种可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,所述调节系统(21)包括支撑组件(23)、第一电磁组件(24)、第二电磁组件(25)和控制系统,所述支撑组件(23)可转动的设于所述浮体平台(1)上,所述支撑组件(23)的上端设有所述光伏组件(22),所述第一电磁组件(24)和所述第二电磁组件(25)设于所述浮体平台(1)上,所述第一电磁组件(24)和所述第二电磁组件(25)与所述支撑组件(23)连接,使得所述支撑组件(23)进行方位角和倾斜角的转动,所述第一电磁组件(24)和所述第二电磁组件(25)均与所述控制系统连接,所述控制系统与所述感应器连接,所述控制系统用于接收所述感应器传递的感应信号并调节所述第一电磁组件(24)和所述第二电磁组件(25)的磁力强度。
3.根据权利要求2所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,所述第一电磁组件(24)包括第一磁体(241)和第一电磁轨道(242),所述第一磁体(241)设于所述支撑组件(23)上,所述第一电磁轨道(242)设于所述浮体平台(1)上,所述第一电磁轨道(242)上设有横向排列的多个第一电磁体,所述第一电磁体均与所述控制系统连接。
4.根据权利要求2所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,所述第二电磁组件(25)包括第二磁体(251)和第二电磁轨道(252),所述第二磁体(251)设于所述支撑组件(23)上,所述第二电磁轨道(252)设于所述浮体平台(1)上,所述第一电磁轨道(242)上设有竖向排列的多个第二电磁体,所述第二电磁体均与所述控制系统连接。
5.根据权利要求2所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,所述支撑组件(23)包括支撑柱(231)、球形转轴(232)、第一支柱(233)和第二支柱(234),所述支撑柱(231)的一端设于所述浮体平台(1)上,所述球形转轴(232)可转动的设于所述支撑柱(231)的另一端上,所述第一支柱(233)的一端和所述第二支柱(234)的一端均与所述球形转轴(232)连接,所述第一支柱(233)的另一端与所述光伏组件(22)的上端连接,所述第二支柱(234)的另一端与所述光伏组件(22)的下端连接,所述第二支柱(234)与所述第一电磁组件(24)及所述第二电磁组件(25)连接。
6.根据权利要求5所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,所述球形转轴(232)内设有第一电磁阻尼系统和第二电磁阻尼系统,所述第一电磁阻尼系统设于所述球形转轴(232)的方位角转轴上,所述第二电磁阻尼系统设于所述球形转轴(232)的倾斜角转轴上,所述球形转轴(232)上设有锁止机构,使得所述球形转轴(232)在转动后固定于所述支撑柱(231)上。
7.根据权利要求2所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,所述浮体平台(1)上穿设有多个竖向的通孔(11),所述支撑组件(23)一侧的所述通孔(11)的孔壁上设有所述第一电磁组件(24),所述通孔(11)的外圆周上设有所述第二电磁组件(25)。
8.根据权利要求1所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,当所述调节式光伏机构(2)的数量为多个时,多个所述调节式光伏机构(2)阵列布设于所述浮体平台(1)上。
9.根据权利要求1所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,其特征在于,还包括多组系泊组件,所述系泊组件包括系泊缆绳(12)和锚固(13),所述系泊缆绳(12)的一端与所述浮体平台(1)连接,所述系泊缆绳(12)的另一端与所述锚固(13)连接,所述锚固(13)用于连接海床。
10.一种可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台的操作方法,其特征在于,利用权利要求1-9任一项所述的可主动调节组件角度的漂浮式光伏平台,包括:
