一种海上漂浮式光伏发电检测平台及监测装置

本发明涉及海上光伏发电平台，具体为一种海上漂浮式光伏发电检测平台及监测装置。

背景技术：

1、根据国际能源署的预测，在2015年至2040年期间，全球能源需求增长将增加28%。然而，传统的主流能源——化石能源因会对环境产生负面影响，将难以继续满足全球日益增长的能源需求。为应对日益严峻的能源需求与环保压力，近年来新能源产业得到迅速发展。其中，大型集中式光伏电站的开发将占用大量的土地资源，每mw装机容量大概需要占用1.6公顷的土地。随着光伏电站装机容量不断增加，光伏电站与土地资源之间的矛盾愈发紧张。适宜开发光伏电站的土地资源也逐渐减少，将不得不面对不利于开发的地点和地形，导致更大的输电损耗和更多的场地土方工作，从而增加资本支出，降低了光伏电站效益与经济可行性。

2、漂浮式水面光伏被视作应对上述挑战的方案之一。漂浮式水面光伏电站利用闲置水域资源，避免了光伏电站与工农业或旅游业的用地冲突。水面环境能够为光伏板降温，并且水的反射率相比地面更强，可增加光伏板所受辐射能，增加光伏板发电量，是未来光伏装机的重要增长点，具有极大的发展潜力。

3、对于传统地面光伏电站或者内陆漂浮光伏电站，光伏组件在发电工作时是处于一种相对静止的状态，光伏组件不会发生摇荡运动，所以发电功率曲线在一段时间内是平稳的。但是对于海上漂浮光伏电站，海面每天都会上下起伏波动，电站平台会带着浮体一起摇荡，组件的倾角和方位角一直在变化，其发电功率势必会受到较大影响。而准确地估计光伏组件的发电量是测算海上光伏电站投资收益率的基础，因此有必要设计一种海上漂浮式光伏发电量监测装置，准确评估海上漂浮式光伏组件发电量。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种海上漂浮式光伏发电检测平台及监测装置，通过hdpe浮体与缆绳组成的网状结构承载光伏装置，在光伏装置晃动的过程中监测发电功率，进而评估漂浮式光伏组件的发电量。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种海上漂浮式光伏发电检测平台，包括由多个hdpe浮体组成的网状的漂浮结构和设置于所述漂浮结构上的光伏装置，所述光伏装置设置于调节支架上，所述调节支架的底部设置hdpe浮体，通过调节支架改变所述光伏装置的倾斜角度以朝向光照方向；所述hdpe浮体之间通过线缆连接组成网状结构，波浪载荷作用于hdpe浮体上后由线缆组成的所述网状结构承担；所述hdpe浮体与调节支架之间设置有柔性支撑件，所述柔性支撑件提供纵向弹性支撑以及扭转弹性支撑，能够抑制波浪载荷从所述hdpe浮体向所述光伏装置的传递；所述光伏装置的四周设置有防撞板，所述防撞板的朝向能够根据所述光伏装置的倾斜角度而改变，以缓冲所述光伏装置之间不可避免的碰撞；所述光伏装置的表面还设置有折射组件，通过所述折射组件中设置的多组透镜增加所述光伏装置对侧向光线的收集，所述光伏装置通过导线与电子组件连接。

4、进一步的，所述hdpe浮体之间通过缆绳连接组成网状结构以作为主要承力框架，所述网状结构的节点处为hdpe浮体，所述hdpe浮体的外侧通过系泊线与固定装置连接。

5、进一步的，所述柔性支撑件包括连接板、缓冲板、限位柱、固定柱、底座和弹簧组件，所述底座固定于hdpe浮体上，底座通过弹簧组件与缓冲板连接，并且通过底座的腔体对缓冲板的移动进行限制；所述缓冲板通过多根固定柱与连接板固定连接，固定于所述连接板中部的限位柱穿过缓冲板后伸入所述底座的腔体中。

6、进一步的，所述弹簧组件包括设置于缓冲板四周的周向弹簧，以及位于所述底座的腔体中的锥形弹簧；所述缓冲板上设置有连接部、扭转部和限位弧面，所述底座包括座体以及设置于座体上的弧形导向面、限位台和安装部；所述缓冲板的连接部为近似方形，所述连接部的四面分别设置有向外凸出的扭转部，所述扭转部的最外侧为限位弧面，每个所述扭转部的两侧分别设置有周向弹簧；所述座体为方形且在内部的四角处设置有限位台，限位台的侧面设置有用于安装周向弹簧的安装部，所述限位台将底座的所述腔体限制为十字形的腔体，所述限位台之间的所述腔体的侧面为弧形导向面；所述缓冲板安装于所述底座的所述十字形的腔体中，缓冲板的扭转部的两侧通过周向弹簧安装于限位台的安装部上，缓冲板的限位弧面对应底座的弧形导向面，使得缓冲板能够相对于底座扭转并通过周向弹簧抑制所述扭转的幅度；所述锥形弹簧抵接设置于座体与缓冲板的下端面之间，所述限位柱伸入锥形弹簧的内部。

7、进一步的，所述调节支架包括支撑底架、调节杆、固定销和调节孔，柔性支撑件的连接板与所述支撑底架的底部固定连接，支撑底架的一端与光伏装置铰接，另一侧设置有多个调节孔，所述调节杆的上端与光伏装置铰接，另一端通过固定销连接于支撑底架的调节孔上，通过改变调节杆与不同的调节孔插接固定以实现光伏装置倾斜角度的调节。

8、进一步的，光伏装置的光伏板的四周侧面通过弹性支撑组件与防撞板连接，所述弹性支撑组件与光伏板通过角度调节组件连接，通过改变弹性支撑组件与光伏板的夹角，进而使得防撞板能够根据光伏装置的倾斜角度不同而改变朝向。

9、进一步的，所述弹性支撑组件包括调节支座、铰接部、侧向弹簧、伸缩杆、铰接座、抵接部和横向弹簧组；所述调节支座的一侧设置有抵接部，另一侧通过角度调节组件与光伏板连接，抵接部上设置有横向弹簧组并与防撞板的中部连接，具体的所述角度调节组件为可转动的销轴以及能够对所述销轴进行锁止的螺母的组合结构；调节支座的上下两端分别设置有铰接部，所述伸缩杆的一端与铰接部连接，另一端与防撞板铰接，所述伸缩杆的周向设置有侧向弹簧；所述防撞板受到侧面正向的碰撞时，主要通过横向弹簧组缓冲所述碰撞，防撞板受到侧面斜向的碰撞时，主要通过侧向弹簧缓冲所述碰撞。

10、进一步的，所述光伏板包括固定框以及固定于固定框上的硅晶组件，所述折射组件包括间隔设置的透镜组件和反射镜组件，透镜组件和反射镜组件对应安装于光伏板表面的固定框上，使得透镜组件和反射镜组件的底部之间对应硅晶组件。

11、进一步的，所述透镜组件包括从上至下依次连接的第一凹透镜、凸透镜和第二凹透镜，反射镜组件包括位于其两侧的反射面；从所述光伏板的侧向照射到透镜组件上的光线，经过所述透镜组件的折射后发生朝向光伏板的折射，之后经过反射面的反射后射向底部的硅晶组件，从所述光伏板正向的光线能够从透镜组件和反射镜组件之间射向底部的硅晶组件，通过所述透镜组件和反射镜组件将更广角度的光线汇聚到硅晶组件表面。

12、一种海上漂浮式光伏发电监测装置，包括上述的光伏发电检测平台，将光伏发电检测平台放置于水池中，通过人工造浪装置模拟波浪对hdpe浮体的冲击，还包括设置于光伏装置上方的日照模拟装置；通过电子组件监测光伏装置倾角和方位角变化时的发电功率，进而评估所述光伏装置的发电量。

13、与现有技术相比，本发明提供了一种海上漂浮式光伏发电检测平台及监测装置，具备以下有益效果：

14、1.本发明利用线缆组成一张网状结构，作为主要承力框架，然后把hdpe浮体连接在网状结构的节点上，在hdpe浮体上安装光伏装置，hdpe浮体的作用是为组件提供浮力平台，而且塑料浮体天然防腐，没有锈蚀的风险。光伏平台的受力特性清晰，波浪载荷作用在hdpe浮体上，浮体将波浪力传递到缆绳上，然后再传递到系泊线上，由于浮体与浮体不直接相连，因此浮体只承担自身的波浪力。

15、2.本发明的hdpe浮体与光伏装置通过柔性支撑件连接，在对晃动状态下的光伏装置进行发电量监测时，柔性支撑件能够对光伏装置的震动和扭动进行缓冲，进一步的抑制了波浪力传递至光伏装置。

16、3.本发明的光伏装置上设置有防撞组件，能够对正侧向和斜侧向的碰撞进行缓冲，并且防撞组件通过角度调节组件与光伏装置连接，能够根据光伏装置的倾斜角度不同调节防撞组件的朝向以覆盖更大的防撞范围。

17、4.本发明的光伏装置上设置的透镜组件能够将侧向的较倾斜的射向光伏装置的光线进行折射，增大了光伏板能够接收到的光线的角度范围，提高了光伏组件的发电效率。