一种可伸缩抽拉式光伏发电装置及方法与流程

1.本发明属于新能源光伏发电应用技术领域，具体属于一种可伸缩抽拉式光伏发电装置及方法。


背景技术：

2.作为清洁能源的一个重要发展方向，光伏发电技术近年来取得了持续快速发展，光伏并网已经成为太阳能资源的主要利用形式。积极发展光伏发电并网技术，是我国应对环境压力，推动绿色、可持续经济发展模式的重要切入点。
3.光伏组件是光伏电站中的发电装置，虽然光伏组件质量把控上面非常严格，但面对室外的各种恶劣环境、天气依然会有光伏组件损坏的情况发生，发生损坏的部件也各种各样。像电池片开裂、弯曲，焊带与电池片脱层、偏移，eva脱层、气泡、绝缘小条黄变，镀膜玻璃表层脱落，硅胶气泡，光伏组件边框变形等。这些损坏会严重影响光伏组件的发电量，甚至会烧坏组件造成报废。
4.现在没有有效的防护技术解决方法，主要通过人工现场检查的形式，人工不定期进行维修维护更换。上述方式存在着消耗大量的人工成本，时间成本，且存在着施工安全等问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种可伸缩抽拉式光伏发电装置及方法，可以有效的将光伏组件进行大面积隐藏，减少了光伏组件被极端天气侵害的可能，减少了人工维护更换成本的投入，提供了一种高效、智能，安全、零碳的光伏组件防护方案。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可伸缩抽拉式光伏发电装置，包括多个串联在一起的光伏组件，所述每个光伏组件上配置有一个动力伸缩单元，所述动力伸缩单元用于使单个光伏组件沿既定方向移动使多个串联的光伏组件拉伸展开或重叠收缩，所述光伏组件背面连接有动力支架单元，所述动力支架单元用于对拉伸展开或重叠收缩时的光伏组件进行支撑，所述光伏组件为动力伸缩单元和动力支架单元供电。
7.进一步的，在拉伸展开状态时最远端的光伏组件或重叠收缩状态时最顶端的光伏组件上不设置动力伸缩单元。
8.进一步的，所述动力伸缩单元包括导轨滑道、限位装置、滚轮、电机和储能电池，所述导轨滑道共两条，分别固定安装在所述光伏组件的上下两侧，所述导轨滑道与光伏组件的长度一致，所述导轨滑道的两端设置有限位装置，每条导轨滑道内均安装有一个滚轮，上下两个滚轮均与上一层光伏组件的底面连接，电机设置在所述导轨滑道上用于驱动滚轮在导轨滑道内双方向运动，所述储能电池与光伏组件连接用于为电机供电。
9.进一步的，所述电机的转轴绳索的一端固定连接，所述绳索的另一端与滚轮固定连接，所述电机包括拉伸电机和收缩电机，所述拉伸电机和收缩电机配合转动用于带动滚轮在导轨滑道内双方向运动。
10.进一步的，所述动力支架单元包括近端支架和远端支架，所述近端支架高于远端支架，所述近端支架与光伏组件重叠收缩状态下最底层的光伏组件连接，所述远端支架用于放置支撑拉伸展开状态下最远端的光伏组件。
11.进一步的，所述近端支架通过其顶端设置的电动轴与重叠收缩状态下最底层的光伏组件连接，所述远端支架顶端设置有高弹性合成橡胶。
12.进一步的，所述光伏组件为晶硅面板，所述晶硅面板的四周设置有边框，边框起到固定和支撑动力伸缩单元。
13.进一步的，所述固定动力支架单元通过固定部固定在地面，所述固定部为钢筋混凝土。
14.进一步的，所述光伏组件与逆变箱变连接用于将光伏组件发出的直流电变为交流电并升压，逆变箱变与输电线路连接用于将发电产生电输送至电网端。
15.本发明还提供一种可伸缩抽拉式光伏发电装置的使用方法，工作时，动力伸缩单元将重叠在一起的多个光伏组件按重叠顺序依次展开，动力支架单元对展开的光伏组件进行支撑。
16.防护时，动力伸缩单元将展开的多个光伏组件按展开顺序依次重叠收缩在一起，动力支架单元与重叠状态下最底部的光伏组件连接进行支撑。
17.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
18.本发明提供一种可伸缩抽来式光伏发电装置，本装置通过动力伸缩单元将多个串联拼接光伏组件(组串)实现重叠，减少恶劣条件下光伏组件被侵害的面积与数量，大大提高了串列光伏组件的自我防护能力。同时因减少了组件设备维护维修更换成本，减少运维成本投入，从而提高了光伏电站整体发电时长，提高了光伏电站经济效益。本系统实现了全程零碳操作，具有清洁环保特性，具有良好的应用前景。本发明的装置可以免去人工不定期对光伏发电装进行维修，减少了人工维护成本，保障了人员安全。
附图说明
19.图1是本发明装置整体结构示意图。
20.图2是动力伸缩单元细节图。
21.附图中：1-光伏组件单元、2-动力伸缩单元、3-动力支架单元、4-固定部、5-逆变箱变、6-输电线路，11-晶硅面板、12-边框、21-导轨滑道、22-限位装置、23-滚轮、24-电机，241-拉伸电机、242-收缩电机、25-储能电池、311-近端支架、312-远端支架、32-电动轴、33-高弹性合成橡胶、51-继电器。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
23.参照附图1，本发明提供一种可伸缩抽拉式光伏发电装置，包括光伏组件单元1、动力伸缩单元2、动力支架单元3、固定部4、逆变箱变5与输电线路6，其中，光伏组件单元1由多个光伏组件11串联拼接得到，光伏组件单元1用于将太阳能转化为电能并网发电，光伏组件单元1中每一光伏组件11上均配置有一个动力伸缩单元2，动力伸缩单元2用于实现光伏组件单元1中多个光伏组件11的重叠收缩或展开，从而改变暴露在外光伏组件11的数量，光伏
组件11展开时，两端的光伏组件11底部设置有动力支架单元3，动力支架单元3固定在固定部4上用来支撑固定安装整个动力支架单元3，逆变箱变5与光伏组件单元1连接用于将光伏组件单元1发出的直流电变为交流电并升压，逆变箱变5与输电线路6连接用于将发电产生电输送至电网端。
24.进一步，光伏组件11为晶硅面板，晶硅面板的四周设置有边框12，边框12起到固定和支撑动力伸缩单元2的作用。
25.参照附图2，伸展状态下，除最远端的光伏组件11外，其余每个光伏组件11均配置有一动力伸缩单元2，动力伸缩单元2包含导轨滑道21，限位装置22、滚轮23、电机24与储能电池25，导轨滑道21共两条，分别固定安装在光伏组件11的上下两个边框上，且导轨滑道21与边框长度一致，材质选用铝合金形式。
26.导轨滑道21两端设置有限位装置22，每条导轨滑道21内均安装有一个滚轮23，两个滚轮23均与上一层光伏组件11的底面连接用于实现光伏组件11的移动，滚轮23通过电机24实现滚动。
27.优选的，导轨滑道21的两侧分别设置有一电机24，分别为拉伸电机241和收缩电机242，拉伸电机241和收缩电机242的转轴均与绳索一端固定连接，绳索另一端与滚轮23相连，通过拉伸电机241和收缩电机242配合转动带动滚轮23在导轨滑道21内双方向运动，从而带动光伏组件11的位置移动。
28.优选的，储能电池25与电机24连接用于为电机24供电。
29.优选的，拉伸电机241用于实现光伏组件系统1的展开拉伸，收缩电机242用于实现光伏组件系统1的收缩重叠。
30.优选的，动力支架单元3用于将光伏组件单元1摆放、支撑，其材质选用铝合金形式。动力支架单元3包括近端支架311和远端支架312，近端支架311略高于远端支架312用于方便光伏组件11的抬放，近端支架311与光伏组件单元1收缩状态下最底层的光伏组件11连接，远端支架312用于放置光伏组件单元1伸展状态下最远端的光伏组件11。
31.优选的，近端支架311通过其顶端设置的电动轴32与光伏组件系统1收缩状态下最底层的光伏组件11连接，电动轴32由储能电池25供电，可被远程控制系统控制进行抬升与放下。
32.优选的，远端支架312顶端设置有高弹性合成橡胶33，用于放置光伏组件单元1伸展状态下最远端的光伏组件11。
33.优选的，固定部4用于支撑固定动力支架单元3，因此与近端支架311和远端支架312相匹配，固定部4也包含近端固定部和远端固定部。
34.优选的，固定部4为钢筋混凝土，固定部4通过其底部的钢筋混凝土桩与地面固定。
35.优选的，逆变箱变5和晶硅面板11之间装有继电器51，用于切换电路，可随时为储能电池25供电。
36.本发明的工作具体过程为：
37.串联的光伏组件11拉伸过程(展开工作状态)：操作人员远程下令储能电池25为每套拉伸电机241供电，不予收缩电机242供电，拉伸电机241转轴转动拉动绳索，同时因收缩电机242没有供电，处于空转配合随动状态，两者配合带动滚轮23向靠近拉伸电机241的方向移动，因滚轮23与上一层光伏组件11连接，所以所有滚轮23带动各块光伏组件11向靠近
拉伸电机241方向运动直至限位装置22处停止。此时各光伏组件11均处于打开状态，储能电池25停止为拉伸电机241供电。
38.此时操作人员远程下令储能电池25再为电动轴32供电，电动轴32做放下动作，通过电动轴32将最远端光伏组件11放置于合成橡胶33上，停止为电动轴32供电，此时光伏组件系统1所有光伏组件11均已打开，整个装置处于正常工作状态，可接收太阳能，再通过光电效应将其变为直流电，通过逆变箱变5、输电线路6对直流电整合，将其电能输送至电网。
39.串联的光伏组件11收缩过程(收缩防护状态)：沙尘雨雪等恶劣天气时，光伏组件系统1无法正常工作，此时操作人员远程下令打开储能电池25为电动轴32供反向电，电动轴32做抬升动作，最远端光伏组件11离开远端支架312顶部的高弹性合成橡胶33，储能电池25停止为电动轴32供电；
40.再次，操作人员远程下令储能电池25为每套收缩电机242供电，同时不予拉伸电机241供电，每套收缩电机242转轴转动拉动绳索运动，同时因拉伸电机241没有供电，处于空转配合随动状态，两者配合带动所有滚轮23向靠近收缩电机242的方向移动，因滚轮23与上一层光伏组件11连接，所以所有滚轮23带动各块光伏组件11向靠近收缩电机242的方向移动直至到限位装置22处停止，储能电池25停止供电；
41.此时各光伏组件11处于收缩重叠状态，所有的光伏组件11都重合在一起，整个光伏组件系统1只有最上面一块光伏组件11处于外露状态，大大减少了光伏组件11受到外部极端环境的侵袭。实现光伏发电系统防护目的。
42.充电阶段：当光伏发电装置的电能不能被电网接收消纳时，远程人员操控继电器51切换，光伏组件11发出的电可以给储能电池25充电，使本装置的任何电能动力来源均为清洁能源，实现零碳操作。