CN103701405A - 一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统 - Google Patents

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张俊龙
李永平
郑如秉
崔亮
王春晓
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Abstract

本发明公开了一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，该系统适合在条件恶劣的雪域高原上使用的。该系统由太阳能供电单元和结构支架构成；所述太阳能供电单元由多块太阳能板构成；所述结构支架由支撑柱、多个支撑横杆和多个套管构成，每个所述支撑横杆的中部均通过1个套管与支撑柱相连，每个支撑横杆的两端分别设置1个太阳能板。本发明的系统能够适应雪域高原极端条件，能够在低温，大雪的恶劣环境下正常供电，可大量应用于在市电未能涉及的雪域高原偏远区域极端环境下科研设备的供电，可靠性强。

Description

一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统
技术领域
本发明属于极端环境下供电技术领域，特别涉及一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统。
背景技术
雪域高原气候恶劣，以青藏高原为例，我国青藏高原因地势高峻而形成的独特的高寒、气候。其特点如下：
（1）空气稀薄、含氧量少。青藏区海拔高，空气密度只有海平面的60-70%。空气含氧量只相当于海平面的60-65%。气压不及海平面气压的一半，水的沸点只有84-87℃。（2）光照充足，辐射量大。青藏地区地势高峻，空气洁净，尘埃和水汽含量少，透明度好，当阳光透过大气层时，太阳能损失少，是我国太阳辐射量最多的地区。（3）气温年较差小、日较差大。青藏区因地势太高，气温很低，腹地年平均气温在0℃以下，有大面积的地区最暖月平均气温低于10℃，这样寒冷的气候，也只有地球的两极地区可以相比，因此有地球的“第三极”之称。青藏区地面植被稀疏，多沙砾和裸露岩石，地面白天迅速增温，气温升高迅速；夜晚因大气透明，地面散热快，气温又迅速降低。所以气温日较差很大，一般超过15℃，比同纬度东部高10℃以上，比赤道大一倍，比极地大10倍以上，是北半球日较差最大的区。因此，人们常用“一年无四季，一日见四季”来形容青藏区的这一气候特点。（4）干温季分明，多大风雨雪，常年积雪。青藏地区海拔高，降水的主要形式是雪和冰雹，即使盛夏季节许多地方仍是雪花飞扬。
在市电未能涉及的雪域高原偏远区域，极端气候环境对科研设备的供电提出了严峻的挑战，由于电池在低温条件下效能大打折扣，仅凭电池供电不能满足对设备长期稳定供电的需求，偏远山区人际罕至，不可能经常对科研设备进行供电维护，这就需要供电系统能够在较长时间段内对设备正常供电，而雪域高原光照充足，辐射量大，因此往往采用太阳能板对蓄电池进行充电，支持设备在较长时间段内正常运行。然而雪域高原降水的主要形式是雪和冰雹，极易造成太阳能板板面积雪覆盖，严重影响太阳能板充电效能，降低设备可靠性，这极大地限制了在极端气候条件的偏远地区科学研究的开展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于在条件恶劣的雪域高原无市电的偏远地区使用的太阳能供电系统，以解决在雪域高原风雪多、低温的极端环境下为科研设备供电难的问题。
针对现有技术不足，本发明提供了一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统。
一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，该系统由太阳能供电单元和结构支架构成；所述太阳能供电单元由多块太阳能板构成；所述结构支架由支撑柱、多个支撑横杆和多个套管构成，每个所述支撑横杆的中部均通过1个套管与支撑柱相连，每个支撑横杆的两端分别设置1个太阳能板。
所述多个支撑横杆在支撑柱上上下排列。
所述支撑柱和支撑横杆的材质为铝合金，具有抗风力强度大、防锈、经济的优点。
所述太阳能板在支撑横杆上倾斜安装。
所述太阳能板板面与支撑柱之间夹角为30°-40°。
所述支撑柱与支撑横杆连接处设置空隙，利于太阳能板在风力作用下摇晃震动。
本发明的有益效果为：
本发明基于采用太阳能板对设备供电的经验和技术，改进了在雪域高原大风雪、低温等极端条件下太阳能供电单元供电过程中太阳能板因板面积雪覆盖而影响其供电效能的技术难题，在设计上，首先将太阳能供电单元上下排列，通过上层太阳能板的遮挡，有效减少下层太阳能板的积雪覆盖；其次，太阳能板倾斜设置，保证能效的前提下，利用重力使积雪自然滑落，也减少新雪在板面上的覆积，进一步减少太阳能板的积雪覆盖；在支撑横杆和支撑柱连接处的套管设计使太阳能板在风力作用下摇晃和震动，使积雪掉落。通过上述三种方式最大程度上减少板面积雪覆盖，保证太阳能板充分接触阳光，保证供电。本发明的太阳能供电系统，具有高的抗风压性能和耐蚀性能，且十分经济，适合大量配置，系统运行安全可靠，无需专人看管，易于维护及安装。
附图说明
图1为本发明实施例1太阳能供电系统安正面示意图；
图2为本发明实施例1太阳能供电系统安侧面示意图；
图中标号：1-太阳能板、2-支撑柱、3-支撑横杆、4-套管。
具体实施方式
本发明提供了一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，该系统由太阳能供电单元和结构支架构成；所述太阳能供电单元由多块太阳能板1构成；所述结构支架由支撑柱2、多个支撑横杆3和多个套管4构成，每个所述支撑横杆3的中部均通过1个套管4与支撑柱2相连，每个支撑横杆3的两端分别设置1个太阳能板1。
所述多个支撑横杆3在支撑柱2上上下排列。
所述支撑柱2和支撑横杆3的材质为铝合金，具有抗风力强度大、防锈、经济的优点。
所述太阳能板1在支撑横杆3上倾斜安装。
所述太阳能板1板面与支撑柱2之间夹角为30°-40°。
所述支撑柱2与支撑横杆3连接处设置空隙，利于太阳能板在风力作用下摇晃震动。
实施例1
一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统（如图1、图2所示），该供电系统由太阳能供电单元和结构支架构成；太阳能供电单元由四块太阳能板两两串联组成，结构支架包括一根支撑柱、两根支撑横杆和两个套管，太阳能板两两一组，经支撑横杆链接，两组太阳能板上下排列，通过支撑横杆固定在支撑柱上。
所述支撑柱和支撑横杆的材料是铝合金，具有抗风力强度大、防锈、经济的优点。另外，两组太阳能板上下排列，安装时太阳能板倾斜安装，支撑柱与支撑横杆连接处特别设计，留有空隙，利于太阳能板在风力作用下摇晃震动，三种设计保证最大程度减少积雪对太阳能板的覆盖，从而保证太阳能板的供电效能。
本实施例的雪深观测传感器选型为SHM30激光雪深仪，其供电条件考虑在恶劣的环境条件下的最低使用条件：
传感器功耗（加热条件下）：0.5A/24V；
采集器功耗：0.05A/24V；
雪深测量设备总功耗：0.55A；
考虑到电池的性能，电池在雪域高原低温的极端恶劣条件下只能使用到总量的70%，采用四块65Ah胶体电池，两两串联成24V使用，总能量为65*0.7*2=91Ah，在不充电的情况下，电池可大约维持雪测量设备正常运行91/0.55/24=6.8天。加装太阳能板为电池充电，考虑到一天的日照时间，为在10小时之内充电完成，太阳能板功率至少为50W，正常情况下太阳能板与支撑柱之间的夹角为45°，为防止太阳能板积雪，本实施例将太阳能板与支撑柱之间的夹角设置成30°-40°，所以此时的能效为原来的5/7，所以至少选用70W/12V的太阳能板，考虑到最恶劣的工作环境，本实施例选用100W/12V的太阳能板4块，两两串联成24V使用，这样，太阳能供电单元完成对胶体电池的充电过程将需要91/(100*4/24)=5.46小时。
极端恶劣条件下雪深观测设备的太阳能供电系统按照如下步骤安装：
a、选择具有高的抗风压性能和耐蚀性能的铝合金作为支撑柱和支撑横杆的材料；
b、四块太阳能板两两一组，通过支撑横杆连接起来，将两组太阳能板上下排列，在支撑横杆中点处将两组太阳能板固定在支撑柱上；
c、在支撑柱与支撑横杆连接处使用套管连接。
d、在支撑横杆上安装太阳能板时，设置太阳能板板面与支撑柱之间夹角为30°-40°；
e、在线路设计上，将两组太阳能板串联使用，同时为蓄电池供电。

Claims (6)

1.一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，其特征在于：该系统由太阳能供电单元和结构支架构成；所述太阳能供电单元由多块太阳能板（1）构成；所述结构支架由支撑柱（2）、多个支撑横杆（3）和多个套管（4）构成，每个所述支撑横杆（3）的中部均通过1个套管（4）与支撑柱（2）相连，每个支撑横杆（3）的两端分别设置1个太阳能板（1）。
2.根据权利要求1所述的一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，其特征在于：所述多个支撑横杆（3）在支撑柱（2）上上下排列。
3.根据权利要求1所述的一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，其特征在于：所述支撑柱（2）和支撑横杆（3）的材质为铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，其特征在于：所述太阳能板（1）在支撑横杆（3）上倾斜安装。
5.根据权利要求4所述的一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，其特征在于：所述太阳能板（1）板面与支撑柱（2）之间夹角为30°-40°。
6.根据权利要求1所述的一种适用于在雪域高原上使用的太阳能供电系统，其特征在于：所述支撑柱（2）与支撑横杆（3）连接处设置空隙。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104506126A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 无锡捷盈科技有限公司 一种智能收放式太阳能电站
CN104766136A (zh) * 2015-03-26 2015-07-08 华北电力大学 一种流域水质管理的系统规划方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012026A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Solyndra, Inc. Self-cleaning coatings
CN201450468U (zh) * 2009-06-09 2010-05-05 王琼标 太阳能发电机自动跟踪系统的检测探头
JP2011009672A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Minoru Iwabuchi 融雪ヒーターを用いた多段式太陽電池パネルの設置工法
CN101997453A (zh) * 2009-08-24 2011-03-30 廖恒俊 用于太阳能板的双轴式太阳追踪器系统与装置
CN202102315U (zh) * 2011-06-22 2012-01-04 王毅 对中式自动跟踪太阳能采集装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007012026A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Solyndra, Inc. Self-cleaning coatings
CN201450468U (zh) * 2009-06-09 2010-05-05 王琼标 太阳能发电机自动跟踪系统的检测探头
JP2011009672A (ja) * 2009-06-23 2011-01-13 Minoru Iwabuchi 融雪ヒーターを用いた多段式太陽電池パネルの設置工法
CN101997453A (zh) * 2009-08-24 2011-03-30 廖恒俊 用于太阳能板的双轴式太阳追踪器系统与装置
CN202102315U (zh) * 2011-06-22 2012-01-04 王毅 对中式自动跟踪太阳能采集装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104506126A (zh) * 2014-12-15 2015-04-08 无锡捷盈科技有限公司 一种智能收放式太阳能电站
CN104766136A (zh) * 2015-03-26 2015-07-08 华北电力大学 一种流域水质管理的系统规划方法
CN104766136B (zh) * 2015-03-26 2018-06-22 华北电力大学 一种流域水质管理的系统规划方法

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