一种光伏治沙装置

1.本发明涉及光伏固沙技术领域，具体的说是一种光伏治沙装置。


背景技术：

2.荒漠化一直是中国西部发展的阻碍，国家投注了许多的精力和资金治沙，国内也一直在不断的探索治沙新模式，光伏治沙是二十一世纪第二个十年最新探索出的成果。
3.光伏沙漠生态电站是其最主要的治沙模式。其最大的特点就是把发展光伏和沙漠治理、节水农业相结合。电站的外围用草方格沙障和固沙林组成防护林体系，光伏板下安装节水滴灌设施，种植绿色经济作物，实现经济效益和生态效益的共赢。
4.在实际应用场景中，由于荒漠中人烟稀少，难以有足够的工作人员对大量的光伏发电组件进行维护，难以保证治沙植物的成活率。基于上述背景，设计一种光伏治沙装置，能够收集雨水对治沙植物供水，能够完成对太阳能光伏组件的自清理、冷却散热。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种光伏治沙装置，在光伏发电的同时，能够收集雨水对治沙植物供水，能够完成对太阳能光伏组件的自清理、冷却散热，在沙漠、隔壁中均匀排列，能够进行光伏发电的同时供给治沙植物所需的水分。
6.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种光伏治沙装置，包括安装支架、集水箱、喷淋组件、太阳能光伏组件、清沙集水机构，所述集水箱固定安装于安装支架底部，且所述安装支架底部、集水箱均埋设于沙土层之中，沙土层表面种植有固沙植物，所述喷淋组件固定安装在集水箱顶部并伸出至沙土层表面，且喷淋组件竖直向下对固沙植物喷水，所述集水箱对喷淋组件供水，所述太阳能光伏组件配套安装于安装支架顶部并朝向太阳光方向倾斜布置，且太阳能光伏组件上表面配套安装有清沙集水机构。
7.所述清沙集水机构包括滑动条、集水槽、螺旋输送叶，滑动条滑动安装在太阳能光伏组件的上方侧并沿太阳能长度方向滑动，且滑动条底部设置有与太阳能光伏组件上表面相抵的清理刷，集水槽布置在太阳能光伏组件的底部并收集太阳能光伏组件上表面的雨水、沙尘，螺旋输送叶转动安装在集水槽中并用于将集水槽中的沙尘排出。
8.在其中一些实施中，为使太阳能光伏组件能够稳定进行太阳能光伏发电的同时，满足清沙集水机构在其上的稳定安装运行，提供有如下关于太阳能光伏组件的技术方案。所述太阳能光伏组件包括由上至下贴合布置的透明防护板、光伏电池板、冷却板路、底板，以及包裹至底板外围的挡板，冷却板路上连通有穿出底板下表面的进水口、出水口。
9.在以上关于太阳能光伏组件的技术方案基础上，为保证清沙集水机构与太阳能光伏组件配套安装，还提供有如下技术方案。所述挡板的内侧壁开设有布置在透明防护板上方的滑槽，滑动条滑动安装在滑槽中，清理刷与透明防护板上表面接触作用，集水槽布置在滑槽的端部，且集水槽一侧开设有排沙口，集水槽中还转动安装有安装轴，且螺旋输送叶固接在安装轴上集水槽内壁相抵，集水槽内侧还开设有集水腔，且集水腔与集水槽内壁之间
均匀开设有过滤网孔积水腔底部连通有穿出底板下表面的收集口。
10.在以上技术方案的基础上，为驱动滑动条、螺旋输送叶稳定运行，提供有如下技术方案。所述滑槽内侧转动安装有与滑动条保持旋接的往复丝杠，各组往复丝杠的相同一端固接有传动链轮，且传动链轮通过链条实现链传动，所述底板上固定安装有驱动电机，且驱动电机转轴上固接有驱动链轮，其中一组往复丝杠的端部还固接有转动链轮，且转动链轮通过链条与驱动链轮实现链传动，其中一组往复丝杠的端部还固接有第一锥齿轮，所述安装轴的端部固接有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。
11.在其中一些实施中，为保证安装支架能够在沙土层中稳定安装，同时保证集水箱稳定安装于其上，方便上述涉及到的底板稳定安装于安装支架上，提供有如下关于安装支架的技术方案。安装支架包括底座、立板、架板，底座呈水平布置且下表面固接有驻锄，立板固接在底座的两端并竖直向上布置，架板安装于底座两侧并沿水平方向布置，所述底板下表面固接有铰接座，且铰接座与立板顶端铰接。
12.在以上技术方案基础上，为稳定控制太阳能光伏组件的倾斜角度，以使其与太阳光稳定相对，提供有如下技术方案。所述立板中段固接有连接架，且连接架上铰接有电动伸缩缸的一端，电动伸缩缸的另一端与所述底板下表面铰接。
13.在上述关于安装支架技术方案的基础上，为方便安装支架转运至施工现场、方便安装支架的安装，提供有如下技术方案。所述架板的内侧端与底座保持铰接，所述立板上开设有竖直布置的导向槽，且导向槽中滑动安装有导向块，导向块铰接有支撑杆的一端，且支撑杆另一端与架板铰接。
14.在上述关于安装支架的技术方案基础上，为保证集水箱在安装支架上稳定安装，方便对集水箱与安装支架进行拆装组合，同时保证其能够对喷淋组件、冷却板路稳定供水，提供有如下关于集水箱的技术方案。集水箱设置为密封状，由于集水箱埋设于沙土层中，密封设置能够避免沙土进入集水箱中影响其中水质，且集水箱两侧固接有竖直向下布置的侧板，侧板与所述架板的外侧边贴合，且侧板通过固定螺栓固定在架板上；所述集水箱上固定连接有连通至集水箱内腔的供水总管、回水总管，供水总管上配套安装有固定安装于集水箱中的潜水泵，供水总管通过第一供水支管与喷淋组件相连通，且第一供水支管上配套安装有第一开关阀，供水总管通过第二供水支管与进水口相连通，且第二供水支管上配套安装有第二开关阀，回水总管通过第一回水支管、第二回水支管分别与收集口、出水口相连通。
15.在上述关于集水箱的技术方案基础上，为保证集水箱能够对喷淋组件稳定供水，同时保证喷淋组件能够将水均分喷洒至地面上以对固沙植物的生长提供必要的水分，提供如下关于喷淋组件的技术方案。喷淋组件包括喷淋管、连接柱、连接管，连接柱竖直固接在所述集水箱的顶部并伸出沙土层上表面，喷淋管保持水平并排布置并固接在连接柱顶端，喷淋管下方侧均匀开合有喷水口，连接管与所述第一供水支管相连通。
16.本发明的有益效果：太阳能光伏组件用于吸收太阳能发电，产生的电能部分用于维持治沙装置中各用电设备正常运行，其余电能并网输电。集水箱收集的雨水以及外来加注的水能够满足固沙植物生长所需，由喷淋组件将集水箱中的水喷洒至固沙植物栽种处，以提供其所需水分；也能够对太阳能光伏组件进行冷却降温；清沙集水机构能够清除太阳能光伏组件上的沙尘，同时能够借助太阳能光伏组件倾斜布置的姿态收集落入其上的雨
水，并将收集的雨水供给至集水箱。综上，本技术在光伏发电的同时，能够收集雨水对治沙植物供水，能够完成对太阳能光伏组件的自清理、冷却散热，在沙漠、隔壁中均匀排列，能够进行光伏发电的同时供给治沙植物所需的水分。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中太阳能光伏组件与清沙集水机构的组合结构示意图；图3为所述图2中a部分的放大细节示意图；图4为所述图2中b部分的放大细节示意图；图5为所述图2的正视图；图6为所述图2的仰视图；图7为太阳能光伏组件的内部结构示意图；图8为本发明中水箱（解剖）、喷淋组件的结构示意图；图9为本发明中安装支架的结构示意图。
18.图中：1集水箱、2滑动条、3集水槽、4螺旋输送叶、5清理刷、6透明防护板、7光伏电池板、8冷却板路、9底板、10挡板、11进水口、12出水口、13滑槽、14排沙口、15安装轴、16集水腔、17收集口、18连接板、19往复丝杠、20传动链轮、21驱动电机、22驱动链轮、23转动链轮、24第一锥齿轮、25第二锥齿轮、26底座、27立板、28架板、29驻锄、30铰接座、31销轴、32连接架、33电动伸缩缸、34导向槽、35导向块、36支撑杆、37侧板、38供水总管、39回水总管、40潜水泵、41第一供水支管、42第一开关阀、43第二供水支管、44第二开关阀、45加水管、46密封盖、47喷淋管、48连接柱、49连接管、50喷水口。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1-9，并结合以下实施例，对本技术提供的技术方案及其具体应用、相关部件的运行原理做如下说明。
21.实施例1一种光伏治沙装置，包括安装支架、集水箱1、喷淋组件、太阳能光伏组件、清沙集水机构，集水箱1固定安装于安装支架底部，且安装支架底部、集水箱1均埋设于沙土层之中，沙土层表面种植有固沙植物，喷淋组件固定安装在集水箱1顶部并伸出至沙土层表面，且喷淋组件竖直向下对固沙植物喷水，集水箱1对喷淋组件供水，太阳能光伏组件配套安装于安装支架顶部并朝向太阳光方向倾斜布置，且太阳能光伏组件上表面配套安装有清沙集水机构；清沙集水机构包括滑动条2、集水槽3、螺旋输送叶4，滑动条2滑动安装在太阳能光伏组件的上方侧并沿太阳能长度方向滑动，且滑动条2底部设置有与太阳能光伏组件上表
面相抵的清理刷5，集水槽3布置在太阳能光伏组件的底部并收集太阳能光伏组件上表面的雨水、沙尘，螺旋输送叶4转动安装在集水槽3中并用于将集水槽3中的沙尘排出。
22.固沙植物包括发菜、甘草和麻黄草其中的一种或多种，其根系发达，能够起到有效固沙的作用。
23.太阳能光伏组件用于吸收太阳能发电，产生的电能部分用于维持治沙装置中各用电设备正常运行，其余电能并网输电。
24.集水箱1收集的雨水以及外来加注的水能够满足固沙植物生长所需，由喷淋组件将集水箱1中的水喷洒至固沙植物栽种处，以提供其所需水分。还能够对太阳能光伏组件进行冷却降温。
25.清沙集水机构能够清除太阳能光伏组件上的沙尘，同时能够借助太阳能光伏组件倾斜布置的姿态收集落入其上的雨水，并将收集的雨水供给至集水箱1。
26.实施例2结合实施例1，对其中所涉及的太阳能光伏组件进行说明。
27.为使太阳能光伏组件能够稳定进行太阳能光伏发电的同时，满足清沙集水机构在其上的稳定安装运行，提供有如下关于太阳能光伏组件的技术方案。太阳能光伏组件包括由上至下贴合布置的透明防护板6、光伏电池板7、冷却板路8、底板9，以及包裹至底板9外围的挡板10，冷却板路8上连通有穿出底板9下表面的进水口11、出水口12。
28.透明防护板6能够对内侧的光伏电池板7有效防护，避免外部沙尘进入光伏电路板中影响其正常发电，同时能够保证太阳光正常通过对光伏电池板7照射。
29.冷却板路8是对光伏电池板7产生的热量进行冷却散热，通过将进水口11、出水口12与集水箱1相连接，使集水箱1中的水循环流经冷却板路8，进而对光伏电池板7进行冷却降温。
30.底板9与挡板10组成刚性框架，保证各部件在其中稳定安装。
31.在以上关于太阳能光伏组件的技术方案基础上，为保证清沙集水机构与太阳能光伏组件配套安装，还提供有如下技术方案。挡板10的内侧壁开设有布置在透明防护板6上方的滑槽13，滑动条2滑动安装在滑槽13中，清理刷5与透明防护板6上表面接触作用，集水槽3布置在滑槽13的端部，且集水槽3一侧开设有排沙口14，集水槽3中还转动安装有安装轴15，且螺旋输送叶4固接在安装轴15上集水槽3内壁相抵，集水槽3内侧还开设有集水腔16，且集水腔16与集水槽3内壁之间均匀开设有过滤网孔积水腔底部连通有穿出底板9下表面的收集口17。
32.滑槽13的布置能够保证滑动条2在其中稳定滑动并借助清理刷5完成对透明防护板6上表面进行清理，以将其上的沙尘扫入集水槽3中，安装轴15带动螺旋输送叶4转动，能够将其中收集的沙尘由排沙口14排出。在雨天，降落至透明防护板6上的雨水能够沿太阳能光伏组件倾斜角度流入集水槽3中，通过过滤网孔的过滤作用使雨水进入集水腔16，收集口17与集水箱1相连，以将雨水收集至集水箱1中，灰尘受过滤网孔拦截作用收集在集水槽3中。
33.为保证集水槽3能够与螺旋输送叶4贴合，集水槽3的内侧壁设置为圆弧状，在集水槽3收集雨水并对其过滤时，由于螺旋输送叶4停转状态下能够有效限制雨水沿排沙口14外流。
34.为保证安装轴15在集水槽3中稳定安装，在排沙口14处固接有连接板18，安装轴15的两端分别转动安装至挡板10、连接板18上。
35.在以上技术方案的基础上，为驱动滑动条2、螺旋输送叶4稳定运行，提供有如下技术方案。滑槽13内侧转动安装有与滑动条2保持旋接的往复丝杠19，各组往复丝杠19的相同一端固接有传动链轮20，且传动链轮20通过链条实现链传动，底板9上固定安装有驱动电机21，且驱动电机21转轴上固接有驱动链轮22，其中一组往复丝杠19的端部还固接有转动链轮23，且转动链轮23通过链条与驱动链轮22实现链传动，其中一组往复丝杠19的端部还固接有第一锥齿轮24，安装轴15的端部固接有与第一锥齿轮24啮合的第二锥齿轮25。
36.为保证驱动电机21稳定运行而不收外界环境干扰，在驱动电机21的外部可加装防护罩壳。
37.在驱动电机21工作时通过各组链轮带动两组往复丝杠19同步转动，以稳定驱动滑动条2在对应行程范围内往复运行，实现对透明防护板6的清扫。在往复丝杠19转动过程中通过各齿轮的组合带动安装轴15以及螺旋输送叶4稳定转动，以将集水槽3中收集的沙尘由排沙口14排出。
38.实施例3以实施例1为基础，在满足实施例2安装布置的要求下，提供如下关于安装支架的技术方案。
39.为保证安装支架能够在沙土层中稳定安装，同时保证集水箱1稳定安装于其上，方便上述涉及到的底板9稳定安装于安装支架上，提供有如下关于安装支架的技术方案。安装支架包括底座26、立板27、架板28，底座26呈水平布置且下表面固接有驻锄29，立板27固接在底座26的两端并竖直向上布置，架板28安装于底座26两侧并沿水平方向布置，底板9下表面固接有铰接座30，且铰接座30与立板27顶端铰接。
40.驻锄29插入至沙土层中以提高安装支架在沙土层中安装的稳定性，架板28与底座26的组合提供较大的水平支撑面，能够与沙土层稳定支撑，同时方便将集水箱1安装于其上。
41.通过贯穿铰接座30、立板27的销轴31完成对铰接座30与立板27的安装，能够保证太阳能光伏组件围绕销轴31转动，进而与太阳光相对。
42.在以上技术方案基础上，为稳定控制太阳能光伏组件的倾斜角度，以使其与太阳光稳定相对，提供有如下技术方案。立板27中段固接有连接架32，且连接架32上铰接有电动伸缩缸33的一端，电动伸缩缸33的另一端与底板9下表面铰接。
43.通过控制电动伸缩缸33的伸长时，能够带动太阳能光伏组件朝向水平方向翻转，控制电动伸缩缸33收缩时，能够带动太阳能光伏组件朝向竖直方向翻转，实现对其翻转角度的有效控制。
44.为方便装有电动伸缩缸33的连接架32与安装支架的拆装组合，连接架32通过固定螺栓与立板27内侧壁固定连接。
45.在上述关于安装支架技术方案的基础上，为方便安装支架转运至施工现场、方便安装支架的安装，提供有如下技术方案。架板28的内侧端与底座26保持铰接，立板27上开设有竖直布置的导向槽34，且导向槽34中滑动安装有导向块35，导向块35铰接有支撑杆36的一端，且支撑杆36另一端与架板28铰接。
46.通过控制导向块35在导向槽34中上行、下行，能够调节架板28的呈现姿态，导向块35上行至导向槽34顶端时，通过支撑杆36带动架板28翻转至竖直状态，以减小安装支架整体的占用空间，方便对其转运、安装，导向块35下行至导向槽34底端时，通过支撑杆36带动架板28翻转至水平状态，以使架板28、底座26构成同一平面，能够使其在沙土层中稳定安装。
47.为方便对架板28的姿态进行固定，在立板27上开设有卡孔，卡孔布置在导向槽34的上下两端，导向块35上旋接有贯穿导向块35布置的紧固螺栓，紧固螺栓伸入至卡孔中并与卡孔配合卡接，能够实现对架板28姿态的固定。
48.实施例4在以上实施例的基础上，为保证集水箱1在安装支架上稳定安装，方便对集水箱1与安装支架进行拆装组合，同时保证其能够对喷淋组件、冷却板路8稳定供水，提供有如下关于集水箱1的技术方案。集水箱1设置为密封状，由于集水箱1埋设于沙土层中，密封设置能够避免沙土进入集水箱1中影响其中水质，且集水箱1两侧固接有竖直向下布置的侧板37，侧板37与架板28的外侧边贴合，且侧板37通过固定螺栓固定在架板28上；集水箱1上固定连接有连通至集水箱1内腔的供水总管38、回水总管39，供水总管38上配套安装有固定安装于集水箱1中的潜水泵40，供水总管38通过第一供水支管41与喷淋组件相连通，且第一供水支管41上配套安装有第一开关阀42，供水总管38通过第二供水支管43与进水口11相连通，且第二供水支管43上配套安装有第二开关阀44，回水总管39通过第一回水支管、第二回水支管分别与收集口17、出水口12相连通。
49.在安装治沙装置时，首先在沙土层上挖坑，将安装支架打开并安装于挖设的坑中，将集水箱1由上至下安装于架板28、底座26上表面，并通过固定螺栓对其固定，使安装支架、集水箱1构成同一的整体。
50.为避免雨水收集量有限导致集水箱1中水位降低，影响对各用水部件的供水。在集水箱1上连通有加水管45，且加水管45伸出沙土层上表面，加水管45的端口处还配套旋接有密封盖46。通过加水管45能够向集水箱1中加注外部水源，密封盖46能够避免飞扬的沙尘由加水管45进入集水箱1中，影响其中水质。
51.潜水泵40工作能够将集水槽3中的水沿供水总管38向外供给，满足喷淋组件以及冷却板路8的用水需求，回水总管39用于将集水槽3收集的雨水回流至集水箱1中，以对集水槽3补充水，在太阳能光伏组件上配套的冷却板路8对光伏电池板7冷却降温后，换热后的水沿第二回水支管回流至集水箱1中，行程水循环以对光伏电池板7降温，集水槽3收集的经过过滤的雨水能够沿第一回水支管回流至集水箱1对其补充用水。
52.为避免太阳能光伏组件转动时不影响第二供水支管43、第一回水支管、第二回水支管连通的稳定性，以上个供水支管采用软管。
53.在上述关于集水箱1的技术方案基础上，为保证集水箱1能够对喷淋组件稳定供水，同时保证喷淋组件能够将水均分喷洒至地面上以对固沙植物的生长提供必要的水分，提供如下关于喷淋组件的技术方案。喷淋组件包括喷淋管47、连接柱48、连接管49，连接柱48竖直固接在集水箱1的顶部并伸出沙土层上表面，喷淋管47保持水平并排布置并固接在连接柱48顶端，喷淋管47下方侧均匀开合有喷水口50，连接管49与第一供水支管41相连通。
54.在集水箱1对喷淋组件供水时，以使喷淋组件对固沙植物喷水时，控制第一开关阀
42处于打开状态，潜水泵40将集水箱1中的水沿供水总管38、第一供水支管41、连接管49供给至各组喷淋管47，进而通过喷水口50将水向下喷洒至沙土层上，以供固沙植物生长。
55.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
56.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。