具有温控功能的水上光伏设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型总体上涉及太阳能光伏领域，具体而言涉及一种具有温控功能的水上光伏设备。
【背景技术】
[0002]现有光伏跟踪系统一般仅能在东西方向上跟踪太阳光，而在南北方向上是固定的。然而，由于许多地区的地形非水平、上空云层遮盖或季节性光照差异等原因，使得东西向可调、南北向固定的光伏跟踪系统并不能最优地跟踪太阳光。
[0003]现有转轴式光伏跟踪系统的各个光伏跟踪子系统均具有转动轴，各个光伏跟踪子系统的转动轴又彼此连接。所述转动轴由布置在转动轴末端的马达来驱动以使全部光伏跟踪子系统的太阳能面板同时翻转。然而，这样的转轴式光伏跟踪系统的传动机构比较复杂、所需部件较多，使得其转动轴需要布置在离地或水面较近处，否则重心不稳，容易倾倒。由于转动轴离地或水面较近，妨碍了车辆和船只的往来，因此转轴式光伏跟踪系统之下的空间无法加以充分利用。而无遮掩的水面尤其是利用太阳能的理想场地。然而，许多诸如河流、湖泊之类的水域，由于水产养殖的原因，需要在水面无障碍地上行驶拖网船、养殖船等船只，而诸如上述转轴式光伏跟踪系统之类的现有水上光伏设备的大面积架设往往会妨碍水面上的通行能力，进而阻碍了对水体的进一步利用。因此，对于水上光伏设备而言，如何能够在水面架设水上光伏设备的同时，不影响水面的通行、从而有助于对水体的进一步利用，是一个较大的挑战。
[0004]此外，现有推杆式光伏跟踪系统在东西向上的跟踪一般是通过如下方式实现的:布置在多个光伏跟踪子系统中的最靠边一个光伏跟踪子系统处的马达使推杆水平移动，推杆进而使所连接的各个光伏面板翻转。该方案所具有的缺点是:由于马达布置在位于最边上的光伏跟踪子系统处，使得为了带动另一侧最边上的光伏跟踪子系统需要较大力矩，从而对推杆的材料强度和粗细度提出较高要求，这增加了成本，而且推杆容易发生故障。
[0005]另外，太阳能面板的发热问题是光伏设备所面临的一个难题。随着温度的升高，光伏发电效率会降低。现有技术中一般仅仅采用散热片之类的被动散热装置，但是这样的被动散热装置的散热效果往往不佳。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的任务是，提出一种具有温控功能的水上光伏设备，所述水上光伏设备能够避免现有技术的上述缺点，也就是说，在所述水上光伏设备的情况下，能够在东西向和南北向上跟踪太阳光。
[0007]本实用新型的另一任务是，提出一种具有温控功能的水上光伏设备，能够将系统上的光伏面板大幅度地架高在水面上，从而不妨碍水面上的通行能力，进而有利于对水体的进一步利用。
[0008]本实用新型的又一任务是，在所述的具有温控功能的水上光伏设备中，可以使用强度和粗细度较低的推杆而不发生故障，从而大大降低了系统的制作成本，并且通过牵引式的传动机构以增强具有温控功能的光伏跟踪系统的可靠性和稳定性。
[0009]本实用新型的再一任务是，在所述的具有温控功能的水上光伏设备中，利用水上光伏设备的特点来提高散热效率。
[0010]根据本实用新型，前述任务通过根据本实用新型的所述具有温控功能的水上光伏设备来解决。在从属权利要求中定义了本实用新型的优选方案和扩展方案。
[0011]根据本实用新型的具有温控功能的水上光伏设备包括主光伏子系统和布置在主光伏子系统至少一侧的一个或多个从光伏子系统，所述主光伏子系统和从光伏子系统分别包括梁桁架，在所述梁桁架的顶部分别安装有一个或多个太阳能面板，并且梁桁架具有沿梁桁架的长度方向布置的转动轴，使得梁桁架能够绕转动轴在与梁桁架的长度方向垂直的第一方向上翻转；
[0012]所述主光伏子系统包括推杆移动系统，所述推杆移动系统包括马达和与梁桁架的长度方向垂直布置的第一推杆，所述第一推杆分别通过推杆连接件与主光伏子系统和从光伏子系统的梁桁架连接，所述马达通过传动机构与梁桁架连接以在马达运转时使主光伏子系统的梁桁架沿与梁桁架的长度方向垂直的第一方向翻转，而梁桁架在第一方向上的翻转使第一推杆在第一方向上运动，第一推杆在第一方向上的运动带动从光伏子系统的梁桁架在第一方向上翻转；
[0013]所述主光伏子系统和从光伏子系统分别还包括布置在梁桁架的长度方向上的第二推杆，所述第二推杆分别与所述太阳能面板连接，其中当推动所述第二推杆时，使与第二推杆连接的太阳能面板在与梁桁架的长度方向平行的第二方向上翻转；
[0014]所述主光伏子系统和从光伏子系统分别还包括散热系统，所述散热系统包括:散热器;风扇，其被配置为将流经散热器的风吹送到太阳能面板上;连接到散热器的热管，所述热管连接到水面以下；以及与热管连接的水栗，所述水栗被配置为在温度超过阈值时将水从水面以下经由热管栗送到散热器以冷却散热器；
[0015]其中所述水上光伏设备在底部具有至少一个浮力件，所述浮力件用于将太阳能面板保持在水面以上。
[0016]根据本实用新型的具有温控功能的水上光伏设备能够在东西向上、即垂直于梁桁架的长度方向上以及南北向上、即梁桁架的长度方向上跟踪太阳光，使得不仅在一天中的各个时段中、而且在各种地形和各种天气或者气候或季节条件下均能最优地跟踪太阳光。而且，该水上光伏设备结构简单，且其推杆能够布置在离水面较高处，使得船只能够自由地在该系统之下的水面上通行，由此对架设有水上光伏设备的水域的更好利用(如水产养殖)成为可能。此外，由于推杆移动系统布置在位于设备中部的光伏子系统、即主光伏子系统处、而不是布置在位于设备端部的光伏子系统处，因此为了转动位于设备端部的光伏子系统的太阳能面板所需的力矩大大减小，从而使得第一推杆可以采用更低强度的材料和具有更低的粗细度，使其降低了成本，也减小了发生故障的概率;此外，本实用新型的水上光伏设备还具有自适应式散热系统，该散热系统在温度未超过阈值时通过风扇加散热器方式进行散热，其中散热器与连接到水面以下的热管连接，以降低散热器温度；当温度超过阈值时，与散热器连接的水栗将水从水面下经由热管栗送到散热器上以主动冷却散热器，从而达到更好的散热效果。该散热系统在水上光伏设备的情况下能够有效的工作，因为在正常情况下，由于水的比热容大于空气，因此水温低于气温，尤其是水面下一定深度处的水温更是远低于气温，因此本实用新型可以有效地利用可用水资源对光伏设备进行降温散热，从而显著提高光伏发电效率。
[0017]在本实用型的一个优选方案中规定:所述水上光伏设备通过所述热管与相邻水上光伏设备连接，并且由一个或多个水栗来经由热管栗送水。通过该优选方案，可以通过热管将相邻水上光伏设备连接成矩阵，并通过采用一个或多个水栗对所述热管进行统一栗水，从而不仅实现了抗倾翻的更稳定的水上光伏设备阵列，而且实现了有效的散热网络，从而降低成本。
[0018]在本实用新型的另一优选方案中规定:所述传动机构为牵引绳，所述牵引绳的两端分别与一个圆弧部件的两端接近地固定在梁桁架上，并且所述牵引绳的下侧缠绕在马达的转动轴上，第一推杆与安装在圆弧部件下端的推杆连接件连接。该优选方案所具有的优点是，牵引绳和圆弧部件的成本低且结构简单，而且圆弧部件的存在使牵引绳始终处于张紧状态，避免了打滑，增加了系统的可靠性。
[0019]在本实用新型的另一优选方案中规定:所述传动机构为链条，所述链条的两端固定在梁桁架上并且所述链条的下侧缠绕在具有能够与所述链条咬合的齿轮的马达上。由于链条与马达的齿轮紧密咬合，因此即使省去圆弧部件也可以避免打滑。由此该优选方案结构简单且可靠。
[0020]在本实用新型的一个优选方案中规定:在主光伏子系统与从光伏子系统之间和/或在从光伏子系统之间布置一个或多个在轴向表面上呈半闭合或全闭合的承力圈，所述承力圈固定在主光伏子系统与从光伏子系统之间或从光伏子系统之间的互连杆上，并且第一推杆穿过所述承力圈。由于所述承力圈承受了推动第一推杆的推力的一部分、尤其是推力的垂直分量，同时大大减小了推杆由于两端受力而发生侧弯的概率，因此，由于采用所述承力圈，第一推杆可以具有更低的材料强度和粗细度而不会发生弯曲，从而进一步降低成本。在最优选的情况下，设置仅仅一个承力圈，其居中地布置在两个相邻光伏子系统之间。当然，承力圈的其它数目也是可能的。
[0021]在本实用新型的一个扩展方案中规定:第一推杆设置在离水面2-5米的高度上。所设置2-5米的高度保证了船只等能够在水上光伏设备之下自由往来。当然，其它的高度也是可以设想的。所述离水面高度例如可以通过设置浮力件的浮力以及第一推杆距离浮力件的高度来实现。
[0022]在本实用新型的另一扩展方案中规定:第二推杆通过与太阳能面板底部的支杆连接来与所述太阳能面板连接，所述支杆能够绕旋转轴在第二方向上转动。该扩展方案可以保证推杆对太阳能面板的简单和可靠的致动。
[0023]在本实用新型的一个优选方案中规定:第一