漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼的制作方法

1.本发明涉及一种漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼，包括限定至少两个格栅间隙的漂浮式平面格栅、至少一个或多个太阳能单元以及至少一个或多个鱼笼，其中至少一个鱼笼被分配到至少一个格栅间隙，至少一个太阳能单元被分配到至少一个格栅间隙，至少部分地或完全地覆盖所述格栅间隙，从而形成太阳能单元覆盖的格栅间隙，至少一个太阳能单元覆盖的格栅间隙部分地跨越至少一个鱼笼，从而形成部分覆盖的鱼笼，并且该部分覆盖的鱼笼允许笼养的鱼随意地定位在至少一个至少部分地太阳能单元覆盖的格栅间隙下方，并且其中至少一个太阳能单元覆盖的格栅间隙(6)提供电能、保护鱼免受直接太阳辐射、针对鱼的捕食者保护（例如，免受鱼类捕食性鸟）以及可选地至鱼笼（5）中的水的热量中的任何一种，或其任何组合。此外，本发明提供了一种使用所述漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼(1)养鱼的方法。


背景技术：

2.随着对鱼和鱼蛋白需求的增加，同时又过度捕捞海洋和大陆淡水储量，养鱼或养鱼业迅速扩大。鱼在箱和池塘(水产养殖)或岸上(海水养殖)孵化、喂养和饲养。在鱼类养殖中产生的最重要的养殖鱼类是鲤鱼、罗非鱼、鲑鱼、鳟鱼和鲶鱼，而且虾、龙虾和诸如海草和藻类的可食用水生植物越来越流行。所有这些都是本发明的一部分，并且在该文档中将统称为“鱼”。
3.最常见的是，将鱼笼放置在湖泊、海湾、池塘、河流或海洋中以容纳和保护鱼直到捕捞。当置于海中时，该方法被称为“离岸养殖”。永久性放置的鱼笼的一个问题是来自笼养鱼的未喂食食物和粪便的生物污染，这在下方地面上是最严重的。必要时，养鱼者依赖于水交换和水处理，这需要泵的能量。目前，柴油和电力成本对于水产养殖业是重要的。政府已经收紧了这种法规。到2021年，挪威离岸鱼场将禁止使用柴油。
4.在岸基电力不可用的情况下，现场产生的太阳能是“绿色”选择。然而，太阳能需要大量空间，特别是如果需要较长时间段操作强力泵。今天，已经存在大的平面漂浮岛，即所谓的太阳能岛，其提供太阳能并且经由电缆链接到岸上安装的发电站。
5.此外，鱼类养殖专家已知，水温和鱼类舒适度对体重增加和捕捞时间具有强烈影响。例如，在冬季，在向河流释放过量热量的核电站附近的养鱼场中生长的鱼比在较冷的水中进一步沿河流向上的鱼生长得显著更快。而且，处于压力下的鱼将不规律地游动，因此消耗更多的能量。


技术实现要素：

6.鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种改进的漂浮式鱼笼，其被优化用于节能养鱼。
7.在第一方面，该目的通过一种漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼来实现，该鱼笼包括：
(i)漂浮式平面格栅，所述格栅限定至少两个格栅间隙，(ii)至少一个或多个太阳能单元，以及(iii)至少一个或多个鱼笼，其中(a)至少一个鱼笼被分配到至少一个格栅间隙，(b)至少一个太阳能单元被分配到至少一个格栅间隙，至少部分地或完全地覆盖所述格栅间隙，从而形成太阳能单元覆盖的格栅间隙，(c)至少一个太阳能单元覆盖的格栅间隙部分地跨越至少一个鱼笼，形成部分覆盖的鱼笼，(d)该部分覆盖的鱼笼允许被笼养的鱼随意地定位在该至少一个太阳能单元覆盖的格栅间隙下方，以及(e)至少一个至少部分地被太阳能单元覆盖的格栅间隙提供了以下中的任何一个：a.电能，b.保护鱼免受直接的太阳辐射，c.针对鱼的捕食者保护，例如，免受鱼类捕食性鸟，以及d.可选地，至鱼笼中的水的热量或其任何组合。
8.该多单元鱼笼包括漂浮的、基本上平面的格栅，其中，该格栅限定至少两个格栅间隙，每个格栅间隙形成太阳能单元和/或鱼笼或其他功能单元的一部分或是太阳能单元和/或鱼笼或其他功能单元的一部分。格栅本身可以自己漂浮，例如因为它由例如管的中空结构形成，或者它包括例如浮筒的附加的漂浮装置。可选地，术语“漂浮式格栅”包括牢固地竖立在地面上并突出到水平面上方的格栅。
9.本文所使用的术语“格栅”包括形成基本上平面的间隙的任何平面的格栅状结构，例如正方形、矩形、六边形、八边形、圆形、椭圆形等。
10.通常，格栅的梁结构允许在间隙空间上行走、喂养、捕捞和工作，并且支撑太阳能单元和用于鱼类养殖的另外的机器。
11.定期地，至少一个鱼笼被分配到至少一个格栅间隙，或者可选地，至少一个鱼笼被分配到至少两个或更多个格栅间隙，使得格栅梁对准并穿过鱼笼。
12.同样，至少一个太阳能单元被分配到至少一个格栅间隙，至少部分地或完全地覆盖所述格栅间隙，从而形成太阳能单元覆盖的格栅间隙。例如，太阳能单元可以包括（一个或多个）太阳能板，太阳能板可以被铰接、折叠和/或滑动以暴露或部分地暴露下面的至少一个格栅间隙。
13.因为漂浮式鱼笼被设计成使得至少一个太阳能单元覆盖的格栅间隙部分地跨越至少一个鱼笼，从而形成部分覆盖的鱼笼，所以这种布置允许被笼养的鱼随意地定位，即，将它们自身定位在至少一个太阳能单元覆盖的格栅间隙下方。
14.根据气候、太阳照射、水温、白天和夜晚、捕食风险和鱼的舒适度，鱼重新定位，即，重新定位自身，并且在鱼笼的太阳能单元覆盖部分(太阳和捕食者保护的)和鱼笼的开放部分(太阳加热的，日光)之间选择。并且可选地，覆盖程度可以通过铰接、折叠和滑动太阳能
单元而被适配，例如递增地，即增加或减少。在一个替代方案中，太阳能模块是可滑动的以部分地或甚至完全地覆盖或暴露鱼笼。在另一替代方案中，当太阳能模块安装在至少部分地覆盖格栅间隙的箔上时，该箔可以至少部分地卷起或折叠以减小有效太阳能模块面积和覆盖。
15.同时，至少一个被太阳能单元覆盖的格栅间隙有利地提供电能，保护鱼免受直接的太阳辐射，针对鱼的捕食者保护，例如免受鱼类捕食性鸟，并且可选地为鱼笼中的水提供热量。并且利用(一个或多个)鱼笼和(一个或多个)太阳能单元的重叠，优化了多单元鱼笼的可用有用面积。
16.在替代实施例中，本发明的漂浮式鱼笼是这样的鱼笼，其中至少一个格栅间隙是太阳能单元覆盖的格栅间隙，并且至少一个格栅间隙是开放的格栅间隙。
17.（一个或多个）鱼笼可以包括用于从水性鱼隔室与周围水进行自由水交换的网或格栅。用于实施该实施例的一个替代方案是铜合金网，例如由铜
‑
镍或铜
‑
硅制成的铜合金网。铜合金是抗微生物的，并杀死细菌、病毒、真菌、藻类和其他微生物，从而防止生物污染，即微生物、植物、藻类、管蠕虫、藤壶、软体动物和其他生物的不期望的积聚、粘附和生长。相反，传统的网需要定期的和劳动密集型的清洁。铜网在海洋环境中还具有强的结构和耐腐蚀性能。
18.在替代实施例中，本发明的漂浮式鱼笼是这样的鱼笼，其中至少一个鱼笼是形成封闭的水性鱼隔室的封闭的鱼笼，因此阻止与周围的水交换。对于这样的实施例，定期需要水再生以便避免剩余的鱼饲料、尿和粪便的积聚。
19.封闭的鱼笼(8)可以由刚性的非柔性的和水密的材料构成，该材料即使在来自周围流动的水的压力下也保持容器状的形状。或者，封闭的鱼笼(8)可以由柔性水密材料构成，例如，封闭的鱼笼(8)可以包括例如由聚乙烯(例如，hdpe或ldpe)、聚氯乙烯和三元乙丙橡胶制成的水密柔性片材或膜(9)。
20.当封闭的鱼笼包括(一个或多个)水密柔性片材时，其可选地具有在漂浮所述鱼笼的外水位上方延伸的内水位，因此在鱼笼的（一个或多个）柔性片材上施加水压以稳定其最大体积和形状。
21.简而言之，外水位以上的水的重量通过其重力向下推动在(一个或多个)柔性片材内部的水上，从而在所有柔性壁上施加均匀的压力。
22.对于包括(一个或多个)柔性片材的形状稳定、水密、柔性的封闭鱼笼，有利的是，封闭鱼笼的内水位与外水位之间的竖直差，即水柱高度，为至少5 cm至100 cm，可选地为至少10 cm至70cm，可选地为15 cm至60 cm，并且可选地为20 cm至50 cm。
23.对于该实施例，例如，封闭鱼笼的体积为至少2至100m3，可选地至少3至80m3，可选地4至70m3，和可选地5至50m3。
24.在用于实施本发明的柔性封闭鱼笼的替代实施例中，封闭鱼笼的内水位与外水位之间的竖直差为至少5至100 cm，可选地为至少20至50 cm，并且封闭式笼(8)的体积为至少3至80m3，可选地为至少5至50m3。
25.当然，本发明的漂浮式鱼笼可以具有带不同尺寸和形状的格栅间隙。然而，所述至少一个格栅间隙可以具有基本上相同的平面尺寸，用于接收和/或安装所述至少一个或多个太阳能单元和/或所述至少一个或多个鱼笼，因此使得格栅间隙适于可互换地接收两种
选择。此外，这使得根据给定的环境条件、养鱼场的愿望和鱼的需要来布置漂浮式鱼笼成为可能。
26.漂浮式鱼笼的至少一个或多个太阳能单元可以包括太阳能电池板，太阳能电池板可以被铰接、折叠和/或滑动以暴露，例如部分地和/或递增地暴露下面的至少一个格栅间隙。这样，可以调整所覆盖的空间以增加或减少太阳能单元覆盖。
27.本发明的漂浮式鱼笼的一个或多个太阳能单元可以通过向电加热器供应电力和/或通过在发电期间由于损失的热量而直接接触水来向至少一个鱼笼的水提供热量。如之前所提及的，较暖的水可以导致较少的能量损失和更好的鱼的重量增加。这在较冷的水中，例如在加拿大和北欧是特别有用的。
28.当然，漂浮式鱼笼上的太阳能单元可以灵活地定位成(i)优化太阳辐射输入和能量输出，(ii)优化鱼的阴影和/或捕食者保护，和/或(iii)接触鱼笼的水以传递发电期间的所损失热量。
29.在替代实施例中，本发明的漂浮式鱼笼可以被构造成使得至少一个鱼笼和/或至少一个太阳能单元通过可拆卸连接装置连接到漂浮式格栅，该可拆卸连接装置可选地选自由螺钉、钩、孔眼、滑动紧固件和钩
‑
环紧固件组成的组。这样，可根据需要调整格栅间隙以减少或增加太阳能单元覆盖的间隙和鱼笼形成的间隙的数量。
30.在另一方面，本发明涉及一种在漂浮式鱼笼中养鱼的方法，包括以下步骤：(i)提供根据权利要求1至14中任一项所述的漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼，(ii)在至少一个或多个鱼笼中引入、喂养和生长鱼，以及(iii)借助于所述至少一个或多个太阳能单元产生电能。
31.可选地，养鱼的方法还包括通过来自至少一个或多个太阳能单元的电力或其在发电期间的损失的热量来加热至少一个鱼笼中的水的步骤。
32.在本发明的方法的另一替代方案中，该方法还可以包括灵活地定位一个或多个太阳能单元的步骤，以(a)优化太阳辐射输入和能量输出，(b)优化鱼的阴影和/或捕食者保护，和/或(c)接触鱼笼的水以传递发电期间的所损失热量。
附图说明
33.在下文中，将参考代表性附图描述本发明，这些附图都不应被认为是对所附权利要求的范围的限制。
34.图形图例(1)漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼（7）部分覆盖鱼笼或暴露的鱼笼(2)漂浮式平面格栅
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)封闭的鱼笼(3)格栅间隙
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)水密柔性片材(4)包括太阳能板(4')的太阳能单元
ꢀꢀ
(10)内水位(5)鱼笼
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)外水位(6)太阳能单元覆盖的格栅间隙
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)漂浮装置。
具体实施方式
35.图1以侧视图示出了漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1的可选实施例，其特征在于，具有从左到右的三个格栅间隙3的漂浮式平面格栅2和例如浮筒的漂浮装置12。左侧的格栅间隙3形成用于顶部被暴露的大鱼的小鱼笼5，例如准备捕捞的鱼和/或太大而不能捕食的鱼。中间和右间隙3形成用于小鱼的连续的大鱼笼，其中中间的格栅间隙3被包括太阳能板4'的太阳能单元4覆盖，所述太阳能板是例如成角度且铰接的太阳能板4'，用于更好的辐射吸收和/或通风和/或针对捕食者的鱼保护。鱼可以将自己定位在太阳能单元覆盖的格栅间隙6或暴露的鱼笼7之下。水生植物可以在太阳能单元的阴影下更好地生长，间隙3中的开口允许容易地捕捞。
36.图2以侧视图示出了漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1的另一实施例，其特征在于中空自漂浮式管的格栅2并且提供了从左到右的三个格栅间隙3。左格栅间隙3形成由水密柔性片材材料9制成的封闭鱼笼8，并且该材料是提供温度隔离的两层材料。与图1相同，图2的中间和右间隙3形成连续的大鱼笼5，其中中间的格栅间隙3被包括太阳能板4'的太阳能单元4覆盖，所述太阳能板是例如成角度且铰接的太阳能板4'，用于更好地吸收辐射和/或通风和/或针对捕食者的鱼保护。鱼可以将自己定位在太阳能单元覆盖的格栅间隙6或暴露的鱼笼7下方。
37.图3是具有4
×
4格栅2间隙3的漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1的俯视图。一些格栅间隙3被分组以形成跨越2个或4个间隙3的连续鱼笼5。形成鱼笼5的一些单个或分组的间隙3被包括太阳能电池板4'的一个或多个太阳能单元4部分地或完全地覆盖，从而提供捕食保护、电力和/或热量。
38.图4是取自具有例如浮筒的漂浮装置12的漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1的格栅间隙单元3的三个实施例的侧视图。
39.图4a描述了形成鱼笼5的矩形刚性网结构。
40.图4b示出了从如图2中的漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1取得的相同的格栅间隙单元3，但是具有柔性网和使网的矩形形状变形的来自左侧的水流冲击。
41.图4c示出了从如图1和图2中的漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1取得的相同的格栅间隙单元3，但是具有由水密柔性片材9制成的带条纹的封闭鱼笼8。内水位10，即封闭鱼笼8内的水位，延伸到漂浮式鱼笼1的外水位11上方，从而在封闭鱼笼8的柔性片材9上施加水压，以稳定其最大体积和形状。
42.图5a示出了与图4c中相同的来自漂浮式太阳能供电的多单元鱼笼1的格栅间隙单元3，但是来自左侧的水流冲击导致由水密柔性材料9制成的并且特征在于形状稳定的更高内水位10的封闭鱼笼8的轻微变形。
43.图5b与图5a相同，但是由于来自左侧的相同水流冲击而具有大得多的变形，并且没有稳定的内水位10，即没有水压。