柔性光伏增光大棚及其应用的制作方法

本发明涉及光伏大棚技术领域，尤其涉及一种柔性光伏增光大棚及其应用。

背景技术：

随着农业科技的不断发展，太阳能光伏大棚由于集太阳能光伏发电、智能温控以及现代高科技种植为一体，因而被广泛推广使用。

一般地，太阳能光伏大棚采用钢结构作为基本骨架，棚顶覆盖太阳能电池组件，太阳能电池组件发出的直流电，直接为农业温室进行补光，并同时支持温室大棚农业设备的正常运行，有效调控温室大棚内温湿度、二氧化碳浓度等，为作物全年生长提供最佳环境条件，实现了科技高效的循环生态农业。但是现有的光伏农业大棚在结构设计上存在着一些问题，如太阳能电池组件多为刚性结构，太阳能组件接受阳光照射的角度不能随着季节的变化而变化，或者只能通过调节支架支座，进而调节每块太阳能电池板的受光角度，角度调节耗费时间长；同时，无法实现快速安装和拆卸以供季节性大面积通风。

采用单玻和双玻的光伏太阳能电池板，对钢结构支架强度要求高，需要增加构架的用钢量，而且传统光伏大棚的太阳能电池板采用传统的PERC，效率仅为15.5％～18.5％。

技术实现要素：

针对目前太阳能光伏大棚存在的受光角度无法调节、不能快速安装和拆卸、无法一体化安装等问题，本发明提供了一种柔性光伏增光大棚。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种柔性光伏增光大棚，包括大棚支架、安装于所述大棚支架上的功能模块和储能装置；所述功能模块包括采光板和层叠于所述采光板表面的若干串联的柔性太阳能电池片；

所述大棚支架沿其弧向方向设有用于可拆卸安装所述采光板且用于调节所述采光板的受光角度的连接部件，所述柔性太阳能电池片与所述储能装置电性连接。

本发明提供的柔性光伏增光大棚，通过柔性太阳能电池片贴合于采光板上，并可拆卸的安装于大棚支架表面，通过连接部件的调节，使得柔性太阳能电池片受光角度可调节，并且由于包含柔性太阳能电池片的功能模块与大棚支架可拆卸安装，并且将采光板和柔性太阳能电池片贴合组装，实现了一体化的太阳能电池片的曲面安装和拆卸，方便柔性光伏增光大棚的模块化操作和季节性的安装、拆卸。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的柔性光伏增光大棚结构示意图；

图2是本发明实施例提供的柔性光伏增光大棚的功能模块立体图；

图3是本发明实施例提供的柔性光伏增光大棚的功能模块的前视图；

图4是本发明另一实施例提供的柔性光伏增光大棚的功能模块立体图；

图5是本发明另一实施例提供的柔性光伏增光大棚的功能模块前视图；

图6是本发明实施例提供的柔性光伏增光大棚的A部分放大图；

图7是本发明另一实施例提供的柔性光伏增光大棚的A部分放大图；

图8是本发明又一实施例提供的柔性光伏增光大棚的A部分放大图；

图9是本发明又一实施例提供的柔性光伏增光大棚的A部分放大图；

图10是本发明又一实施例提供的柔性光伏增光大棚的A部分放大图；

图11是本发明一实施例提供的柔性光伏增光大棚的功能模块包含加强肋的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明实施例提供了一种柔性光伏增光大棚，包括大棚支架1、安装于所述大棚支架1上的功能模块2，以及储能装置(图中未标出)；所述功能模块2包括采光板21和层叠于所述采光板21表面的若干串联的柔性太阳能电池片22；所述大棚支架1沿其弧向方向设有用于可拆卸安装所述采光板21且用于调节所述采光板21的受光角度的连接部件3；所述柔性太阳能电池片22与所述储能装置(图中未标出)电性连接。

其中，大棚支架1为钢结构支架，确保柔性光伏增光大棚具有足够的强度。

优选地，采光板21表面层叠的柔性太阳能电池片22，具体是通过胶粘或者螺栓固定使得采光板21和柔性太阳能电池片22实现连接。

采用胶粘层叠时，优选海绵胶。

优选地，所述采光板21的边沿开设有卡位槽211，所述连接部件3为卡设在所述卡位槽211内的滑轨11(如图8所示)，且所述采光板21可在所述滑轨11上滑动。大棚支架1中的滑轨11的弧度可以通过与大棚支架1的连接部位进行松紧度的调节从而改变弧度，进而改变功能模块2(也就是采光板21和柔性太阳能电池片22)接受阳光照射的角度。

优选地，所述采光板21的边沿开设有卡位槽211，所述卡位槽211与所述连接部件3固定连接；所述连接部件3一端可拆卸的与所述卡位槽211卡接，另一端可拆卸的与所述大棚支架1连接。

优选地，柔性太阳能电池片22为IBC单晶硅太阳能片，IBC单晶硅太阳能电池片的效率可高达20.5％～23.5％，并且重量9kg/m²。

进一步优选地，如图6、7所示，连接部件3包括“T”型支撑件31和“L”型支撑件32，“T”型支撑件31的竖部和“L”型支撑件32的竖部的重合部位可滑动调节。通过滑动调节重合部位，实现所述柔性光伏增光大棚功能模块2(也就是采光板21和柔性太阳能电池片22)受光角度的调节；所述“T”型支撑件31的横部卡接于所述卡位槽211上，所述“L”型支撑件32的横部可拆卸或固定于所述大棚支架1表面。

具体地，“T”型支撑件31的竖部和“L”型支撑件32的竖部的重合部位均开设有长条形的卡槽，螺栓通过长条形的卡槽紧固“T”型支撑件31和“L”型支撑件32，当螺栓松开时，上下调节“T”型支撑件31和“L”型支撑件32相互重合的位置，即可调节功能模块2的弧度，达到调整阳光接受角度的目的。

在一实施例中，功能模块2的卡位槽211与大棚支架1进行卡接时，可以采用如图2、3所示的卡位槽211结构。当“T”型支撑件31的横部卡接于卡位槽211后，采用螺钉或螺栓将“T”型支撑件31与卡位槽211进行固定，防止功能模块2发生走位。

在另一实施例中，功能模块2的卡位槽211与大棚支架1进行卡接时，可以采用如图4、5所示的卡位槽211结构，卡位槽211套接于滑轨11(如图8所示)上，从而实现功能模块2的安装。这种卡接安装方式，十分有利于将功能模块2整体抽出，以供大棚的季节性大面积通风。

为了减轻“T”型支撑件31的受力程度以及避免功能模块2的应力集中，可以将“T”型支撑件31和“L”型支撑件32变形成如图9所示的结构。

具体地，“T”型支撑件31的竖部延伸出能够承载功能模块2的第一承重块311，第一承重快311承载与之相接的功能模块2；而“L”型支撑件32则变形成两个支撑部件和第二承重块323，所述的两个支撑部件为第一凹形支撑块321和第二凹形支撑块322；第一凹形支撑块321和第二凹形支撑块322可拆卸或者固定安装于所述大棚支架1的表面；第二承重块323可拆卸的与其中一个所述支撑部件连接。此外，“T”型支撑件31的竖部、第一承重块311、第一凹形支撑块321、第二凹形支撑块322以及第二承重块323通过伸缩螺栓6进行紧固。

通过如图8所示的结构的变形，第一承重块311和第二承重块323直接承载功能模块1的重量，并且第一承重块311和第二承重块323与功能模块1具有一定的接触面积，省去了“T”型支撑件31所承受的压力，并且能有效避免功能模块2发生应力集中。

功能模块2与大棚支架1连接的部位，由于长期暴露在空气、阳光、雨水下，易发生腐蚀而可能存在安全隐患，为延长使用寿命，在功能模块2和大棚支架1连接的部位，也就是“T”型支撑件31与卡位槽211的连接部位，扣合套接有用于防止卡接部位进水的扣合件5，具体如图7、8、10所示，此外还具有防晒或者直接暴露的目的。

优选地，所述采光板21为聚碳酸酯或玻璃钢。

优选地，所述聚碳酸酯或玻璃钢为原料经热挤出工艺加工成型的透明加筋中空板或实心板。所述中空板或实心板的板型包括带肋的立边连接型或不带肋的插接连接型。

在使用过程中，为了使得照射到采光板21的阳光中的紫外线(340nm及以下)变成有利于植物吸收的蓝紫光或红橙光，在采光板21未被柔性太阳能电池片22覆盖的表面张贴转光膜，提高光被植物有效吸收的效率。通过贴附转光膜，柔性光伏增光大棚内的蓝色和红色光谱成分增加，提高了光能利用率，作物生长快、结果好、结果多、抗逆性强、早熟、增产和品质好，同时作物产能提高0.5～3倍。

当然，也可以在采光板21的制造过程中直接添加转光粉，转光粉具有与转光膜同样的功能。

在具体实施例中，按照转光粉质量100％计，转光粉包括80％～90％的稀土配合物，10％～15％的丙烯酸酯类树脂和1％～5％的抗氧剂。转光粉在采光板21中的使用量，按照制造每平方米采光板21添加0.5g～1.0g的转光粉。

优选地，采光板21表面具有凹凸状结构或者金字塔纹理状结构，所述凹凸状或金字塔纹理状结构的凸起尺寸为0.5mm～2mm。通过凹凸状结构或者金字塔纹理状结构，提高了柔性太阳能电池片22层叠的牢固程度，并且光线通过凹凸状结构或金字塔纹理状结构的折射和漫反射后，大棚内能够有更多的光，可以有效弥补被柔性太阳能电池片22遮挡的暗区以及增加受光量。

为了提高大棚中植物的光照强度，在大棚支架1面向地面的一侧安装有若干盏补光灯4，具体如图1所示。

优选地，补光灯4为LED灯，LED灯的光谱完全符合植物生长，其光谱包含了植物生长中的叶绿素A和B所吸收的在红蓝区域的波峰。

优选地，柔性太阳能电池片22产生的电能，可以直接用于柔性光伏增光大棚的光照中，也可以用于并网使用，还可以储存，存储时需要储能装置。由于储能装置在柔性光伏增光大棚中的位置可以根据具体需要摆放，因此不对其摆放的位置进行限定。

本发明提供的柔性光伏增光大棚，通过将柔性太阳能电池片贴合于采光板上，并与采光板一起可拆卸的安装于大棚支架表面，通过连接部件的调节，使得柔性太阳能电池片受光角度具有可调节功能，并且由于包含柔性太阳能电池片的功能模块与大棚支架可拆卸安装，方便柔性光伏增光大棚的模块化操作和季节性的安装、拆卸。

在本发明柔性光伏增光大棚安装使用时，可以根据不同的植物，采用不同的安装方式，如半阴植物或者喜阴植物，功能模块2间隔安装于大棚顶部或者全部铺盖与大棚顶部，减少阳光的照射；而对于喜阳植物，则将功能模块2进行大间距安装，以确保更多的阳光照射到植物。

具体地，如图11所示，喜阳植物的功能模块2中的采光板21可以设计成具有加强肋7的板型。在将多个功能模块2进行拼接安装时，具有加强肋7的采光板21设有折成“几”型的结构，并且采光板21的一端卡位槽则折起成直角状，直角状较短的一端插入“几”型结构的凹部，并通过螺钉等进行紧固连接，在采光板相互紧固连接的连接部位放置弹性垫片，以防止雨水由连接部位进入加强肋7内部可能造成潮湿而腐蚀加强肋7，而采光板21与大棚支架1安装的部位则为上述任一种卡位槽211的结构，从而实现更多的阳光进入大棚内部，另外，当加强肋7仅仅设于采光板21的中部时，能够增加板型的强度，能够有效避免较宽板型中部发生凹陷。

此外，本发明实施例提供的柔性光伏增光大棚，还可以用于汽车棚中。作为汽车棚时，不仅起到为汽车遮挡阳光的作用，还能够将太阳光转化为电能，甚至给电动汽车充电等等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。