一种光伏漂浮电站随动装置及其工作方法

技术领域

本发明属于光伏领域，具体涉及一种光伏漂浮电站随动装置及其工作方法。

背景技术

绿色发展与高效发展将成为能源体系建设的未来方向。在当前绿电技术中，光伏发电是其中最重要的技术之一。可以预见，光伏电站建设将大大提速。根据《2019年全国渔业经济统计公报》全国水产养殖面积7108.50千公顷，其中淡水养殖面积5116.32千公顷。假设可利用水面为其中的1％，我国水上光伏可开发量超过38GW。研究表明，桩长超过8.5m时，水上光伏采用漂浮式更加经济。

漂浮式光伏电站多采用绳缆将方阵固定在特定水域。然而，大部分水域，特别是南方区域，水位涨跌较大，绳缆无法解决在水位涨跌时的调节问题。这就造成，水位下跌后绳缆松弛，光伏方阵游动范围过大；水位上升后绳缆长度不足，光伏方阵由于绳缆牵拉而下沉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏漂浮电站随动装置及其工作方法，以解决现有技术中水位涨跌时绳缆长度自动调节问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种光伏漂浮电站随动装置，包括水位监测装置、计算机、无线信号发射系统、无线信号接收系统、固定绳缆、光伏方阵、自动收放装置和牵引固定桩；

所述水位监测装置的信号输出端连接所述计算机，所述计算机的信号输出端通过无线信号发射系统和无线信号接收系统通信连接所述自动收放装置；

所述自动收放装置安装在光伏方阵上，所述固定绳缆第一端连接所述牵引固定桩，所述固定绳缆第二端连接所述自动收放装置。

可选的，所述光伏方阵包括浮筒箱，所述浮筒箱上安装有光伏组件。

可选的，多个所述浮筒箱组成漂浮方阵。

可选的，所述光伏方阵的底部安装有光伏方阵加强梁，所述光伏方阵加强梁上安装有第二导向滑轮。

可选的，所述自动收放装置包括：伺服电机、变速箱和绳缆收放箱；所述伺服电机的输出连接所述变速箱的输入，所述变速箱的输出连接所述绳缆收放箱的输入；所述绳缆收放箱连接所述固定绳缆第二端。

可选的，所述变速箱包括变速箱体、蜗轴和蜗轮轴；所述蜗轮轴上安装有蜗轮，所述蜗轮轴安装在所述变速箱体上；所述蜗轮轴的第一端安装有变速箱输出轴齿轮；

所述蜗轴安装在变速箱体上，所述蜗轴与所述蜗轮相连接，所述蜗轴的第一端安装有齿轮箱输入轴齿轮；所述伺服电机的伺服电机输出轴齿轮与所述齿轮箱输入轴齿轮相啮合；

所述绳缆收放箱包括绳缆箱体和绳缆收放轴，所述绳缆收放轴安装在所述绳缆箱体上，所述固定绳缆缠绕在所述绳缆收放轴上；所述绳缆收放轴的第一端安装有绳缆收放箱齿轮，所述绳缆收放箱齿轮与变速箱输出轴齿轮相啮合。

可选的，所述绳缆箱体上安装有第一导向滑轮；所述固定绳缆绕在所述第一导向滑轮和第二导向滑轮上。

可选的，所述蜗轮轴通过蜗轮轴支撑轴承安装在所述变速箱体上；所述蜗轴通过轴承安装在变速箱体上；所述绳缆收放轴通过绳缆收放箱轴承安装在所述绳缆箱体上。

可选的，8根所述固定绳缆连接在所述光伏方阵上，所述光伏方阵的左右两端分别设置两根，前后两端分别设置三根。

本发明的第二方面，提供了一种光伏漂浮电站随动装置的工作方法，步骤如下：

通过水位监测装置获取水位信息，然后通过网络传递给计算机，计算机通过无线信号发射系统、无线信号接收系统将控制信号传递到伺服电机；伺服电机收到控制信号后，转化成旋转量输出到伺服电机输出轴齿轮上。伺服电机输出轴齿轮与固定在蜗轴上的齿轮箱输入轴齿轮啮合，将动力传递给同轴的蜗轴。蜗轴与蜗轮啮合，将转速降低，将动力传递给变速箱输出轴齿轮。变速箱输出轴齿轮与绳缆收放箱齿轮，将动力传递给绳缆收放轴，收放固定绳缆，使多根固定绳缆的拉力一致。

本发明的有益效果如下：

1、本发明实施例提供的光伏漂浮电站随动装置，包括光伏方阵、固定绳缆、自动收放装置、牵引固定桩、水位监测装置等。通过水位监测装置获取水位信息，并根据该信息控制自动收放装置，实现固定绳缆的收放。从而在水位涨跌的情况下实现固定绳缆的拉力一致。

2、本发明实施例提供的光伏漂浮电站随动装置，实现了水位涨跌时绳缆拉力不变。避免了水位下跌时的方阵游动范围过大问题，也避免了水位上升时光伏方阵由于绳缆拉力过大造成光伏方阵下沉问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例光伏漂浮电站随动装置的组成示意图。

图2为本发明实施例中光伏方阵的组成示意图。

图3为本发明实施例中光伏方阵的侧视图。

图4为本发明实施例中自动收放装置的结构示意图。

图5为本发明实施例中自动收放装置在浮筒上的安装结构示意图。

图6为本发明实施例光伏漂浮电站随动装置工作逻辑流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

本发明的目的在于提供一种光伏漂浮电站随动装置及其工作方法，通过水位监测装置获取水位信息，并根据该信息控制自动收放装置，实现固定绳缆的收放。从而在水位涨跌的情况下实现固定绳缆的拉力一致，实现了水位涨跌时绳缆拉力不变。

如图1～3所示，本发明的第一个方面，提供了一种光伏漂浮电站随动装置，包括水位监测装置1、计算机2、无线信号发射系统3、无线信号接收系统4、固定绳缆5、光伏方阵6、自动收放装置7和牵引固定桩8；水位监测装置1的信号输出端连接计算机2，计算机2的信号输出端通过无线信号发射系统3和无线信号接收系统4通信连接自动收放装置7；自动收放装置7安装在光伏方阵6上，固定绳缆5第一端连接牵引固定桩8，固定绳缆5第二端连接自动收放装置7。通过调节绳缆长短的方法，实现光伏方阵6的固定拉力始终保持一致，从而确保漂浮式光伏电站的运行安全。

可选实施例中，光伏方阵6包括浮筒箱23，浮筒箱23上安装有光伏组件24。多个浮筒箱23组成漂浮方阵。

如图4和5所示，可选实施例中，自动收放装置7包括：伺服电机9、变速箱11和绳缆收放箱10；伺服电机9的输出连接变速箱11的输入，变速箱11的输出连接绳缆收放箱10的输入；绳缆收放箱10连接固定绳缆5第二端。变速箱11包括变速箱体、蜗轴20和蜗轮轴18；蜗轮轴18上安装有蜗轮17，蜗轮轴18安装在变速箱体上；蜗轮轴18的第一端安装有变速箱输出轴齿轮15；蜗轴20安装在变速箱体上，蜗轴20与蜗轮17相连接，蜗轴20的第一端安装有齿轮箱输入轴齿轮21；伺服电机9的伺服电机输出轴齿轮22与齿轮箱输入轴齿轮21相啮合；绳缆收放箱10包括绳缆箱体和绳缆收放轴13，绳缆收放轴13安装在绳缆箱体上，固定绳缆5缠绕在绳缆收放轴13上；绳缆收放轴13的第一端安装有绳缆收放箱齿轮16，绳缆收放箱齿轮16与变速箱输出轴齿轮15相啮合。伺服电机9输出到伺服电机输出轴齿轮22上。

通过此种设置，伺服电机输出轴齿轮22与固定在蜗轴20上的齿轮箱输入轴齿轮21啮合，将动力传递给同轴的蜗轴20。蜗轴20与蜗轮17啮合，将转速降低，将动力传递给变速箱输出轴齿轮15。变速箱输出轴齿轮15与绳缆收放箱齿轮16，将动力传递给绳缆收放轴13，收放固定绳缆5，使多根固定绳缆5的拉力一致。

可选实施例中，光伏方阵6的底部安装有光伏方阵加强梁25，光伏方阵加强梁25上安装有第二导向滑轮26。绳缆箱体上安装有第一导向滑轮12；固定绳缆5绕在第一导向滑轮12和第二导向滑轮26上。

通过此种设置，经过第一导向滑轮12、第二导向滑轮26两次导向，实现固定绳缆5与牵引固定桩8的连接。

作为一种示例，蜗轮轴18通过蜗轮轴支撑轴承19安装在变速箱体上；蜗轴20通过轴承安装在变速箱体上；绳缆收放轴13通过绳缆收放箱轴承14安装在绳缆箱体上。

可选实施例中，8根固定绳缆5连接在光伏方阵6上，光伏方阵6的左右两端分别设置两根，前后两端分别设置三根。

如图6所示，本发明第二方面，提供了一种光伏漂浮电站随动装置的工作方法，步骤如下：

通过水位监测装置1获取水位的涨跌信号，然后通过网络传递给计算机2，根据水位、角度分析绳索收放量，计算机2通过无线信号发射系统3、无线信号接收系统4将控制信号传递到伺服电机9；伺服电机9收到控制信号后，转化成旋转量输出到伺服电机输出轴齿轮22上。伺服电机输出轴齿轮22与固定在蜗轴20上的齿轮箱输入轴齿轮21啮合，将动力传递给同轴的蜗轴20。蜗轴20与蜗轮17啮合，将转速降低，将动力传递给变速箱输出轴齿轮15。变速箱输出轴齿轮15与绳缆收放箱齿轮16，将动力传递给绳缆收放轴13，收放固定绳缆5，使多根固定绳缆5的拉力一致。

经过第一导向滑轮12、第二导向滑轮26两次导向，实现固定绳缆5与牵引固定桩8的连接。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。