[发明专利]一种基于太阳能矩阵防止坝前结冰的系统

说明书

本发明提供了一种基于太阳能矩阵防止坝前结冰的系统，包括加热子系统和供电子系统，加热子系统包括发热板和追光聚焦机构，发热板设置于坝前的水面上，追光聚焦机构包括凸透镜，凸透镜的镜面角度可调，凸透镜设置于坝体两岸将阳光汇聚至发热板；供电子系统包括太阳能发电器和蓄电池，太阳能发电器包括太阳能电池板，太阳能电池板角度可调、始终与太阳光线垂直，太阳能发电器发出的电流储存至蓄电池中，蓄电池向所述发热板供电。投入使用后，凸透镜将阳光汇聚在发热板上进行升温，防止坝前结冰；太阳能发电器将太阳能转化为电能在蓄电池内存储，在光照不足或夜晚时，通过蓄电池放电对发热板进行加热升温，使坝前水温始终高于零度。

技术领域

本发明涉及水坝坝前除冰装备技术领域，具体涉及一种基于太阳能矩阵防止坝前结冰系统。

背景技术

我国北方地区冬季气温低，河流湖泊易结冰，冰冻对水工建筑物影响较大，坝体内外温差大，大坝易产生裂缝从而影响使用寿命和安全，由于坝前结冰而产生的冰压力会对大坝产生一定的压缩变形，导致外层脱落。目前对防止坝前结冰采用的方法主要是水体交换，即将坝前冷水抽出再注入热水，如此循环，此方法过程繁琐，且资源消耗大，使用过程中能量消耗大，利用率低下，无法满足节能需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单有效且资源消耗低的基于太阳能矩阵防止坝前结冰系统。

本发明提供的这种基于太阳能矩阵防止坝前结冰的系统包括加热子系统和供电子系统，加热子系统包括发热板和追光聚焦机构，发热板设置于坝前的水面上，追光聚焦机构包括凸透镜，凸透镜的镜面角度可调，凸透镜设置于坝体两岸将阳光汇聚至发热板；供电子系统包括太阳能发电器和蓄电池，太阳能发电器包括太阳能电池板，太阳能电池板角度可调、始终与太阳光线垂直，太阳能发电器发出的电流储存至蓄电池中，蓄电池向所述发热板供电。

在一个具体实施方式中，所述凸透镜包括镜面和镜框，镜框外设对称布置的光杆轴和齿轮轴。

进一步的，所述追光聚焦机构还包括调向支架，调向支架包括三角架、轴向转动马达、容纳盒、镜座和镜面调节机构，容纳盒通过轴向转动马达设置于三脚架顶部，镜座包括支撑杆和轴承座，支撑杆为半圆杆，一对支撑杆平行布置、分设于容纳盒两侧，两轴承座分设于一对支撑杆的两端，镜面调节机构设置于任一轴承座处，所述镜框以其齿轮轴与镜面调节机构相连、以其光杆轴与另一轴承座装配。

作为优选，所述轴承座的底面中心内凹，所述轴承座的长度方向两端均设有安装槽用以装配所述支撑杆。

优选的，所述镜面调节机构包括驱动电机和锥齿轮，驱动电机通过机座设置于两支撑杆之间，锥齿轮同轴固接于驱动电机的输出轴外，锥齿轮伸至轴承座底面中心内凹位置处与所述齿轮轴啮合。

所述轴向转动马达设置于所述三脚架的顶面，输出轴与所述容纳盒的底面相连，轴向转动马达带动容纳盒转动。

在一个具体实施方式中，所述太阳能发电器还包括所述调向支架。

进一步的，所述太阳能发电器还包括板框；板框为环形框，其框体上设通孔、底面设有环形基板、顶面设有一对定位卡板；板框与所述调向支架相连，所述太阳能电池板装入板框内。

具体实施时，所述发热板为碳纤维板，发热板通过浮力升降机构连接于坝体的挡水侧；浮力升降机构包括浮力板、轨道和滑块，轨道沿坝体高度方向布置，浮力板通过滑块与轨道相连，碳纤维板设置于浮力板上。

在一个具体实施方式中，所述供电子系统还包括水轮机和单片机；水轮机设置于坝体下游，用以将水能转化为电能并储存至所述蓄电池内；单片机用以调节蓄电池的放电功率，在环境温度低时加大供电功率，环境温度高时减小供电功率。