專利名稱：一種太陽能光伏水面多功能發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能光伏發電系統，特別是指一種利用太陽能水面光伏發電進行水下增氧，潛水供氧、水面供電、浮式航標燈等多功能發電機。
背景技術：
“增氧機”始于上世紀70年代，傳統設備使用的葉輪，水車式、水面撥動增氧，技術上只是用市電驅動電動機帶動平板葉片撥動水的表面，使空氣中的氧溶于水表面，這種裝置都是需要外接市電來帶動機器轉動，且裝置不能隨意的移動，并且在水中拉電纜安全隱患極大；因此雖然結構簡單，但耗能很大，且溶氧度低下，氧氣一般只是增加在水表面，因此在養殖行業，光靠水面增氧不能達到高密度高質量養殖的要求，經濟效益不高，且不安全。同時目前的增氧機，功能單一，一些偏遠地區缺電、無電或電力設施不完善，不能達到供電的需求。因此也無法使用增氧機，造成了在廣泛水域無法大面積推廣水產養殖，迅速引導農民致富的缺陷。
發明內容
本發明提出一種節能環保，且使用方便高效安全的水下增氧設備，放置于水面發電的太陽能光伏多功能發電機。本發明的技術方案是這樣實現的一種太陽能光伏水面多功能發電機，包括放置于水中的浮筒；所述浮筒的頂端設有一太陽能電池組件；所述太陽能電池組件下方設有一第一支撐板與浮筒連接，所述太陽能電池組件與所述第一支撐板間設有進氣口間隔，所述第一支撐板上設有一進氣口開Π ；所述第一支撐板下方設有一第二支撐板，所述第二支撐板將所述浮筒與外界氣體隔離；所述第一支撐板與所述第二支撐板之間有一隔板，將此空間分隔為密封區、安置區以及壓縮空氣區；所述第二支撐板中心位置承托有一離心風扇；所述離心風扇設于所述安置區，且所述密封區與所述壓縮空氣區分別設于所述安置區的兩側，所述安置區與所述壓縮空氣區相通；所述壓縮空氣區設有一壓縮空氣出口 ；所述壓縮空氣出口連接排氣管，所述排氣管深入水下；所述排氣管末端連接微孔噴管；所述第二支撐板上位于所述密封區固定有逆變器和光伏控制器；所述第二支撐板下方設有第三支撐板，所述第三支撐板上固定有蓄電池；
所述浮筒底端設有一電機，所述電機的電機軸穿過所述浮筒筒底、所述第三支撐板及所述第二支撐板與所述離心風扇連接；所述太陽能電池組件與所述光伏控制器電連接，所述光伏控制器電連接所述蓄電池；所述光伏控制器電連接所述逆變器及所述電機。所述電機與所述浮筒之間設有密封圈密封。所述浮筒的外緣設有吊環，便于運輸吊裝。
所述壓縮空氣區還連接有耐壓軟管，所述耐壓軟管前端設有電控閥門，所述耐壓軟管的末端設有潛水呼吸器，所述電控閥門與所述潛水呼吸器之間設有壓力傳感器根據水深的不同，調節供氣壓力，適應潛水人員的需求。所述潛水呼吸器前端還設有微型應急氧氣瓶具有十分鐘的供氣量，在耐壓軟管被破壞時應急逃生。所述逆變器通過電源輸出電纜與用戶電源連接。所述第一支撐板上設有支架，支架頂端設有警示燈或航標燈閃光器；所述航標燈閃光器與所述光伏控制器電連接。所述浮筒底端下的所述電機底部設有系留環，通過鋼纜于水底系留固定。所述太陽能電池組件、所述第一支撐板、所述第二支撐板、所述第三支撐板、所述離心風扇、所述光伏控制器、所述逆變器、所述電機均呈保證浮筒置于水中時不傾斜的對稱設置，且重心最低。本發明通過太陽能電池組件產生光伏效應進行發電，經光伏控制器中PWM技術高效向蓄電池充、放電控制，還具有時控、光控、溫度補償、直流放大器等多功能將所獲得的電能再傳送給其他的電子部件，然后再帶動離心風扇的轉動，從而可以產生壓縮空氣，壓縮空氣則通過排氣管排出，并且浮筒置于水中時，排氣管深入水中可以將壓縮空氣從下端排出，而壓縮空氣是通過微孔噴管排出，因此可以進行霧化，使得水中的溶氧度大大增加，從而可以提高增氧效果。而當其不做增氧機時，所產生的電能則可以作為其他作用，如發電機向岸上供電，或者供給其上的航標燈使用，或作為潛水供氧機使用，既節能環保，安全性能高，一機的多用途，放置于水中后不需要人工再操作，且方便操作。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明一種太陽能光伏水面多功能發電機的平面剖視結構示意圖；圖2為本發明太陽能光伏水面多功能發電機的俯視圖；圖3為本發明太陽能光伏水面多功能發電機的仰視圖；圖4為本發明太陽能光伏水面多功能發電機的電路連接示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。請參見圖1、圖2、圖3及圖4，本發明提供的一種太陽能光伏水面多功能發電機多功能集合于圖一所示，因此下面將詳細闡述其作為不同功能時的具體實施方式
。
實施例一作為水下增氧機使用一種太陽能光伏水面多功能發電機，請參見圖1，包括放置于水中的浮筒I ;所述浮筒I的頂端設有一太陽能電池組件2 ;所述太陽能電池組件2下方設有一第一支撐板3與浮筒I連接，所述太陽能電池組件2與所述第一支撐板3間設有進氣口間隔4，所述第一支撐板3上設有一進氣口開口 5。所述太陽能電池組件2留下一定距離固定第一支撐板3，第一支撐板3與所述太陽能電池組件2之間可通過六根固定螺栓均勻分布連接。浮筒I可以設置為多種形狀，本實施例中主要采用圓錐形，因為此形狀放置于水中時最為穩定；浮筒I漂浮于水面時，水上部分大約占筒高三分之一，水下部分大約占筒高三分之二，而重心在設備的底端中心，因此穩定性良好。圓錐形浮筒I承載全部光伏系統部件及應用部件的重量，漂浮于確定的水面上。浮筒I以及所有支撐板等結構件均采用ABS或玻璃鋼材料，經久耐用，制造成本低廉。所述第一支撐板3下方設有一第二支撐板6，所述第二支撐板6將所述浮筒I與外界氣體隔離；所述第一支撐板3與所述第二支撐板6之間有一隔板7，將此空間分隔為密封區8、安置區9以及壓縮空氣區10 ;所述第二支撐板6中心位置承托有一離心風扇11 ;所述離心風扇11設于所述安置區9，且所述密封區8與所述壓縮空氣區10分別設于所述安置區9的兩側，所述安置區9與所述壓縮空氣區10相通；所述壓縮空氣區10設有一壓縮空氣出口 12 ;所述壓縮空氣出口 12連接排氣管13，所述排氣管13深入水下，所述排氣管13末端連接微孔噴管14 ;所述第二支撐板6上位于所述密封區8固定有逆變器15和光伏控制器
16。其中排氣管13采用硬質材料，其具有抗壓能力，且長度可以根據需要進行調整，從而保證深水區能有足夠的氧氣，且排氣管13的末端連接的微孔噴管14，最佳的為環形的微孔噴管14，當然其形狀不限于環形，也可以為三角形，正方形或者直接為直管型等；且微孔開設在環形噴管的下端，微孔的孔徑大小最佳的范圍為l_2mm，從而使壓縮空氣在噴出時，霧化效果更佳，通過水底再上升，增加了水中的溶氧度，但是其孔徑大小以及開口的位置不僅限于本實施例中所提及的大小和位置。所述第二支撐板6下方設有第三支撐板17，所述第三支撐板17上固定有蓄電池18 ;第三支撐板17同樣為圓板狀結構與所述浮筒一連接，將第三支撐板17設置于靠浮筒I底部的位置，第三支撐板17下方設有固定架與浮筒I底端相連，蓄電池18最少設置有兩塊，當然不限于兩塊，在第三支撐板17上呈對稱設置，從而可以更好的保持浮筒I的平衡。所述浮筒I底端設有一電機19，所述電機19的軸穿過所述浮筒I筒底、所述第三支撐板17及所述第二支撐板6與所述離心風扇11連接；本發明采用的是稀土直流無刷電機，當然不限于此種電機。所述太陽能電池組件2與所述光伏控制器16電連接，所述光伏控制器16電連接所述蓄電池18 ;所述光伏控制器16電連接所述逆變器15及所述電機19。為了保持密封性，使浮筒I放入水中部分不會有水滲入，因此針對每個外接口出均會采用密封措施，因此在所述電機19與所述浮筒I之間設有密封圈20。所述浮筒I的外緣設有吊環21，吊環21最佳的是設有四個，分別間隔均勻的設置在浮筒I上端的外緣，用于設備運輸和安裝時吊裝使用。所述浮筒I底端下的所述電機19底部設有系留環22，因此可以將浮筒I固定在指定的水域中。
所述太陽能電池組件2、所述第一支撐板3、所述第二支撐板6、所述第三支撐板
17、所述離心風扇11、所述光伏控制器16、所述逆變器15、所述蓄電池18所述電機19均呈保證浮筒I置于水中時不傾斜的對稱設置。本發明太陽能光伏水面多功能發電機作為增氧機使用時，首先將浮筒I放置于需要放置的指定的水域中，可以通過纜繩吊住吊環21，然后再將浮筒I置入水中。太陽能電池組件2受到光照產生光伏電流，光伏電流經過光伏控制器16流至蓄電池18，然后光伏控制器16采用脈寬調制PWM技術(Pulse WidthModulation)，根據蓄電池18的充放電特性，控制器為直充、勻充、浮充的三段充電方式，蓄電池18始終保持滿荷電狀態，從而保證整個系統常年全天候工作，蓄電池18電流再經過光伏控制器16流向電機19，然后電機19將啟動帶動離心風扇11轉動，而空氣從進氣口間隔4至進氣口開口 5處流入，然后經過離心風扇11的帶動，壓縮空氣流向壓縮空氣區10，再流經壓縮空氣出口 12流向排氣管13，最終從排氣孔的尾端微孔噴管14處排出，由于微孔噴管14孔徑小，且空氣壓力大，因此將產生霧化氣體，使得噴出的氣體在水中溶氧度高。且排氣管13為硬質材料制成，具有耐壓力，因此深入水中的長度可以根據需要而定。另外由于電機19下方設有系留環22，因此將浮筒I至于水中時為了防止浮筒I位置的移動，因此可以通過系留環22上系上纜繩再固定在水底。本發明可以通過將空氣導入水面下，從而使中、深層水中也能溶氧，并且采用的電量可以自給自足；不需要外接電源無安全隱患，既可以滿足增氧的功能，還能不使用市電，因此對于水產養殖業有非常顯著的經濟效益。所述警示燈30作為系統工作狀態指示，正常時常亮，故障時閃亮。實施例二 作為水下供氧機使用與實施例一不同的是，所述壓縮空氣區10還連接有耐壓軟管23，所述耐壓軟管23前端設有電控閥門24，所述耐壓軟管23的末端設有潛水呼吸器25，所述電控閥門24與所述潛水呼吸器25之間設有壓力傳感器26置于耐壓軟管23上。所述潛水呼吸器25前端還設有微型應急氧氣瓶27。相同部分在此不再贅述。其中，所述壓力傳感器26檢測到水深壓力產生的電信號經通信電纜進入所述光伏控制器16的調節電路控制所述電控閥門24的開啟度，調節排氣壓力的大小，從而調整潛水呼吸器25的供氧壓力。為了產生較好的供氧效果，因此不作為養殖增氧使用，而作為潛水作業供氧機使用時，將壓縮空氣出口 12進行堵塞，即排氣管13的入口被堵塞，從而使壓縮空氣僅能從耐壓軟件中排出。使用時，其產生壓縮空氣的過程與實施例一中的過程相同，因此在此不再贅述，潛水員帶好潛水呼吸器25潛入水中，此時壓力傳感器26感測潛水員的潛入水深的壓力，然后通過光伏控制器16控制電控閥門24的開啟程度，從而滿足潛水員的供氧。耐壓軟管23的長度根據潛水員的需要進行設置，然而在深海領域常常存在各種突發狀況，因此本發明中的設備出現故障，或者耐壓軟管23被割斷比如被鯊魚咬斷時，潛水員可以啟動背負于胸前或后背的微型應急氧氣瓶27供氧，再迅速逃生，微型應急氧氣瓶27可供給潛水員十分鐘左右的氧氣。因此可以進一步保證潛水員的生命安全。另外，另設有安全繩纜31通向岸上或船上，便于水面人員及時救援。通訊電纜32通向水面，實現與岸上或船上人員通訊。本發明作為供氧機使用時，無需水面上的任何人員和設備配合，在淺水海域或內陸水域(< 50米水深)人體所承受的壓力范圍內，很方便的進行潛水作業，潛水人員不受供氣時間的限制，不需要背負傳統沉重的氧氣瓶，方便攜帶更多的水下作業工具和器材，行動自由度大幅度增加，同時解決了向水面和岸上通訊問題和安全保障問題。另外，警示燈30作為水下工作狀態指示，正常時常亮，非正常時閃亮。實施例三作為水面光伏發電機使用其與實施例一不同的是，系統只是用所述逆變器15通過電源輸出電纜28與用戶電源連接。因為在偏遠的海域或水域地區，電力設施不完善，因此居民生活用電無法保證，可以通過本發明來提供電量。此時光伏控制器16將控制逆變器15的電流輸出；逆變器15進行直流與交流的轉換，從而輸給岸上或船上用戶使用。本發明如只用于光伏發電還可以將電機19，離心風扇11等其它功能的部件去除，保持其密封效果，進一步降低成本將其只作為光伏發電機使用。警示燈30作為系統工作狀態指示，正常時常亮，故障時閃亮。實施例四作為航標燈使用在江、河、湖、海中航行，特別是大型客、貨運船只在航道中航行，離不開航標燈的指引，才能確保安全。航標燈作為航運交通警示信號燈，是航運交通必有的裝備。傳統的浮標式航標燈，其特點采用直流燈具，使用蓄電池18供電。由于蓄電池18容量有限，在一定的時間內必須更換。再由于航標燈浮動工作于水面，在天氣惡劣風大浪急的情況下，作業船只根本無法靠近作業點，去打開設備更換沉重的蓄電池18。因此容易在夜間造成過往船只觸礁、擱淺、碰撞等重大事故。本實施例與其它實施例不同的是,所述支架29頂端設有航標燈30 ;所述航標燈30與所述光伏控制器16電連接。航標燈30夜晚或陰天開燈點亮的時間由光伏控制器16控制電連接所述內含頻閃發生器的航標燈30按照國際通用標準閃光頻率，驅動航標燈30工作。另外，與實施例三相同，為了更好的給航船保證航標燈30的使用，本發明還可以將電機19，離心風扇11及相應附件移除，進一步降低成本保持其密封效果，將其只作為航標燈30使用。根據水深使用一定長度的鋼纜連接系留環22，從而使浮筒I系留于指定的航道上，本發明作為航標燈30使用可實現全天候，免維護使用(免維護期限可> 3年)，與傳統的航標燈比較大大的減少了更換所述蓄電池18及所產生的維護費用。與海底電纜供電方式相比，造價低廉，且更加安全。綜述本發明提供的太陽能光伏水面多功能發電機，采用了綠色環保的太陽能作為電力來源，再將所得的電力充分利用，作為水下增氧機以及供氧機，還有水面發電機和航標燈使用，增氧機不僅能深入水中增加氧量，且霧化后水中溶氧度高，使水中有機生物菌種大量繁殖，快速分解水中殘餌、蛋白質、有機物等。凈化水質，促進浮游生物及有益藻類生長，實現了無公害綠色養殖，大幅度提高了養殖產量和質量，不消費常規電能，且使用方便。只要將設備放入水中，不需要做任何操作即可正常工作。作為供氧機時也無需其他外部設備，安全設備考慮嚴格，移動方便，使用安全。作為發電機和航標燈安裝方便，使用成本低廉，增加了安全性，本發明一機多用的同時，也更好的實現了節能環保，節約成本，可靠安全的性能。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于，包括放置于水中的浮筒；所述浮筒的頂端設有一太陽能電池組件；所述太陽能電池組件下方設有第一支撐板與浮筒連接，所述太陽能電池組件與所述第一支撐板間設有進氣口間隔，所述第一支撐板上設有一進氣開口 ； 所述第一支撐板下方設有一第二支撐板，所述第二支撐板將所述浮筒與外界氣體隔離；所述第一支撐板與所述第二支撐板之間有一隔板，將此空間分隔為密封區、安置區以及壓縮空氣區；所述第二支撐板中心位置承托一離心風扇；所述離心風扇設于所述安置區，且所述密封區與所述壓縮空氣區分別設于所述安置區的兩側，所述安置區與所述壓縮空氣區相通；所述壓縮空氣區設有一壓縮空氣出口 ；所述壓縮空氣出口連接排氣管，所述排氣管深入水下；所述排氣管末端連接微孔噴管；所述第二支撐板上位于所述密封區固定有逆變器和光伏控制器； 所述第二支撐板下方設有第三支撐板，所述第三支撐板上固定有蓄電池； 所述浮筒底端密封連接一電機，所述電機的電機軸穿過所述浮筒筒底并密封連接、所述第三支撐板及所述第二支撐板與所述離心風扇連接； 所述太陽能電池組件與所述光伏控制器電連接，所述光伏控制器電連接所述蓄電池；所述光伏控制器電連接所述逆變器或所述電機。
2.如權利要求1所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述壓縮空氣區還連接有耐壓軟管，所述耐壓軟管前端設有電控閥門，所述耐壓軟管的末端設有壓力傳感器和所述潛水呼吸器。
3.如權利要求2所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述耐壓軟管外還設有所述通訊電纜和安全纜繩。
4.如權利要求2所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述潛水呼吸器前端還設有微型應急氧氣瓶。
5.如權利要求1所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述逆變器通過電源輸出電纜與用戶電源連接。
6.如權利要求1或2或5所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述第一支撐板上設有支架，支架頂端設有航標燈或警示燈；所述航標燈或所述警示燈與所述光伏控制器電連接。
7.如權利要求1或2或5所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述浮筒的外緣設有吊環。
8.如權利要求1所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述微孔噴管的孔徑為1-2mm。
9.如權利要求1或2或5所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述浮筒底端下的所述電機底部設有系留環。
10.如權利要求1或2或5所述的太陽能光伏水面多功能發電機，其特征在于所述太陽能電池組件、所述第一支撐板、所述第二支撐板、所述第三支撐板、所述離心風扇、所述光伏控制器、所述逆變器、所述蓄電池、所述電機均呈保證浮筒置于水中時不傾斜的對稱設置，且重心最低。
全文摘要
本發明提出一種太陽能光伏水面多功能發電機，包括浮筒，浮筒的頂端設有太陽能電池組件，其下方設有第一支撐板與浮筒連接，第一支撐板中心設有進氣開口；第一支撐板下方設有第二支撐板，第二支撐板中心設有離心風扇。第二支撐板上設有隔板，將第一支撐板與第二支撐板空間分成密封區、安置區、壓縮空氣區。壓縮空氣區連接一排氣管深入水下，并連接一微孔噴管。浮筒底部設有第三支撐板，其上固定有蓄電池。浮筒外底端設有電機并與浮筒密封連接。電機軸與離心風扇連接。壓縮空氣區設有電控閥門，潛水耐壓軟管與電控閥門密封連接，通向水下與壓力傳感器連接與微型應急氧氣瓶連接與潛水呼吸器連接。本發明一機多用，且安全可靠。
文檔編號A01K63/04GK103036481SQ20121053600
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者萬松柏 申請人:萬松柏