一种折展型海上太阳能光伏板发电装置

1.本发明属于太阳能光伏板领域，具体说是一种折展型海上太阳能光伏板发电装置。


背景技术：

2.近年来，光伏发电得到了广泛的应用，主要应用于屋顶光伏以及地面光伏。自2013年以来，随着中国光伏应用市场的大规模启动，土地问题已经成了限制光伏发电建设的重要问题之一，海上光伏具有很好的发展前景，因此，光伏电站逐渐从陆地转移到水上，尤其是以渔光互补为基础的水上光伏电站成了最近两年中国应用市场的一大亮点，相对于地面光伏电站，水上电站规避了土地的限制，同时对水的生态环境还起到了一定的保护作用如减少水的蒸发、抑制藻类的繁殖，另外还可以同水产养殖结合在一起，真正实现资源的综合利用。
3.目前，在水上光电站的建设过程中，是将光电板固定在相应的钢结构或浮体结构之上，通常所用的水上光电板的发电量为300w，边长近似为长边1.6m和短边0.9m，由此可见光电板的整体尺寸较大，在进行运输时，往往是多片光电板堆叠在一起，导致运输不变，同时，由于水上环境较陆地更为多变，在受到强风、降雨、降雪时很容易导致光电板的毁坏，工作人员在进行维护时，也会更加不方便。
4.因此，如何设计一种折展型海上太阳能光伏板发电装置，可大幅减小光电板在运输、安装及维护时由于尺寸太大所造成的不便，同时，在遭遇到极端天气时，可以利用光电板易于折叠的特性，减小光电板的损伤，可提高使用寿命。这是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种折展型海上太阳能光伏板发电装置，具有折叠收拢尺寸小便于储存与运输、展开构型大便于工作与保型及以可快速展开和收拢的特点，其结构简单，适于海上使用，可提高使用寿命。
6.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种折展型海上太阳能光伏板发电装置，包括太阳能光伏板本体和光伏板支架及浮筒，所述光伏板支架固定在所述浮筒上，所述太阳能光伏板本体设置在所述光伏板支架上，其特征在于，由4块平行四边形光伏板通过铰链铰接形成具有一个单顶点和四条铰链折线的刚性折展光伏板单元，再由若干所述刚性折展光伏板单元通过沿行列方向扩展，并以铰接方式拼接形成单自由度结构的折展型太阳能光伏板本体，且使各个所述刚性折展光伏板单元同步实现折展。
7.对上述技术方案的改进：所述刚性折展光伏板单元的整体呈隆起的尖顶形状，其中有两片平行四边形光伏板铰接形成内凹部，所述刚性折展光伏板单元中有4个铰接处，其中有3条高处铰链折线位于相邻两片平行四边形光伏板形成的隆起部，还有1条低处铰链折线位于相邻两片平行四边形光伏板形成的内凹部，相邻两个所述刚性折展光伏板单元上的
隆起部与内凹部连接，使所述隆起部与所述内凹部交替排列形成高低起伏的波浪形。
8.对上述技术方案的进一步改进：各个所述平行四边形光伏板的大小尺寸及形状均相同。
9.对上述技术方案的进一步改进：所述折展型太阳能光伏板本体的整体为矩形，处在矩形中相对两个边上的所述平行四边形光伏板被切割成梯形，所述折展型太阳能光伏板本体沿其对角线展开和折叠。
10.对上述技术方案的进一步改进：所述光伏板支架上设置压块，所述压块上设置卡槽，所述折展型太阳能光伏板本体展开状态以可拆卸方式设置在所述光伏板支架上，并固定在所述光伏板支架上压块的卡槽中。
11.对上述技术方案的进一步改进：所述光伏板支架支撑所述折展型太阳能光伏板本体的平面呈倾斜角度设置，所述折展型太阳能光伏板本体倾角度范围为5-30度。
12.对上述技术方案的进一步改进：所述光伏板支架包括上部支撑杆、中间立杆及下部支撑杆，所述中间立杆的上下两端分别与所述上部支撑杆和下部支撑杆连接，所述上部支撑杆与折展型太阳能光伏板本体以可拆卸方式连接，所述下部支撑杆与若干个所述浮筒连接。
13.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：1、本发明将太阳能光伏板本体分成许多独立的单元，每个独立单元均由4块相同的平行四边形光伏板通过铰链进行铰链铰接形成刚性折展光伏板单元，再由若干刚性折展光伏板单元通过沿行列方向扩展，并铰接形成折展型太阳能光伏板本体，具有折叠收拢尺寸小便于储存与运输、展开构型大便于工作与保型及以可快速展开和收拢的特点，其结构简单，适于海上使用，可提高使用寿命。
14.2、本发明的折展型太阳能光伏板本体在收拢时通过推入对角的两端来实现，展开时通过反向拉开对角来实现，折展系统的展开过程对应于一个单自由度的系统，在展开时各部分都是同时展开的，具有非常大的折展率。
附图说明
15.图1为本发明一种折展型海上太阳能光伏板发电装置中一个单顶点和四条铰链折线的刚性折展光伏板单元的示意图；图2为本发明一种折展型海上太阳能光伏板发电装置中相邻的刚性折展光伏板单元连接结构示意图；图3为本发明中一种折展型海上太阳能光伏板发电装置中太阳能光伏板本体整体展开的示意图；图4为本发明中一种折展型海上太阳能光伏板发电装置中太阳能光伏板本体折展过程的中间状态示意图；图5为本发明中一种折展型海上太阳能光伏板发电装置中太阳能光伏板本体完全折叠状态的示意图；图6为本发明一种折展型海上太阳能光伏板发电装置的整体结构示意图。
16.图中：1、平行四边形光伏板；2、铰链；3、高处铰链折线；4、低处铰链折线；5、浮筒；6、光伏板支架；7、太阳能光伏板本体；8、光伏板压块。
具体实施方式
17.为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
18.参见图1-图6，本发明一种折展型海上太阳能光伏板发电装置的实施例，包括太阳能光伏板本体和光伏板支架6及浮筒5，光伏板支架6固定在浮筒5上，太阳能光伏板本体设置在光伏板支架6上。由4块平行四边形光伏板1通过铰链2铰接形成具有一个单顶点和四条铰链折线的刚性折展光伏板单元，再由若干所述刚性折展光伏板单元通过沿行列方向扩展，并以铰接方式拼接形成单自由度结构的折展型太阳能光伏板本体7，使各个所述刚性折展光伏板单元同步实现折展。
19.进一步的，上述刚性折展光伏板单元的整体呈隆起的尖顶形状，其中有两片平行四边形光伏板1铰接形成内凹部，所述刚性折展光伏板单元中有4个铰接处，其中有3条高处铰链折线3位于相邻两片平行四边形光伏板1形成的隆起部，还有1条低处铰链折线4位于相邻两片平行四边形光伏板1形成的内凹部，相邻两个所述刚性折展光伏板单元上的隆起部与内凹部连接，使所述隆起部与所述内凹部交替排列形成高低起伏的波浪形。
20.再进一步地，各个平行四边形光伏板1的大小尺寸及形状均相同。
21.具体而言：上述折展型太阳能光伏板本体7的整体为矩形，处在矩形中相对两个边上的平行四边形光伏板1被切割成梯形，折展型太阳能光伏板本体7沿其对角线展开和折叠。
22.又进一步地，上述光伏板支架上设置压块8，在压块8上设置卡槽，折展型太阳能光伏板本体7展开状态以可拆卸方式设置在光伏板支架6上，并固定在光伏板支架6上的压块8的卡槽中。
23.更进一步地，上述光伏板支架6支撑折展型太阳能光伏板本体7的平面呈倾斜角度设置，折展型太阳能光伏板本体7倾角度范围为5-30度。
24.具体制作时，如图6所示，上述光伏板支架6包括上部支撑杆、中间立杆及下部支撑杆，所述中间立杆的上下两端分别与所述上部支撑杆和下部支撑杆连接，所述上部支撑杆与折展型太阳能光伏板本体7以可拆卸方式连接，所述下部支撑杆与若干个浮筒5连接。上述的压块8设置在上部支撑杆的两端。
25.使用时，先展开折展型太阳能光伏板本体7并安装在光伏板支架6上，首先使其沿着对角线展开，并固定在光伏板支架6上的压块8中对应卡槽中，使其完全固定，具有良好的工作特性。其中，光伏板支架6固定在浮筒5之上，光伏板支架6按照特定倾斜角制造，该倾斜角可选用入射光线最优的角度，使整个折展型太阳能光伏板本体7的光电利用率达到最大。当遭遇到极端天气时，可将折展型太阳能光伏板本体7从压块8的对应卡槽中取下并进行折叠，减小极端天气下对光电板的损害，提高光电板的使用寿命。在展开或折叠收合过程中，刚性折展光伏板单元上的隆起部与内凹部相互结合，从而带动整体结构进行折展。
26.本发明中的折展型太阳能光伏板本体7在收拢时通过推入对角的两端来实现，展开时通过反向拉开对角来实现，展开过程对应于一个单自由度的系统，在展开时各部分都是同时展开的，具有非常大的折展率。
27.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发
明的保护范围。

技术特征：
1.一种折展型海上太阳能光伏板发电装置，包括太阳能光伏板本体和光伏板支架及浮筒，所述光伏板支架固定在所述浮筒上，所述太阳能光伏板本体设置在所述光伏板支架上，其特征在于，由4块平行四边形光伏板通过铰链铰接形成具有一个单顶点和四条铰链折线的刚性折展光伏板单元，再由若干所述刚性折展光伏板单元通过沿行列方向扩展，并以铰接方式拼接形成单自由度结构的折展型太阳能光伏板本体，且使各个所述刚性折展光伏板单元同步实现折展。2.根据权利要求1所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于，所述刚性折展光伏板单元的整体呈隆起的尖顶形状，其中有两片平行四边形光伏板铰接形成内凹部，所述刚性折展光伏板单元中有4个铰接处，其中有3条高处铰链折线位于相邻两片平行四边形光伏板形成的隆起部，还有1条低处铰链折线位于相邻两片平行四边形光伏板形成的内凹部，相邻两个所述刚性折展光伏板单元上的隆起部与内凹部连接，使所述隆起部与所述内凹部交替排列形成高低起伏的波浪形。3.根据权利要求1或2所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,各个所述平行四边形光伏板的大小尺寸及形状均相同。4.根据权利要求1或2所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述折展型太阳能光伏板本体的整体为矩形，处在矩形中相对两个边上的所述平行四边形光伏板被切割成梯形，所述折展型太阳能光伏板本体沿其对角线展开和折叠。5.根据权利要求1或2所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述光伏板支架上设置压块，所述压块上设置卡槽，所述折展型太阳能光伏板本体展开状态以可拆卸方式设置在所述光伏板支架上，并固定在所述光伏板支架上压块的卡槽中。6.根据权利要求3所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述光伏板支架上设置压块，所述压块上设置卡槽，所述折展型太阳能光伏板本体展开状态以可拆卸方式设置在所述光伏板支架上，并固定在所述光伏板支架上压块的卡槽中。7.根据权利要求4所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述光伏板支架上设置压块，所述压块上设置卡槽，所述折展型太阳能光伏板本体展开状态以可拆卸方式设置在所述光伏板支架上，并固定在所述光伏板支架上压块的卡槽中。8.根据权利要求1或2所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述光伏板支架支撑所述折展型太阳能光伏板本体的平面呈倾斜角度设置，所述折展型太阳能光伏板本体倾角度范围为5-30度。9.根据权利要求6所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述光伏板支架支撑所述折展型太阳能光伏板本体的平面呈倾斜角度设置，所述折展型太阳能光伏板本体倾角度范围为5-30度。10.根据权利要求8所述的折展型海上太阳能光伏板发电装置，其特征在于,所述光伏板支架包括上部支撑杆、中间立杆及下部支撑杆，所述中间立杆的上下两端分别与所述上部支撑杆和下部支撑杆连接，所述上部支撑杆与折展型太阳能光伏板本体以可拆卸方式连接，所述下部支撑杆与若干个所述浮筒连接。

技术总结
本发明提供一种折展型海上太阳能光伏板发电装置，包括太阳能光伏板本体和光伏板支架及浮筒，光伏板支架固定在浮筒上，太阳能光伏板本体设置在光伏板支架上，其特点是：由4块平行四边形光伏板通过铰链铰接形成具有一个单顶点和四条铰链折线的刚性折展光伏板单元，再由若干所述刚性折展光伏板单元通过沿行列方向扩展，并以铰接方式拼接形成单自由度结构的折展型太阳能光伏板本体，且使各个所述刚性折展光伏板单元同步实现折展。具有折叠收拢尺寸小便于储存与运输、展开构型大便于工作与保型及以可快速展开和收拢的特点，其结构简单，适于海上使用，可提高使用寿命。可提高使用寿命。可提高使用寿命。


技术研发人员：常宗瑜 张超 战斐 王海波 郑中强 倪平虎 曲力源 张嘉逸
受保护的技术使用者：中国海洋大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/13