[发明专利]一种浮动式水面太阳能光伏发电系统

说明书

本发明公开了一种浮动式水面太阳能光伏发电系统，包括浮动式集光单元、传导单元、发电单元和牵引单元；所述浮动式集光单元漂浮在水面上用于收集太阳光，且浮动式集光单元与牵引单元牵引连接；所述传导单元为光纤传导装置，光纤传导装置的输入端连接浮动式集光单元，光纤传导装置的输出端连接发电单元；所述发电单元设置在牵引单元上。本发明将浮动式集光单元与发电单元分离，无需先行建立工作平台或人工岛，即可实现水面光伏发电的布置与运行。牵引单元还可带动整个发电系统移动，提升了系统整体的可靠性和运输的便捷性，系统可依据水域的气候条件，实时运送到适宜于太阳能发电的区域。

技术领域

本发明属于太阳能发电技术领域，具体涉及一种浮动式水面太阳能光伏发电系统。

背景技术

水面光伏发电系统是利用浮块将光伏组件漂浮在水面进行发电的一种新型太阳能发电系统，相对于陆地光伏发电系统而言，能够有效节约土地资源占用，大幅提高了光伏发电效率，同时对于减少水面蒸发、抑制藻类繁殖和保护水资源都具有重要作用。当前，日本、英国、韩国和新加坡等世界上多个国家都在积极推广和建设这种新型光伏发电系统，与之相比，我国起步较晚但是发展较快，但是却已经是全球最大的水面光伏发电系统建设国。未来，全球水面光伏发电系统市场规模将持续高速增长。

我国发展水面光伏发电系统具有以下优势：（1）我国东南沿海人多地少，电力需求量较大，发展水面光伏系统可以在不占用土地的前提下有效缓解局部能源压力；（2）我国内陆水库和湖泊众多，水域面积广大，具备大规模内陆推广水面光伏发电系统的地域优势，同时水面光伏系统还可以有效减少水面蒸发量，缓解北方内陆的用水压力；（3）我国有3.2万公里长海岸线，沿线发展水面光伏系统，可全面为沿线经济发达地带提供电力支持。

现有的水面光伏发电系统一般也采用聚光发电系统和非聚光发电系统两大类。聚光发电系统主要由太阳能电池、集光器、太阳光定位追踪系统组成，应用集光器能够将太阳光聚焦到入光面1/10至1/1000甚至更小的接收面（太阳能电池）上，相对于非聚光发电系统，聚光发电系统能够大幅度减少太阳能电池的使用面积和提高系统转换效率，进而有效节省光伏发电的成本，相对于平板非聚光太阳能电池而言，其转化电流能够提高2 倍以上，其发电效率可提高30%以上，进而有效地减少了太阳能电池的用量，降低了光伏发电成本。聚光发电系统是将光学技术与太阳能电池发电技术有机结合起来的一种高效发电模式。

然而，聚光发电系统在应用于水面光伏发电存在以下几个问题：（1）集光器结构精密复杂，整体设计制造难度较大，在水面布置困难，且集光器很难水面工作环境；（2）太阳光定位追踪系统对系统运行的长期可靠性要求较高，在水面布置困难；（3）需要搭建水上工作平台，成本高，并且水上工作平台很难满足聚光发电系统的工作要求。

公告号CN110920819A的发明公开了一种浮式太阳能高压气垫发电岛，包括漂浮在海面上的主体和用于发电的光伏板，光伏板布置于主体的表面，主体包括外围环形走廊、十字分隔走廊，气垫模块，以及用于支撑气垫模块的第一依附管组和第二依附管，十字分隔走廊设于外围环形走廊中且十字交叉点与外围环形走廊的中心重合，第一依附管组位于水面上，第二依附管位于水面下，气垫模块包括水平设置的平面气垫和竖向设置的裙带部分，平面气垫与第一依附管组连接，裙带部分的顶端与第一依附管组连接，底端与第二依附管连接，光伏板安装于平面气垫上。与现有技术相比，本发明通过设计十字分隔走廊有助于提高浮式太阳能高压气垫发电岛的稳定性，并且便于在大尺寸的应用时安装光伏板等设备，以及现场检修。

但是该技术方案仍然是先建岛，再安装光伏发电模块的思路，工作成本高，不适用于聚光发电系统。