专利名称：工厂化太阳能水产养殖场的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能开发利用的领域，特别是一种エ厂化太阳能水产养殖场。
背景技术：
当今世界，煤炭、石油等化石能源频频告急，环境污染问题日益严峻。而太阳能作为最具潜力的、可再生的清洁能源，其储量的无限性、存在的普遍性、应用的清洁性以及利用的经济性，越来越被人们所青睐。积极开发太阳能，大力发展光伏发电、在全球范围得到了空前重视，已列为各国可持续发展的国策。光伏发电，也称太阳能发电，即利用太阳能级半导体电子器件吸收太阳光辐射能，并使之集换为电能输出。聚光光伏发电，是在第三代太阳能电池(如能承受1000倍聚光光照的III-V族半导体电池)的基础上，运用阳光聚焦产生的强光照度，驱动光伏电池发 电，相当1/2晶硅电池数量的III-V，就可获得晶硅电池所产生的电能，从而节约了宝贵的土地资源和太阳能发电的开发成本。然而，在高照度下，光伏电池的散热问题，成为业内首当其冲、急需解决的技术问题。若采用水冷散热，不但能轻松地解决光伏发电的散热难题，还可大量获得宝贵的热水资源。エ厂化水产殖养殖，是以能源换取珍稀动物蛋白的ー种生产模式。所以，对能源消耗是相当大的。以エ厂化的甲鱼养殖为例甲鱼的生物学特性是水温10°C以下，甲鱼开始进入半休眠状态；水温15°c，开始觅食，以维持生命活动之需；水温20°C，所觅的食物蛋白转为生理蛋白的集换率，仅为1% ;水温25°C，集换率为5% ;水温30°C，集换率为10% ;水温36 °C，集换率为20%，达到集换的最高值；然而，在天然环境下，自然水温达36 °C的日期，只存在缪缪几十天而已，所以，自然界的野生甲鱼，长到500克的商品化吋，已有三足岁的鳖龄了，所谓甲鱼名贵，可见一斑！所以，现今的エ厂化甲鱼养殖，都是采用热水锅炉烧水，以提高或调节室内甲鱼养殖池的水温的；若把室内甲鱼养殖池的水温保持在36°C，这时，处于36°C水温中的甲鱼，好比是小笼包子上了蒸笼，是立等可熟的了，从五月刚孵化的仔鳖，养殖到春节前后，就达到了 500克商品鳖的标准。エ厂化水产殖养殖场地，都具有广瀚、空旷且风平浪静养殖水面，在这种水面上建立大規模的太阳能集热发电基地，可谓物尽其能，一举多得美事，此举，不但可满足エ厂化水产殖养殖场对能源的需求，更为重要是节省了太阳能集热发电的土地资源，我国有众多水产养殖水面，若能开发利用其十分之一面积，该是一剂开发利用清洁的可再生的太阳能源，非常了得的良策。
发明内容本发明之目的，是向社会公开ー种エ厂化太阳能水产养殖场技木。エ厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统(OI )、电能调配系统(03 )、热能调配系统(014 )及PLC监控系统(05 );所述的太阳能集换系统(OI )，利用广瀚的露天养殖水面(010)，采用浮式太阳能集换机(011)，凭借透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪技术，获得闻集换率的电能和热能；所述的能电调配系统(03),将获得的电能，经蓄变电房(04)逆变升压后，供エ厂化水产养殖场的动力及照明(02)用电，余量的电能还可并人社会电网；所述的热能调配系统(03)将获得的热能，存于热水贮罐(013)中，用以エ厂化室内水产养殖池(09)的水温调配；所述的PLC监控系统(05)，由PLC总控自动化元件，实现エ厂化太阳能水产养殖场平稳运营。本发明的优点在于。能效率高，发电、供热兼得。本发明的浮式太阳能集换机(011 )，由于采用了水冷散热技术，克服了高聚光太阳能电池散热的难题，使浮式太阳能集换机(011)在获得最高发电量的同时，还可得到由水冷散热而获得的热量，可谓ー举双得，从而，高效、、可靠地同时获得发电、供热的ニ种太阳能的集换能。自动校准，实时跟踪。实时精准跟踪阳光，是太阳能发电效率的决定因素，本发明浮式太阳能集换机(011)，采用的阳光轴跟踪机(15)，具有实时、自动调整浮式太阳能集换 机(011)的中心轴与太阳光轴相平行的功能，使浮式太阳能集换机(011)的向阳面，始終保持与阳光轴处于垂直的状态；实时跟踪、高聚光大阳能电池、水冷散热综合技术的应用，保障了浮式太阳能集换机(011)获得最大功效值，特别是水冷散热技术的应用，从根本上解决了聚光光伏发电的技术瓶颈，创造了太阳能发电可靠运营的硬件。结构紧凑，模块化生产。浮式太阳能集换机(011)所采用的浮式太阳能集换机，结构紧凑、模块化制造；由A、B、C、D四组模块单元(18)，组合成一台主机，生产制造、售后服务相对简单容易。制造容易，成本低廉。本发明浮式太阳能集换机(011)的透镜群，采用树脂注塑成形，制造方便，主要器材都是常规的原器件，方便器材的采购，可便于大規模生产开发，造价相对低廉。资源占有率、开发成本低，运营可靠。一、相当1/2晶硅电池数量的III-V族半导体光伏电池，就可等量获得晶硅电池所产生的电能；ニ、充分利用养殖水面，建立大規模的太阳能集热发电基地，从而节约了太阳能发电的开发成本和宝贵的土地资源。本发明的技术方案是这样实现的。エ厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统(OI )、电能调配系统(03 )、热能调配系统(014)、PLC监控系统(05);其特征在于所述的太阳能集换系统(01)，包括，场地锚点(07 )、露天养殖水面(010 )浮式太阳能集换机(011);所述的太阳能集换系统(OI)，采用浮式太阳能集换机(011)，凭借透镜群聚光、光伏发电、水冷散热、自动跟踪的四大太阳能技术，利用广瀚的露天养殖水面(010)，实现大面积、规模化的太阳能集换的运营，获得太阳能集换成电能和热能最高的能效值，满足エ厂化水产养殖的能源需求；所述的浮式太阳能集换机(011)的浮式机理，类似于养殖业公知的增氧机的结构的浮式原理，所述的浮式机件包括阳光机浮筒(22)及阳光机悬臂(23);所述的浮式太阳能集换机(011)，通过电能管路(06 )、热能管路(08 )的维系定位及阳光机锚点(21)场地锚点(07 )固定，安装于露天养殖水面(010)设定的位置上；所述的电能调配系统(03)，包括，照明及动カ(02)、蓄变电房(04)及电能管路(06);所述的电能调配系统(03)，将获得的电能，经蓄变电房(04)调配，供エ厂化水产养殖场的动力、照明(02)用电；所述的蓄电池，聚蓄来自III-V族半导体光伏电池产生的电能，经逆变器变流升压，由PLC监控(05)，指令电源开关切换至自供电路，实现对场内动カ及照明(02 )的供电，当蓄变电房(04 )的电能低于设计值时，PLC监控(05 )指令电源切換开关，自动将场内供电重新切換至市电电路；所述的热能调配系统(014)，包括，低温管ロ(5)、水箱(13)、高温管ロ(14)、水电接ロ箱(19)、冷热水管(24)、热能管路(08)、室内养殖池(09)、水泵房(012)及热水贮罐(013);所述的热能调配系统(03)，将获得的热能，存贮于热水贮罐(013)中，用以调配エ厂化室内水产养殖池(09)的水温；所述的低温管ロ(5)位于水箱(13)的上方；所述的高温管ロ( 14)位于水箱(13)的下方，所述的低温管ロ( 5)及高温管ロ( 14)，分别与水电接ロ箱(19)中对应的水路端ロ组相连接，水电接ロ箱(19)中的另ー端的水路端ロ组，分别与热能管路中对应的管道相连接；所述的水电接ロ箱(19)，设有水和电的ニ组的接ロ ；所述的浮式太阳能集换机(011)，通过水电接ロ箱(19)中的水和电的ニ组接ロ，实现与热能管路(08)及电能管路(06)相连通；所述的水电接ロ箱(19)固定安装于浮式太阳能集换机(011)的跟踪机座(17)上；所述的水泵房(012)，根据整场浮式太阳能集换机(011)的装机容量、天气情况及高温管ロ的水温信号，给出供水指令，水泵房
(012)启动，向热能管路中的给水管供水；所述的PLC监控系统(05)，监控全场的自动化元件，实现エ厂化太阳能水产养殖场平稳运营；所述的PLC监控系统(05)的监控对象，包括，太阳能集换系统(01)、电能调配系统(03)、热能调配系统(014)，所述的PLC监控系统(05)对太阳能集换系统(01)的监控对象是浮式太阳能集换机(011)，监控的项目包括，对浮式太阳能集换机(011)的供电、供水及电能、热能的输出情况；所述的PLC监控系统(05 )对电能调配系统(03)的监控对象是蓄变电房(04)、动カ及照明(02)，监控的项目包括，蓄电池负荷、电能逆变、升压、场电、市电切换及并入电网的情況；所述的PLC监控系统(05)对热能调配系统(014)的监控对象是室内养殖池(09)、水泵房(012)、热水贮罐(013)及热能管路(08)，监控的项目包括，室内养殖池(09)的水温、热水贮罐(013)的容量及水温、水泵房
(012)的供水情況；所述的PLC监控系统(05)，根据监控反馈的信息，作出编程所设定指令，协调各系统平稳运营；所述的浮式太阳能集换机(011)，包括，自攻螺丝(I)、三位支架(2)、透镜板支架(3)、透镜群板(4)、低温管ロ(5)、光伏电池(6)、安装板(7)、散热片(8)、聚焦群(9)、散热器(10)、连接螺栓(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管ロ(14)、阳光轴跟踪机,跟踪机柱(16),跟踪机座(17),模块单元(18)、水电接ロ箱(19)、电能输出线(20)、阳光机锚点(21)、阳光机浮筒(22)、阳光机悬臂(23)、冷热水管(24)、光伏电池群(25)、电能管路(06)、场地锚点(07)及热能管路(08);所述的浮式太阳能集换机(011)，具有透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪的技术特征。所述的浮式太阳能集换机(011)，采用了透镜群板(4)聚光的技木；所述的透镜群板(4)，由单个透镜，经“纵列横行”的列阵，形成与光伏电池呈正相关的的布局；所述的透镜群板(4)，由自攻螺丝(1)，固定安装于三位支架(2)的透镜群板支架(3)上；所述的三位支架(2)，其竖立的周边，充当透镜群板(4)的透镜群板支架(3)，其底面是光伏电池(6)的安装板(7)，其底部的背面，设有光伏电池(6)的水冷式的散热器(10)，故称三位支架(2)。所述的透镜群板(4)的壳体，是由上下対称的ニ个壳体，采用透明度极好的树脂注塑，经超声波热合形成的；所述的透镜群板(4)，包括，注液管(101)、镜外面积(102)、连通孔(103)、隼合线(104)、壳体群(105)、热合线(106)、排气管(107)、上壳体(108)、下壳体
(109);所述的壳体群(105)呈半凸面圆的形状；所述的上壳体(108)和下壳体(109)的热合线(106)上，设有隼合线(104)，便于热合时对准；所述的壳体群(105)各壳体的相邻处，设有连通孔(103)，便于透明液的注入；所述的壳体群(105)的上方，设有注液管(101)及排气管(107);所述的透镜群中，注入透明的化学液体。
所述的浮式太阳能集换机(011)，采用光伏电池发电的技术所述的浮式太阳能集换机(011)，采用光伏电池发电的技术所述的光伏电池(6)采用的是能承受1000倍聚光的III-V族光伏电池，相当于1/2晶硅电池数量的光伏电池，可获得与晶硅电池等同的电能；所述的光伏电池(6)，固定安装于三位支架(2)的安装板(7)上，形成光伏电池群(25);所述的光伏电池群(25)的排列，与透镜群板(4)上的単体透镜的排列，呈正对应；光伏电池群(25)与透镜群板(4)的距离，即是透镜的焦距；透镜群板(4)所形成的聚焦群(9)，正好落在光伏电池群(25)上的位于光伏电池(6)的中心的半导体发电兀件上。所述的浮式太阳能集换机(011)采用水冷散热的技木所述的水箱(13)，包括，自攻螺丝(I)、三位支架(2)、低温管ロ(5)、安装板(7)、散热片(8)、散热器(10)、连接螺栓
(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管ロ(14)。 所述的水箱(13)与等效结构的三位支架(2)间，通过连接螺栓(11)相连接，所述的三位支架(2)与水箱(13)相连接的层面处，设有密封垫(12)。所述的水箱(13)上，设有低温管ロ(5)及高温管ロ(14);所述的三位支架(2)，位于水箱(13)的上方，三位支架(2)，包括散热片(8)、光伏电池(6)的安装板(7)及由散热片(8)组成的散热器(10)。所述的三位支架(2)，呈方型的箱式结构，方型的箱式结构的沿口上，设有透镜群板(4)的安装孔，透镜群板(4)通过自攻螺丝(I)固定安装于三位支架(2)的透镜板支架(3)上；所述的呈箱式结构三位支架(2)的箱底部，充当光伏电池(6)的安装板(7)。所述的安装于安装板(7 )上的光伏电池(6 )，其数量与安装于透镜板支架(3 )上的透镜群板(4)上的透镜数是一致的，透镜的中轴线与光伏电池(6)的半导体件的中心保持严格的一致，光伏电池(6)与透镜群板(4)之间的高度，即是透镜的焦距，透镜群形成的聚焦群(9)，正中落点于光伏电池(6)的中心位置上。所述的安装板(7)的下方，设有散热片(8);所述的散热片(8)，伸入水箱(13)中；所述的散热片(8)，以安装于其上的光伏电池(6)，实行分组，各组的散热片(8)之间，设有一片较长的散热片，以控制水流的移动方向。所述的水箱(13)上的低温管ロ(5)接受热能管路(08)中的给水管补水；所述的水箱(13)的高温管ロ(14)，输出达95°C的热水。所述的浮式太阳能集换机(011)，采用阳光轴自动跟踪的技木所述的阳光轴跟踪机(15)，包括，跟踪机法兰(201)、旋转架(202)、旋转鼓(203)、销子A (204)、轴承A(205)、齿轮A (206)、跟踪仪(207)、蜗杆减速微电机A (208)、法兰连接体(209)、旋转轴(210)、销子B (211)、轴承B (212)、齿轮B (213)、固定轴(214)、蜗杆减速微电机B (215)、蜗杆B (216)、连接螺栓(217)及连接柱法兰(218)。所述的阳光轴跟踪机(15)，位于浮式太阳能集换机(011)的中心，以保持浮式太阳能集换机(011)的重心平衡，所述的阳光轴跟踪机(15)与跟踪机柱(16)相连接，所述的跟踪机柱(16)与跟踪机座(17)相连接；所述的阳光轴跟踪机(15)，是集阳光跟踪仪及驱动构件于一体的，具有实时、自动调整浮式太阳能集换机(011)的中心轴与阳光轴保持平行功能，使浮式太阳能集换机(011)，获得太阳能的最大能效值。[0028]所述的旋转架(202 )，呈圆筒结构，旋转架(202 )的中间，设有旋转鼓(203 )的安装位；所述的旋转架(202)的两侧，设有旋转轴(210)穿过的圆孔，所述的圆孔中，设有位于旋转轴(210)上的轴承A (205)的安装座；所述的设有轴承A (205)的旋转轴(210)，穿过旋转架(202)的预置孔，横贯于旋转架(202)的中心；所述的旋转轴(210)的中间位上，设有旋转鼓(203)。所述的旋转鼓(203)，呈鼓形结构，呈鼓形结构旋转鼓(203)的两端，设有旋转轴(210)贯通的安装孔，旋转鼓(203)，通过销子A (204)定位于旋转轴(210)上；所述的旋转鼓(203 )的正面，设有跟踪仪(207 )的安装位；所述的旋转架(202 )底部的中心，设有固定轴(214)，所述的固定轴(214)上，安装有轴承B (212)及齿轮B (213);所述的固定轴(214)，通过销子B (211)，定位于旋转架(202)底部的中心孔上。所述的旋转架(202)通过轴承B (212)，定位于法兰连接体(209)上；所述的轴承B (212)，安装于法兰连接体(209)上的轴承座上；所述的法兰连接体(209)与连接柱法兰(218)通过连接螺栓(217)相连接；所述的法兰(201)固定安装于旋转轴(210)两端上； 所述的阳光轴跟踪机(15)，具有自动跟踪太阳光轴并向传动部件发出动作指令的功能，使浮式太阳能集换机(011)的向阳面，始終与阳光轴保持垂直的状态。所述的浮式太阳能集换机(011)的主体，是由A、B、C、D四组模块単元(18)组合而成的。所述的模块单元(18)，各自拥有单独的功能部件。所述的四块模块単元(18)，其几何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于标准化、模块化的开发生产。
附图I为本发明エ厂化太阳能水产养殖场的平面布置图。附图2为本发明浮式太阳能集换机整机结构示意图。附图3为本发明浮式太阳能集换机，发电、供热原理及局部结构示意图。附图4为本发明阵列式透镜群的平面示意图。附图5为本发明阵列式透镜群的结构示意图。附图6为本发明阳光轴跟踪机的效果图。附图7为本发明阳光轴跟踪机的结构示意图。附图8为本发明浮式太阳能集换机实时跟踪太阳光轴的示意图。附图9为本发明浮式太阳能集换机局部结构的示意图。
具体实施方式
图I的标记名称是太阳能集换系统(01)、动カ及照明(02)、电能调配系统(03)、蓄变电房(04)、PLC监控系统(05)、电能管路(06)、场地锚点(07)、热能管路(08)、室内养殖池(09 )、露天养殖水面(010)、浮式太阳能集换机(011)、水泵房(012)、热水贮罐(013 )及热能调配系统(014)。图2、图3的统ー标记名称是自攻螺丝(I)、三位支架(2)、透镜板支架(3)、透镜群板(4)、低温管ロ(5)、光伏电池(6)、安装板(7)、散热片(8)、聚焦群(9)、散热器(10)、连接螺栓(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管ロ(14)、阳光轴跟踪机(15)、跟踪机柱(16)、跟踪机座(17)、模块单元(18)、水电接ロ箱(19)、电能输出线(20)、阳光机锚点(21)、阳光机浮筒(22)、阳光机悬臂(23)、冷热水管(24)、电能管路(06)、场地锚点(07)及热能管路
(08)。图4、图5的统一标记名称是注液管(101)、镜外面积(102)、连通孔(103)、隼合线(104)、壳体群(105)、热合线(106)、排气管(107)、上壳体(108)、下壳体(109)。图6、图7、的统ー标记名称是跟踪机法兰(201)、旋转架(202)、旋转鼓(203)、销子A (204)、轴承A (205)、齿轮A (206)、跟踪仪(207)、蜗杆减速微电机A (208)、法兰连接体(209)、旋转轴(210)、销子B (211)、轴承B (212)、齿轮B (213)、固定轴(214)、蜗杆减速微电机B (215)、蜗杆B (216)、连接螺栓(217)、连接柱法兰( 218)。
以下结合附图详细描述本发明。如图I所示，エ厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统(01)、电能调配系统(03)、热能调配系统(014)及PLC监控系统(05)。如图I所示，所述的太阳能集换系统(01)，利用广瀚的露天养殖水面(010)，采用浮式太阳能集换机(011)，凭借透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪技木，获得高集换效率的电能和热能。如图I所示，所述的电能调配系统(03)，将获得的电能，经蓄变电房(04)后，供エ厂化水产养殖场的动力及照明(02)用电；所述的热能调配系统(03)将获得的热能，存于热水贮罐(013 )中，用以エ厂化室内水产养殖池(09 )水温调配。如图I所示，所述的PLC监控系统(05)，由PLC总控自动化元件，实现エ厂化太阳
能水产养埴场平稳运营。如图I所示，所述的太阳能集换系统(01)，包括，浮式太阳能集换机(011)、露天养殖水面(010)、电能管路(06 )、热能管路(08 )及场地锚点(07 )。如图I所示，所述的浮式太阳能集换机(011)，利用广瀚的露天养殖水面(010)，实现大面积、规模化的太阳能的集换运营，供エ厂化水产养殖的能源需求。如图I所示，所述的浮式太阳能集换机(011)的浮式机理，类似于养殖业公知的增氧机的结构的浮式原理。如图I、图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机(011)，包括，自攻螺丝(I)、三位支架(2)、透镜板支架(3)、透镜群板(4)、低温管ロ(5)、光伏电池(6)、安装板(7)、散热片(8)、聚焦群(9)、散热器(10)、连接螺栓(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管ロ(14)、阳光轴跟踪机(15)、跟踪机柱(16)、跟踪机座(17)、模块单元(18)、水电接ロ箱(19)、电能输出线(20)、阳光机锚点(21)、阳光机浮筒(22)、阳光机悬臂(23)、冷热水管(24)、电能管路
(06),场地锚点(07)及热能管路(08)。如图I、图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机(011)，具有透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪的功能。如图4、图5所示，所述的浮式太阳能集换机(011)，由単体的凸透镜，经阵列组合形成透镜群；凸透镜的集热原理，是司空惯见的凸透镜聚焦太阳光所产生灼热的焦点的现象，本发明只是采用了多个单体凸透镜的阵列组合，形成所述凸透镜群而己。所述的跟踪系统，具有实时、自动跟踪太阳光轴的功能，以获得太阳能的最大能效值；聚光光伏电池的散热问题，是一直困惑业内的一道技术难题，本发明采用水冷散热的技术方案，从根本上破解了这道难题，井能可靠地获得发电、供热ニ种太阳能的集换能量，刷新了“鱼和熊掌不可兼得”定论。所述的发电系统采用达到1000倍聚光的III-V族半导体光伏电池，相对晶硅芯片，产生同样电能，1/2的III-V族半导体光伏电池就可实现。如图2、图3所示，一种所述的浮式太阳能集换机(011)，采用了透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光轴自动跟踪四项技术方案，兼具了把太阳能集换成电能和热能的功能。如图4、图5所示，所述的浮式太阳能集换机(011)，由単体的凸透镜，经阵列组合，形成浮式太阳能集换机(011)的透镜群板(4)。如图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机(011)上，安装有具实时、自动跟踪太阳光轴功能的阳光轴跟踪机(15)，以获得太阳能的最大能效值。 如图2、图3所示，浮式太阳能集换机(011)，包括，自攻螺丝(I)、三位支架(2)、透镜群板支架(3)、透镜群板(4)、模块单元(18);所述的发电系统，包括，光伏电池(6)、安装板(7)、聚焦群(9);所述的冷却系统，包括，低温管ロ(5)、散热片(8)、散热器(10)、连接螺栓(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管ロ(14)。如图2、图3所示，所述的阳光跟踪系统，包括，阳光轴跟踪机(15)、跟踪机柱(16)、跟踪机座(17 )及模块单元(18 )。如图4、图5所示，所述的浮式太阳能集换机(011)，由単体的凸透镜，经阵列组合，形成浮式太阳能集换机(011)的透镜群板(4);所述的透镜群板(4)，由自攻螺丝(I)固定安装于三位支架(2)的透镜群板支架(3)上。如图2、图3所示，所述的透镜群板(4)形成聚焦群(9)的位置上，设有安装板(7)，光伏电池(6)安装于其上；所述的安装板(7)、透镜群板支架(3)及散热片(8)系是一体成形的三位支架(2)。如图2、图3所示，所述的光伏电池(6)的中心轴与透镜群板(4)的中的透镜中心轴，保持一致，以保证聚焦群(9)能汇集于光伏电池(6)的中心点上；所述的散热器(10)，通过连接螺栓(11)，与其等效结构的水箱(13 )相连接，散热器(10 )与水箱(13 )相连接的层面上，设有密封垫(12);所述的水箱(13)上，设有低温管ロ(5)及高温管ロ( 14)。如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机(15)，具有实时、自动跟踪太阳光轴的功能，以获得太阳能的最大能效值。如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机(15)，位于整机的中心，以保持机器的重力平衡。如图2、图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机(15)，与跟踪机柱(16)相连接，跟踪机柱(16 )，与跟踪机座(17 )相连接。如图2、图3所示，所述的浮式太阳能集换机(011)的主体，是由A、B、C、D四组模块单元(18)组合而成的。如图4、图5所示，所述的透镜群，由単体的凸透镜，以“纵列横行”的编阵式，组成列阵式集热的透镜群的。如图4、图5所示，多个的单体的凸透镜以“纵列横行”的平面布局，形成一块透镜群的平板；所述的透镜群的平板，置于三位支架(2)的透镜群板支架(3)上，形成封闭式的集热结构，大幅提闻了集热器的集热效率。[0073]如图4、图5所示，所述的透镜群板(4)，采用树脂注塑的エ艺路线，塑料透镜的好处为价格便宜，质量轻，易于模制，从而节约了透镜群的制造成本。如图4、图5所示，所述的树脂注塑成形的列阵式透镜群板(4)，包括，注液管(101)、镜外面积(102)、连通孔(103)、隼合线(103)、壳体群(105)热合线(106)、排气管(107)、上壳体(108)、下壳体(109)。进一歩，如图4、图5所示，所述的上壳体(108)和下壳体(109)，是以上下对称、“纵列横行”布局列阵的，是系同一模具注塑成形的。进ー步，如图4、图5所示，所述的上壳体(108)和下壳体(109)，经超声波热合后，形成透镜群的壳体群(105)。如图4、图5所不，所述的外壳体(105),呈凸面圆的透镜外壳的圆周及外壳体
(105)的周边上，设有热合线(106);所述的热合线(106)上，设有互相隼扣的结合部，以便于热合时的对准。如图4、图5所示，所述的呈凸面圆透镜外壳的相邻处，设有连通孔(103)。如图4、图5所示，所述的外壳体(105)的上方，设有注液管(101 )、及排气管
(107)。进一歩，如图4、图5所示，所述的壳体群(105)主体ー侧的上方，设有注液管
(101)，不易滋生微生物的、透明的化学液体，可经注液管(101)注入列阵式壳体群(105)的主体中；所述的透明液体，也可以是蒸馏水或纯净水。如图4、图5所示，所述的壳体群(105)主体另ー侧的上方，设有排气管(107)，以便透明液体的注入，液体注入完成，可封闭注液管(101)及排气管(107)，太阳能列阵式透镜群制造成功。如图4、图5所示，凸透镜以“纵列横行”的平面布局，形成一块透镜群的平板，透镜群的平板，置于三位支架(2)的透镜群板支架(3)上，形成封闭式的集热结构，大幅提高了集热器的集热效率。如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机(15)，包括，跟踪机法兰(201)、旋转架
(202)、旋转鼓(203)、轴承A(205)、跟踪仪(207),蜗杆减速微电机A (208),法兰连接体(209),旋转轴(210)、蜗杆减速微电机B (215)。如图6、图7所示，所述的旋转轴(210)的两端，安装有跟踪机法兰(201)，跟踪机法兰(201)上，设有与浮式太阳能集换机(011)相连接的螺栓孔；所述的阳光轴跟踪机(15)两侧分别与浮式太阳能集换机(011)两内侧相连接。如图6、图7所示，所述的旋转轴(210)与旋转架(202)相交接的中间位上，设有ニ个轴承A (205)及齿轮A (206);所述的ニ个轴承A (205)，分别安装于旋转架(202)上的
预置孔上。如图6、图7所示，所述的旋转轴(210)的中间位上，还安装有呈鼓形结构的旋转鼓
(203),呈鼓形结构的旋转鼓(203)，通过销子A(204),定位于旋转轴(210)上。如图6、图7所示，所述的呈鼓形结构的旋转鼓(203)的正面，设有跟踪仪(207)的安装孔，跟踪仪(207)安装于其中。如图6、图7所示，所述的呈鼓形结构的旋转鼓(203)的空间中，安装有蜗杆减速微电机A (208)，蜗杆减速微电机A (208)前端的蜗杆与安装于转轴(10)上的齿轮A (206)相隅合，在跟踪仪(207)信号的指令下，啟动蜗杆减速微电机A (208)，通过位于转轴(210)上的跟踪机法兰(201)的带动，实现浮式太阳能集换机(011)的中心轴，实时、自动调整与阳光轴的平行。如图6、图7所示，所述的旋转架(202)，呈圆筒状的结构，呈圆筒状的结构的旋转架(202)的中间，留有旋转鼓(203)的安装位。如图6、图7所示，所述的旋转架(202)两侧的中部，设有位于旋转轴(210)上的ニ个轴承A (5)的轴承孔，旋转轴(10)，通过ニ个轴承A (5)，安装于旋转架(2)上。
如图6、图7所示，所述的旋转架(202)底部的中心，设有固定轴(214)。如图6、图7所示，所述的固定轴(214)上，安装有轴承B (212)及齿轮B (213)。如图6、图7所示，所述的固定轴(214)，通过销子B (211 )，定位于旋转架(202)底部的中心孔上。如图6、图7所示，所述的旋转架(202)通过轴承B(212)，定位于法兰连接体(209)上。如图6、图7所示，所述的法兰连接体(209)上面的中心位置上，设有轴承B (212)的安装座，旋转架(202)通过轴承B (212)与法兰连接体(209)相连接。如图6、图7所示，所述的旋转架(202)，在蜗杆减速微电机B (215)的驱动下，能在法兰连接体(209)上，作水平的旋转。如图6、图7所示，所述的法兰连接体(209)的空间中，容设有带有蜗杆减速微电机B (215)，蜗杆减速微电机B (215)在跟踪仪(207)信号的指令下，驱动旋转架(202)作水平的旅转，保证浮式太阳能集换机(011)的中心轴始终与太阳光轴方位角一致。如图6、图7所示，所述的法兰连接体(209)与连接柱法兰(218)通过连接螺栓(217)相连接。如图6、图7所示，所述的阳光轴跟踪机(15)，是集跟踪与驱动ニ系统于ー机的阳光轴跟踪机(15)，与现有的分散安装的同步机相比，具有结构紧凑、制造规范、应用广泛的优势。如图I、图3、图7所示，所述的阳光轴跟踪机(15)，安装于浮式太阳能集换机
(011)的跟踪机柱(16)上；阳光轴跟踪机(15)的安装位，处于浮式太阳能集换机(011)的中心位上，以取得重心的平衡。如图I所示，所述的电能调配系统(03)，包括，照明及动カ(02)、蓄变电房(04)，所述的蓄电池，聚蓄来自III-V族半导体光伏电池产生的电能，经逆变器转性升压，由PLC监控(05)，指令电源切换开关切换至场内电路，实现对场内动カ及照明(02)的供电，当蓄变电房(04)的能电低于设计值吋，PLC监控(05)指令电源切換开关，自动将场内供电重新切换至市电电路。如图I、图2、图3所示，所述的热能调配系统(014)，包括，低温管ロ(5)、水箱
(13)、高温管ロ(14)、水电接ロ箱(19)、冷热水管(24)、热能管路(08)、室内养殖池(09)、水泵房(012)及热水贮罐(013);所述的低温管ロ(5)位于水箱(13)的上方；所述的高温管ロ
(14)位于水箱(13)的下方，所述的低温管ロ(5)及高温管ロ(14)，分别与水电接ロ箱(19)中对应的水路端ロ组相连接，水电接ロ箱(19)的另一端的水路端ロ组，与热能管路中的对应管道相连接。所述的水电接ロ箱(19 )，设有水和电的ニ组的接ロ，通过水电接ロ箱(19 )，浮式太阳能集换机(Oll)的水电管线可与热能管路(08)及电能管路(6)相连通；所述的水电接ロ箱(19)固定安装于浮式太阳能集换机(Oll)的跟踪机座(17)上；所述的水泵房
(012)，根据整场浮式太阳能集换机(Oll)的装机容量、天气情况及高温管ロ的水温信号，给出供水指令，启动水泵房(012 )开机，实施向热能管路中的给水管供水。如图I、图2、图3所示，所述的PLC监控系统(05)的控制对象，包括，太阳能集换系统(01 )、电能调配系统(03)、热能调配系统(014)。如图I、图2、图3所示，所述的PLC监控系统(05)，对太阳能集换系统(Ol)的监控对象是浮式太阳能集换机(011)，监控的项目包括，对浮式太阳能集换机(Oll)的供电、供水及电能、热能的输出情况。如图I、图2、图3所示，所述的PLC监控系统(05)，对电能调配系统(03)的监控对象是动カ及照明(02)、蓄变电房(04)，监控的项目包括，蓄电池负荷、电能逆变、升压、场电、市电切换及并入电网的情況。如图I、图2、图3所示，所述的PLC监控系统(05)，对热能调配系统(014)的监控对象是室内养殖池(09)、水泵房(012)、热水贮罐(013)及热能管路(08)，监控的项目包括，室内养殖池(09)水温、热水贮罐(013)的容量及水温、水泵房(012)的供水情況。如图I、图2、图3所示，所述的PLC监控系统(05)，根据反馈的信息，作出程控设定指令，协调各系统平稳运营。如图I所示，所述的浮式太阳能集换机(Oll)的主体，是由A、B、C、D四组模块単元(18)组合而成的。所述的模块单元(18)，各自拥有单独的功能部件。所述的四块模块単元
(18)，其几何尺寸及所具的功能，是完全一致的，以便于标准化、模块化的开发生产。如图8所示，是浮式太阳能集换机(Oll)处于近中午时段的状态示意图。如图9所示，是浮式太阳能集换机(Oll)局部结构的示意图。
权利要求1.工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统(01)、电能调配系统(03)、热能调配系统(014)、PLC监控系统(05);其特征在于所述的太阳能集换系统(01)，包括，场地锚点(07 )、露天养殖水面(010 )浮式太阳能集换机(011);所述的太阳能集换系统(OI)，采用浮式太阳能集换机(011)，获得太阳能集换成电能和热能；所述的浮式机件包括阳光机浮筒(22)及阳光机悬臂(23);所述的浮式太阳能集换机(011)，通过电能管路(06)、热能管路(08)的维系定位，以及阳光机锚点(21)、场地锚点(07)的固定，安装于露天养殖水面(010)设定的位置上；所述的电能调配系统(03)，包括，照明及动力(02)、蓄变电房(04)及电能管路(06);所述的电能调配系统(03)，将获得的电能，经蓄变电房(04)调配，供工厂化水产养殖场的动力、照明(02)用电；所述的蓄电池，聚蓄来自III-V族半导体光伏电池产生的电能，经逆变器变流升压，由PLC监控(05)，指令电源开关切换至自供电路，实现对场内动力及照明(02)的供电，当蓄变电房(04)的电能低于设计值时，PLC监控(05)指令电源切换开关，自动将场内供电重新切换至市电电路；所述的热能调配系统(014)，包括，低温管口(5)、水箱(13)、高温管口(14)、水电接口箱(19)、冷热水管(24)、热能管路(08)、室内养殖池(09)、水泵房(012)及热水贮罐(013);所述的热能调配系统(03)，将获得的热能，存贮于热水贮罐(013)中，用以调配工厂化室内水产养殖池(09)的水温；所述的低温管口(5)位于水箱(13)的上方；所述的高温管口(14)位于水箱(13)的下方，所述的低温管口(5)及高温管口( 14 )，分别与水电接口箱(19 )中对应的水路端口组相连接，水电接口箱(19 )中的另一端的水路端口组，分别与热能管路中对应的管道相连接；所述的水电接口箱(19)，设有水和电的二组的接口 ；所述的浮式太阳能集换机(011)，通过水电接口箱(19)中的水和电的二组接口，实现与热能管路(08)及电能管路(06)相连通；所述的水电接口箱(19)固定安装于浮式太阳能集换机(011)的跟踪机座(17)上；所述的水泵房(012)，根据整场浮式太阳能集换机(011)的装机容量、天气情况及高温管口的水温信号，给出供水指令，水泵房(012)启动，向热能管路中的给水管供水；所述的PLC监控系统(05)，监控全场的自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营；所述的PLC监控系统(05)的监控对象，包括，太阳能集换系统(01)、电能调配系统(03)、热能调配系统(014)，所述的PLC监控系统(05)对太阳能集换系统(01)的监控对象是浮式太阳能集换机(011)，监控的项目包括，对浮式太阳能集换机(011)的供电、供水及电能、热能的输出情况；所述的PLC监控系统(05 )对电能调配系统(03)的监控对象是蓄变电房(04)、动力及照明(02)，监控的项目包括，蓄电池负荷、电能逆变、升压、场电、市电切换及并入电网的情况；所述的PLC监控系统(05)对热能调配系统(014)的监控对象是室内养殖池(09)、水泵房(012)、热水贮罐(013)及热能管路(08)，监控的项目包括，室内养殖池(09)的水温、热水贮罐(013)的容量及水温、水泵房(012)的供水情况；所述的浮式太阳能集换机(011)，包括，自攻螺丝(I)、三位支架(2)、透镜板支架(3)、透镜群板(4)、低温管口(5)、光伏电池(6)、安装板(7)、散热片(8)、聚焦群(9)、散热器(10)、连接螺栓(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管口(14)、阳光轴跟踪机(15)、跟踪机柱(16)、跟踪机座(17)、模块单元(18)、水电接口箱(19)、电能输出线(20)、阳光机锚点(21)、阳光机浮筒(22)、阳光机悬臂(23)、冷热水管(24)、光伏电池群(25)、电能管路(06 )、场地锚点(07 )及热能管路(08 )。
2.根据权利要求I所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机(011)，采用了透镜群板(4)聚光的技术；所述的透镜群板(4)，由单个透镜，经“纵列横行”的列阵，形成与光伏电池呈正相关的的布局；所述的透镜群板(4)，由自攻螺丝(1)，固定安装于三位支架(2)的透镜群板支架(3)上；所述的三位支架(2)，其竖立的周边，充当透镜群板(4)的透镜群板支架(3)，其底面是光伏电池(6)的安装板(7)，其底部的背面，设有光伏电池(6)的水冷式的散热器(10)，故称三位支架(2);所述的透镜群板(4)的壳体，是由上下对称的二个壳体，采用透明度极好的树脂注塑，经超声波热合形成的；所述的透镜群板(4)，包括，注液管(101)、镜外面积(102)、连通孔(103)、隼合线(104)、壳体群(105)、热合线(106)、排气管(107)、上壳体(108)、下壳体(109);所述的壳体群(105)呈半凸面圆的形状；所述的上壳体(108)和下壳体(109)的热合线(106)上，设有隼合线(104)，便于热合时对准；所述的壳体群(105)各壳体的相邻处，设有连通孔(103)，便于透明液的注入；所述的壳体群(105)的上方，设有注液管(101)及排气管(107);所述的透镜群中，注入透明的化学液体。
3.根据权利要求I所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机(011)，采用光伏电池发电的技术所述的光伏电池(6)采用的是能承受1000倍聚光的III-V族光伏电池，相当于1/2晶硅电池数量的光伏电池，可获得与晶硅电池等同的电能；所述的光伏电池(6)，固定安装于三位支架(2)的安装板(7)上，形成光伏电池群(25)；所述的光伏电池群(25)的排列，与透镜群板(4)上的单体透镜的排列，呈正对应；光伏电池群(25)与透镜群板(4)的距离，即是透镜的焦距；透镜群板(4)所形成的聚焦群(9)，正好落在光伏电池群(25)上的位于光伏电池(6)的中心的半导体发电元件上。
4.根据权利要求I所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机(011)采用水冷散热的技术所述的水箱(13 )，包括，自攻螺丝(I)、三位支架(2 )、低温管口(5)、安装板(7)、散热片(8)、散热器(10)、连接螺栓(11)、密封垫(12)、水箱(13)、高温管口(14);所述的水箱(13)与等效结构的三位支架(2)间，通过连接螺栓(11)相连接，所述的三位支架(2)与水箱(13)相连接的层面处，设有密封垫(12);所述的水箱(13)上，设有低温管口(5)及高温管口(14);所述的三位支架(2)，位于水箱(13)的上方，三位支架(2)，包括散热片(8)、光伏电池(6)的安装板(7)及由散热片(8)组成的散热器(10):所述的三位支架(2)，呈方型的箱式结构，方型的箱式结构的沿口上，设有透镜群板(4)的安装孔，透镜群板(4)通过自攻螺丝(I)固定安装于三位支架(2)的透镜板支架(3)上；所述的呈箱式结构三位支架(2)的箱底部，充当光伏电池(6)的安装板(7);所述的安装于安装板(7)上的光伏电池(6)，其数量与安装于透镜板支架(3)上的透镜群板(4)上的透镜数是一致的，透镜的中轴线与光伏电池(6)的半导体件的中心保持严格的一致，光伏电池(6)与透镜群板(4)之间的高度，S卩是透镜的焦距，透镜群形成的聚焦群(9)，正中落点于光伏电池(6)的中心位置上；所述的安装板(7)的下方，设有散热片(8);所述的散热片(8)，伸入水箱(13)中；所述的散热片(8)，以安装于其上的光伏电池(6)，实行分组，各组的散热片(8)之间，设有一片较长的散热片，以控制水流的移动方向；所述的水箱(13)上的低温管口(5)接受热能管路(08)中的给水管补水；所述的水箱(13)的高温管口(14)，输出达95°C的热水。
5.根据权利要求I所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机(011)采用阳光轴自动跟踪的技术所述的阳光轴跟踪机(15)，包括，阳光轴跟踪机(15)、跟踪机柱(16)及跟踪机座(17);所述的阳光轴跟踪机(15)，位于浮式太阳能集换机(011)的中心，以保持浮式太阳能集换机(011)的重心平衡，所述的阳光轴跟踪机(15)与跟踪机柱(16)相连接，所述的跟踪机柱(16)与跟踪机座(17)相连接；所述的阳光轴跟踪机(15)，包括，跟踪机法兰(201)、旋转架(202),旋转鼓(203)、销子A (204)、轴承A (205)、齿轮A(206 )、跟踪仪(207 )、蜗杆减速微电机A(208 )、法兰连接体(209 )、旋转轴(210 )、销子B(211)、轴承B (212)、齿轮B (213)、固定轴(214)、蜗杆减速微电机B (215)、蜗杆B (216)、连接螺栓(217)及连接柱法兰(218):所述的旋转架(202)，呈圆筒结构，旋转架(202)的中间，设有旋转鼓(203)的安装位；所述的旋转架(202)的两侧，设有旋转轴(210)穿过的圆孔，所述的圆孔中，设有位于旋转轴(210)上的轴承A (205)的安装座；所述的设有轴承A(205)的旋转轴(210)，穿过旋转架(202)的预置孔，横贯于旋转架(202)的中心；所述的旋转轴(210 )的中间位上，设有旋转鼓(203 );所述的旋转鼓(203 )，呈鼓形结构，呈鼓形结构旋转鼓(203)的两端，设有旋转轴(210)贯通的安装孔，旋转鼓(203)，通过销子A (204)定位于旋转轴(210)上；所述的旋转鼓(203)的正面，设有跟踪仪(207)的安装位；所述的旋转架(202)底部的中心，设有固定轴(214)，所述的固定轴(214)上，安装有轴承B (212)及齿 轮B (213);所述的固定轴(214)，通过销子B (211 )，定位于旋转架(202)底部的中心孔上；所述的旋转架(202)通过轴承B (212)，定位于法兰连接体(209)上；所述的轴承B (212)，安装于法兰连接体(209 )上的轴承座上；所述的法兰连接体(209 )与连接柱法兰(218)通过连接螺栓(217)相连接；所述的法兰(201)固定安装于旋转轴(210)两端上；所述的阳光轴跟踪机(15)，具有自动跟踪太阳光轴并向传动部件发出动作指令的功能，使浮式太阳能集换机(011)的向阳面，始终保持与阳光轴处于垂直的状态。
6.根据权利要求I所述的工厂化太阳能水产养殖场，其特征在于，所述的浮式太阳能集换机的主体，是由A、B、C、D四组模块单元(18)组合而成的；所述的模块单元(18)，各自均拥有独立的功能部件。
专利摘要本实用新型属于太阳能利用的领域，尤其是工厂化太阳能水产养殖场。工厂化太阳能水产养殖场，包括，太阳能集换系统(01)、电能调配系统(03)、热能调配系统(014)及PLC监控系统(05)；所述的太阳能集换系统(01)，利用广瀚的露天养殖水面(010)，采用浮式太阳能集换机(011)，凭借透镜群聚光、光伏电池发电、水冷散热、阳光自动跟踪技术，获得高集换效率的电能和热能；所述的能电调配系统(03)，将获得的电能，经蓄变电房(04)逆变升压，供给全场的动力及照明(02)用电；所述的热能调配系统(03)将获得的热能，存于热水贮罐(013)中，用以工厂化室内水产养殖池(09)水温调配；所述的PLC监控系统(05)，由PLC总控自动化元件，实现工厂化太阳能水产养殖场平稳运营。
文档编号A01K61/00GK202618027SQ201220259419
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者李万红, 李正 申请人:李万红