农地轨基可移动光伏发电系统的制作方法

文档序号:8433330阅读:669来源:国知局
农地轨基可移动光伏发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农地轨基可移动光伏发电系统。
【背景技术】
[0002] 安装光伏电池板利用太阳能发电有一个安装场地问题。譬如,浙江省2012年用电 量3.211 *1〇11千瓦时。如果该些电依靠光伏发电,W年发电1600小时、平均曝射量700w/ rif、发电效率0. 18、逆变效率0. 80计,该些光伏电池板的安装占地面积 S=3. 211 (1600*700*0. 18*0. 80/1000)=3. 211 *1〇1"^/191520 >1.99*1〇9 (nf) =19. 9万公顷……蛋 该约相当于浙江全省耕地面积208. 17万公顷的9. 56%。
[0003] 在我国许多沙漠地区设置光伏发电系统可W解决光伏发电系统的占地问题,但却 产生长途输变电的问题W及沙漠不适合现场工作人员生活的问题。还有,相对而言,分布式 发电站点的能源安全性要高许多。
[0004] 因此,我们试图提出一种非固定安装于农地上方的光伏系统,令光伏发电板在农 作物上方来回移动W期在利用太阳能发电的同时减少对农作物生长的负面影响。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是要提供农地轨基可移动光伏发电系统。
[0006] 本发明实现其目的所采取的技术方案: 在农地上方设置光伏电池板。为避免光伏电池板长久遮光影响农作物生长,令光伏电 池板不断来回移动使得由于使用光伏电池板带来的效益大于或者远远大于遮光引起的可 能的不利影响。
[0007] 所述可移动光伏发电系统的光伏发电板遮盖住农作物上直射太阳光的现象称为 遮光;在一个所述来回移动周期中的对农作物所有的遮光时间与来回移动周期的比值称为 遮光系数。本发明优选遮光系数范围包括1%至40%;进一步优选范围8%至14%。所述实 际状况包括;1)在直射光的份量小于漫射光的份量60%连续3分钟时,可W暂停或者停止 光伏电池板的来回移动;2)在所述农作物对直射光不敏感譬如已经成熟等待收摘状态情况 下,可W减慢停止光伏电池板的持续来回移动。
[0008] 还可W在底盘上采用附加的可W增加遮光的晒板。晒板可W用于瞭晒棉花谷物W 及晒盐;当适当的遮光有助于农作物生长时,采用晒板帮助遮光。
[0009] 在农地中建设可移动光伏发电系统的生物学根据包括: 1) 光合作用在太阳光的强度范围内,并不总与太阳光强度成正比,当太阳光强度很高 时,即使有一定程度的遮挡物,农作物仍然可W依靠强度足够高的漫射光正常进行光合作 用;譬如受到南北向树木带遮光的稻田里的稻谷与不受遮光的长势和产量几乎一样; 2) 在某些温度过高的情况下植物光合作用明显减缓或者停滞,此时,遮光可W通过降 低温度帮助植物加速光合作用,因为遮光不能够完全遮蔽漫射光而漫射光的强度最高可达 140瓦/平方米W上、其有效的光谱分量仍可W有效地用于光合作用。
[0010] 设计制造并在农地中安装田轨 包括单根田轨和一组两条平行双田轨、专口制作并按照要求布置的田轨和其它非标准 田轨;其形式和材质包括钢筋混凝±田轨、型钢钢管田轨和型钢钢管结构体田轨;所述型 钢钢管田轨或者型钢钢管结构体田轨包括但不限于热搪铅的型钢钢管田轨或者热搪铅的 型钢钢管结构体田轨。平行双田轨的两根轨道平行双布晉伯巧形式巧材质巧^不同。 采用与梯田巧一体制作的田轨。田轨的布置方式包括将一根根田轨轨道串接增加长度和设 置多组各组相互平行双每组两条的田轨。所述田轨含有一个W上负载接触面,包括取位于 平行双田轨顶部的负载接触面和位于田轨侧面或者下部的负载接触面两个负载接触面的 形式。所述柱粧包括但不限于外表面带螺纹的水泥粧柱、管壁内外均带螺纹的水泥管柱、现 场德注的水泥粧柱W及树粧。田轨表面可W承重并长期行驶各种带轮状物的机械设备。
[0011] 还可W令田轨含有沿田轨轴也线布置的管道。
[0012] 还可W令田轨含有嵌入安装或者附加安装的流体管道及其与外界连通的输入输 出端口;通过向所述流体管道的输入输出端口可W实施对农地的灌觀和排溃。
[0013] 设计制造并在农地中安装旁站电力线 包括壳体、设置于壳体内部的电力线线芯,所述线芯包括取H相四线四根线芯的形式; 所述旁站电力线由电杆支撑设置于田轨旁,所述壳体含有一个豁槽;所述电力线含有连续 光滑的裸露表面;所述豁槽和电气连接界面与壳体等长。外界的电气连接界面通过所述豁 槽与所述裸露表面电气连接实现在移动中的电力交换。
[0014] 还可W在旁站电力线壳体内增加嵌入低压直流电源线和信号线;所述壳体豁槽带 有橡胶密封盖。
[0015] 还可W令旁站电力线的壳体为导电材料制作、与大地电气绝缘并与一个电围栏电 源电气连接,用作电围栏防止兽害和限制牲畜活动范围。
[0016] 建设和改造带田轨的农地 使之更加适合轨基可移动光伏发电系统运行;所述农地的形式包括各种生长植物的地 表,譬如水田、水德地、旱地、梯田、坡地、丘陵地带、荒地、山地和单层大棚;所述建设和改造 包括连片成方、建设梯田巧横平竖直的梯田,在农地中设置田轨和沿田轨布置的旁站电力 线、将既有的梯田巧改造成可W行驶轨基可移动光伏发电系统的田轨并设置沿田轨布置的 电杆和旁站电力线。
[0017] 所述田轨包括单根田轨和一组两条平行双布置的田轨,所述田轨可W相互衔接或 者链接包括作田际链接并使其总长度超过100米;所述衔接或者链接包括相邻的两根田轨 相互之间作带有伸缩缝的同也衔接;平行双田轨笔直或者弯曲或者,呈螺旋状绵延布置于 梯田或者山坡上并且沿前进方向带坡度;平行双田轨呈东西向布置或者呈其它方向布置; 田轨含有与设置于农地中的垫块和粧柱的安装界面并具有平直、连续和光滑的负荷表面; 所述田轨布置于固定或者非固定的地基上;所述固定地基包括巧实的±地或者由其它材料 构成的基础;非固定地基包括与田轨牵连的块状物;所述一组两条的两条田轨之间的平行 双度误差小于30毫米。
[0018] 设计制造基于田轨的轨基可移动光伏发电系统 包括光伏电池板、安装有两排轮组总成的底盘、太阳光跟踪装置、计算机自动控制装 置、通讯模块、卫星导航定位模块、监控器、与田轨一起布置的旁站电力线和将光伏电池板 或者逆变器的输出界面与旁站电力线电气连接的可移动电气连接界面;轮组总成包括含有 一个W上滚轮的轮组、轮组驱动装置和轮组转向控制装置;有时采用前后布置两个W上滚 轮组成一个轮组可W改善轮组负荷对田轨的重力传递工况;轮组驱动装置可W多个轮组总 成只设置一个也可W每个轮组总成都设置一个或者每个滚轮都设置一个;轮组驱动机构包 括驱动电机和减速器并与滚轮传动连接;底盘应避免碰到农地中的农作物;旁站电力线连 接外界电力网,令所述轮组总成、太阳光跟踪装置、通讯模块、卫星导航定位模块、监控器和 可移动电气连接界面通过接口电路与主控计算机信号连接,使所述轮组总成和光伏电池板 的状态根据主控计算机的相关指令变化而变化;所述光伏发电系统在农地中的田轨上移动 并通过可移动电气连接界面持续与外界电力网交换电力。
[0019] 本发明各种涉及主控计算机的装置还涉及相关软件,涉及模拟传感器的装置还涉 及对模拟传感器的扫描时间设置,该些内容可W利用现有技术加W实现。
[0020] 还可W利用一个基于底盘W网架结构为负荷的电动丝杆机构太阳光高度角和照 射角跟踪装置和一个基于网架结构W光伏电池板为负荷的电动丝杆机构太阳光高度角和 照射角跟踪装置;所述跟踪装置包括H个W上按照负荷均布的电动丝杆驱动机构及其接口 电路;所述电动丝杆驱动机构包括一个电动丝杆和一个与所述电动丝杆配合的丝杆螺母^ 巧两个与某础巧赁荷的连接点:所沐H个Wh由动终杆弧动化构必须有一个点与某础或者 赁荷固定连接W克服《访形的力学不稳定巧;所述电动丝杆或者丝杆螺母至少其中之一通 过一个球面副机构与基础或者负荷连接;所述各电动丝杆驱动机构的接口电路与主控计算 机信号连接;所述网架结构和光伏电池板的状态根据主控计算机的相关指令改变而改变。
[0021] 所述光伏发电系统最大的来回移动距离包括跨越一组W上田际衔接的田轨;所述 来回移动的速度可W有多种包括快速和执勤速度;所述快速的范围包括1至10米/砂;所 述执勤速度的范围包括0. 01至1米/砂; 所述光伏电池板可W调整到一个保护状态,所述保护状态包括整个光伏电池板降到最 低和整个光伏电池板表面处于水平倾斜状态,W减少风阻和帮助冰雪滑落。
[0022] 关于光伏电池板和田轨的尺寸数据,假定光伏电池板处于一个水平面内,取平行 双田轨前进的方向为光伏电池板长度方向并令光伏电池板宽度方向与长度方向垂直,取光 伏电池板的宽度尺寸为5米左右、长度尺寸与宽度尺寸相当;长度和宽度尺寸取5米的根 据是进行太阳光跟踪时光伏电池板的一维跟踪倾角可能需要大于45度,对应45°的5米 边长光伏电池板高边升高有超过3. 5米,加上两维跟踪升高高度再增加1米和底边里地面 1米总高度达到5. 5米,显得突兀;还有,随着宽度和长度尺寸的增加,所述光伏发电系统的 重量、造价和对风力的敏感性会急剧增加;对应于光伏电池板5米的长度和宽度尺寸,取一 组平行双田轨的两根田轨轨道中也线距离为(1-0. 618)*5=1. 9U米),即光伏电池板两边超 出平行双田轨的尺寸部分占到整个宽度尺寸的0.618 ;相应地,多组平行双铺设的田轨相 邻的间距W光伏电池板的宽度为参考基准譬如也取为5米;光伏电池板和平行双田轨也可 W不取该些数值;但应该建立统一的标准。
[0023] 还可W在述光伏发电系统的底盘上设置钩板抓住田轨W便使所述光伏发电系统 与田轨结合为一体,或者采用加强螺钉临时旋入地下来增强所述光伏发电系统的稳固性。
[0024] 某些情况下包括牧场,还可W不采用田轨,但仍然需要旁站电力线,直接在农地即 牧场上行驶可移动光伏发
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