专利名称：柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的动力装置，属于新能
源农业机械'绿色'技术领域。
背景技术：
水稻是高产的粮食作物，全世界有一半以上的人口以稻米为主食，稻米的营养丰 富，长期食用稻米有益人体的健康。本专利的发明人年已七十岁、目睹了中国近60年水稻 生产的演变，本专利的申请人是发明人创办的农业企业无锡市新区梅村镇同春太阳能光 伏农业种植园。在上世纪的五十年代和六十年代，农业经济占有较大的比重，每年的4月至 5月，江苏北部水稻产区里的农妇拎着竹篮子在田埂上挑秧草，一篮子接一篮子的秧草倒 进秧田，用作绿肥埋入泥浆中，腐烂后用作为水稻秧苗的肥料；江苏南部的水稻产区里一片 片开着紫红色花朵的紫云英用作为秧田的绿肥、是培育水稻壮秧的物质基础。这些生产方 式在2009年都看不到了，农民撒进秧田里的是以石油产品为原料生产的化学肥料-尿素。 1963年，我到天津附近的国营芦台农场考察水稻机械化生产，那里的农业机械全部使用柴 油到2009年，江苏省无锡市56万亩水稻种植面积中的百分之九十的面积采用机械插秧， 现有的插秧机多数加用柴油，2008年5月出现了柴油供应暂时中断，许多人急的手忙脚乱， 纵观六十年来的水稻生产发展过程，就可以看到对石油供应的依赖性越来越大。中国是石 油消费大国，2008年消费的石油有一半靠从国外进口，本发明人曾在原石油工业部、南京炼 油厂、江苏油田工作七年，对未来的世界石油供应有一定的认识。中国是一个人口大国，粮 食安全至关重要，毛泽东同志早就指出'必须把粮食抓紧'、'深挖洞、广积粮、不称霸'，粮 食是宝中之宝。用现代生产方式大量生产粮食离不开可靠的能源供应的支撑。六十年来， 我们对充分利用农村中普遍存在的、可以在农业上、特别是农业机械上就地利用的太阳能 和风能没有投入充足的资金来加快开发和应用。毛泽东同志指出"农业的根本出路在于机 械化"，机械插秧技术成熟，进步很快。可是全国十万台插秧机中有一半要靠从国外长途运 来的、价格不断上涨的柴油或汽油才能启动，这对中国的粮食安全是值得深思的。 新中国成立六十年来，特别是改革开放以来，中国的'绿色'能源技术在农业、特别 在农业机械上的应用 一直是作为中国能源研究会会员、中国农业机械学会能源动力学会理 事的本发明人长期关注和不断学习的。节油、轻巧、静音、能提供高品质电力的柴油逆变发 电机具有发动机与高效多极发电机巧妙结合的设计及由微型计算机控制的逆变器系统，适 合安装在插秧机上提供部分动力。太阳能光伏发电技术进步快、光电转换效率不断提高，特 别是重量轻的、中国南通已经能够大量生产的非晶硅薄膜太阳能电池和即将在苏州、天津 投产的、对环境无污染、光电转换效率高、使用寿命长的铜铟镓硒薄膜太阳能电池适合安装 在插秧机的大面积顶蓬上既遮挡住阳光对秧苗和操作人员的暴晒，更能发出大量的电力供 应插秧机对清洁能源的要求，中国制造的、适合在近地面以上1. 5米高和3米高距离使用的 微型风力发电机2只需要有每秒3米及3米以上的风速吹动叶片1就可以持续发电。中国 已拥有先进的锂离子电池12制造基地，可以大批量制造适合插秧机使用的高效锂离子电池12。本发明人采用数码柴油发电机10、太阳能光伏发电系统、风力发电系统和锂离子电 池四种新能源技术中的长处、取长补短、相互补充，组成向插秧机供电的混合动力装置，为 建设当代新农村、为保障粮食生产提供前所未有的新能源'绿色'插秧机。
发明内容本发明的目的在于克服上述不足之处，根据世界石油资源逐日减少，石油价格涨 落多变，世界化石能源的开发使用严重污染自然环境、造成气候变化的总趋势，充分利用数 码柴油发电机、太阳能光伏发电系统、风力发电系统和锂离子电池四项有利于节能减排，保 护生态环境的'绿色'能源新技术来共同向插秧机提供混合动力。 为了解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的 —种柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，其特征是，采用 数码柴油发电机、太阳能光伏发电系统、风力发电系统、锂离子电池共同向插秧机提供混合 动力；数码柴油发电机通过导电线连接电动机；太阳能光伏发电系统包括太阳电池，太阳 电池通过导电线依次连接光伏控制器、光伏逆变器，太阳电池还通过导电线连接锂离子电 池；风力发电系统包括叶片、与叶片通过导电线连接的微型风力发电机，微型风力发电机通 过导电线与风力发电控制器连接，风力发电控制器连接风力发电逆变器，风力发电逆变器 通过导电线连接锂离子电池；行走轮转动轴连接水田行走轮，插秧爪移动轴连接插秧爪，插 秧爪移动轴上方设置有秧苗箱板。 柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，还包括驾驶椅、方向 盘；防护罩、在防护罩内的光伏控制器和光伏逆变器。 所述的太阳电池既可以采用单晶硅太阳电池板或多晶硅太阳电池板呈斜面安装 在插秧机上，也可以采用铜铟镓硒薄膜太阳电池或非晶硅薄膜太阳电池安装在插秧机的大 面积顶蓬上，顶蓬的面积可以比插秧机停放时的占地面积大2-8倍。 [ooog]所述的微型风力发电机是离网微型风力发电机。 柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，所述的微型风力发电 机2是体积小巧、结构紧凑、发电效率高的离网微型风力发电机2，微型风力发电机2十分 灵敏，当秧田上的低空风速达到每秒3米及3米以上时，叶片1就可以转动，微型风力发电 机2就能发出电力向插秧机提供动力；微型风力发电机2适合在插秧机顶部迎着风向合理 安装2台至8台，可以用导电线3连接并网供电，使风力发电清洁能源电流量占插秧机所需 的全部电流量的比例达到20-30%。
图1为本发明的机构示意图。
具体实施方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述 —种柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，采用数码柴油发 电机、太阳能光伏发电系统、风力发电系统、锂离子电池四项'绿色'新能源技术共同向插秧 机提供混合动力；具有轻便、节油、低噪音、高品质电力优点的数码柴油发电机IO发出的电 力通过导电线3输入电动机11 ;太阳能光伏发电系统包括太阳电池5、导电线3、光伏控制 器17、光伏逆变器15、锂离子电池12，在阳光的照射下，从太阳电池5输出的直流电通过导电线3输入光伏控制器17调整后再输入光伏逆变器15转换成交流电输入电动机11，也可 以输入锂离子电池12储存备用；风力发电系统包括叶片1、微型风力发电机2、导电线3、风 力发电控制器4、风力发电逆变器19、锂离子电池12 ;当田野上的风速达到每秒3米及3米 以上时，叶片1转动，微型风力发电机2发出的直流电通过导电线3输入风力发电控制器4， 接着输入风力发电逆变器19转换成交流电，然后输入电动机11 ，也可以输入锂离子电池12 储存备用；锂离子电池12是理想的动力电源，具有使用寿命长，100XD0D充放电可达900 次以上；当采用浅深度(30% DOD)充放电时，循环次数已经超过5000次；从常规供电网或 插秧机上各种供电源输入锂离子电池12的电流，可以储存备用，凝胶型聚合物锂离子电池 和全固态聚合物锂离子电池的储能作用都相当好；从锂离子电池12输出的电流通过导电 线3输入电动机11 ;电动机11运转时，将电能转换成机械能，使用一部分机械能可以使行 走轮转动轴13发生转动，从而带动水田行走轮14在整平的秧田里向前运动；使用另一部分 机械能驱动插秧爪移动轴20发生左右移动和插秧爪18围绕插秧爪移动轴20作圆周运动， 从而使固定在插秧爪移动轴20上的插秧爪18可以向左或向右作匀速运动，从整齐放置在 秧苗箱板6上的秧苗上自左向右、然后自右向左往返按照顺序抓取适量秧苗，及时插入水 田耕作层上部适宜的深度，将水稻秧苗按照不同的水稻品种对插秧的行距、株距、每穴苗数 的不同要求，不误农时及时进行机械插秧，确保粮食丰收。 所述的柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，插秧机操作人 员坐在驾驶椅8上，掌握方向盘9和其他器具操纵插秧机的各个部件的运动；防护罩16保 护安放在防护罩16内的光伏控制器17和光伏逆变器15的安全。 柴油发电和风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，所述的太阳电池1既 可以采用单晶硅太阳电池板或多晶硅太阳电池板呈斜面安装在插秧机上，也可以采用铜铟 镓硒薄膜太阳电池或非晶硅薄膜太阳电池安装在插秧机的大面积顶蓬上，顶蓬的面积可以 比插秧机停放时的占地面积大2-8倍，以便接受更多的太阳辐射量，发出更大量的光伏电 流，使太阳能光伏清洁能源产生的电力在插秧机所需的全部电力中所占的比例达到30 50%。 柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，所述的微型风力发电 机2是体积小巧、结构紧凑、发电效率高的离网微型风力发电机2，微型风力发电机2十分 灵敏，当秧田上的低空风速达到每秒3米及3米以上时，叶片1就可以转动，微型风力发电 机2就能发出电力向插秧机提供动力；微型风力发电机2适合在插秧机顶部迎着风向合理 安装2台至8台，可以用导电线3连接并网供电，使风力发电清洁能源电流量占插秧机所需 的全部电流量的比例达到20-30%。 本发明涉及本发明涉及一种柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动 力装置，属于新能源农业机械'绿色'技术领域。采用安装在插秧机上的数码柴油发电机、太 阳能光伏发电系统、风力发电系统和锂离子电池四项有利于节能减排的新能源动力共同向 插秧机提供混合动力；数码柴油发电机发出的电力通过导电线输入电动机；太阳电池产生 的电力通过导电线、光伏控制器、光伏逆变器输入电动机，重量轻的薄膜太阳电池适合安装 在插秧机的大面积顶蓬上接受阳光的大量照射，产生更多的电流量，提供较大的动力；微型 风力发电机发出的电流通过另一套导电线、风力发电控制器、风力发电逆变器输入电动机； 电流也可以进入锂离子电池储存备用。[0020] 新能源插秧机是当代绿色、节能、环保的插秧机，主要采用了四项新能源技术 1.太阳能光伏发电清洁能源技术；2.风力发电清洁能源技术；3.数码柴油发电机节油技 术；4.锂离子充放电技术。 在中国南方和北方不同的水稻产区，对安装在插秧机上的太阳电池5的面积大小 和微型风力发电机的数量多少有不同的要求 实施例一 中国广东省地处经纬较低的地区，夏季接受太阳光直射的天数比较多，光照比较 强，安装在插秧机顶蓬上的薄膜太阳能电池5的上表面面积比插秧机停放时的占地面积大 2倍，安装在插秧机上的微型风力发电机2的数量为六台。 实施例二 中国黑龙江省地处经度较高的地区，接受太阳光的斜射，夏季的阳光照射强度比 南方要弱一些，安装在插秧机顶蓬上的薄膜太阳电池5的上表面的面积比插秧机停放时的 占地面积大4倍，安装在插秧机上的微型风力发电机2的数量为8台。
权利要求一种柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，其特征是，采用数码柴油发电机、太阳能光伏发电系统、风力发电系统、锂离子电池共同向插秧机提供混合动力；数码柴油发电机(10)通过导电线(3)连接电动机(11)；太阳能光伏发电系统包括太阳电池(5)，太阳电池(5)通过导电线(3)依次连接光伏控制器(17)、光伏逆变器(15)，太阳电池(5)还通过导电线(3)连接锂离子电池(12)；风力发电系统包括叶片(1)、与叶片(1)通过导电线(3)连接的微型风力发电机(2)，微型风力发电机(2)通过导电线(3)与风力发电控制器(4)连接，风力发电控制器(4)连接风力发电逆变器(19)，风力发电逆变器(19)通过导电线(3)连接锂离子电池(12)；行走轮转动轴(13)连接水田行走轮(14)，插秧爪移动轴(20)连接插秧爪(18)，插秧爪移动轴(20)上方设置有秧苗箱板(6)。
2. 根据权利要求1所述的柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置， 其特征是，包括驾驶椅(8)、方向盘(9);防护罩(16)、在防护罩(16)内的光伏控制器(17) 和光伏逆变器(15)。
3. 根据权利要求1所述的柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置， 其特征是，所述的太阳电池(1)既可以采用单晶硅太阳电池板或多晶硅太阳电池板呈斜面 安装在插秧机上，也可以采用铜铟镓硒薄膜太阳电池或非晶硅薄膜太阳电池安装在插秧机 的大面积顶蓬上，顶蓬的面积可以比插秧机停放时的占地面积大2-8倍。
4. 根据权利要求1所述的柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置， 其特征是，所述的微型风力发电机(2)是离网微型风力发电机(2)。
专利摘要本实用新型涉及一种柴油发电与风光发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，属于新能源农业机械“绿色”技术领域。采用安装在插秧机上的数码柴油发电机、太阳能光伏发电系统、风力发电系统和锂离子电池四项有利于节能减排的新能源动力共同向插秧机提供混合动力。码柴油发电机发出的电力通过导电线输入电动机；太阳电池产生的电力通过导电线、光伏控制器、光伏逆变器输入电动机，重量轻的薄膜太阳电池适合安装在插秧机的大面积顶篷上接受阳光的大量照射，产生更多的电流量，提供较大的动力；微型风力发电机发出的电流通过另一套导电线、风力发电控制器、风力发电逆变器输入电动机；电流也可以进入锂离子电池储存备用。
文档编号F02B63/04GK201528527SQ20092004485
公开日2010年7月21日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者缪同春 申请人:无锡市新区梅村镇同春太阳能光伏农业种植园