CN104993779B - 平单轴跟踪式密集型光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光伏发电装置，具体的说是一种与农业大棚种植相结合的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，属于光伏发电技术领域。其包括光伏发电装置和农业大棚架，农业大棚架包括螺旋桩立柱、螺旋桩、双平梁式桁架和双拱梁式桁架，位于同一列的相邻两个螺旋桩立柱之间通过双拱梁式桁架连接成一体，每排相邻螺旋桩以及位于中心位置的相邻的螺旋桩立体柱之间通过双平梁式桁架连接成一体。本发明的光伏组件位于高空中，对农业大棚架内的植物的采光影响较小；模块化制作，安装方便快捷，施工时间短；易于实现，适合大规模推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏发电装置，具体的说是一种与农业大棚种植相结合的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，属于光伏发电技术领域。
背景技术
随着国际能源危机和环境保护意识的加强，太阳能光伏发电得到了广泛的推广。太阳能光伏发电由于需要的场地面积较大，常常会占用大量的土地面积，使得土地资源得不到充分的利用。与农业大棚相结合的密集型光伏发电装置可以将光伏发电装置可与农业种植有效合理的连接在一起，充分利用太阳能光伏发电设备所占的地域进行大棚式农业种植，使得利用有限的地域既能发电又能种植农业，增加单位面积的产出，使光伏效益、农业效益和观光效益的三者综合收益均实现最大化成为可能，也有利于分布式发电系统在农业项目上的规模应用。然而本发明中涉及的光伏发电装置为平单轴跟踪式，采用跟踪式的结构又可以更加充分的利用太阳能，增加每天的光照面积，从而有效的提高发电效率，使光伏效益达到最大化。
目前，农光互补项目存在的不足主要有：
1、结构复杂，安装不便，施工周期长，难度高；
2、受光照影响，发电效率较低，光伏效益不高；
3、运营受气候条件影响、农业种植利用率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，根据地域特性，充分利用地域面积，能够有效平衡光伏发电效益、农业、观光或其它效益，实现综合收益的最大化，提高了发电效率。
按照本发明提供的技术方案，平单轴跟踪式密集型光伏发电装置包括光伏发电装置和农业大棚架，农业大棚架顶部设置光伏发电装置，其特征是：农业大棚架包括螺旋桩立柱、螺旋桩、双平梁式桁架和双拱梁式桁架，多个螺旋桩呈多排多列形式均匀分布，每排螺旋桩的中心位置设有一个双螺旋桩立柱；位于同一列的相邻两个螺旋桩立柱之间通过双拱梁式桁架连接成一体，每排相邻螺旋桩以及位于中心位置的相邻的双螺旋桩立柱之间通过双平梁式桁架连接成一体；所述传动杆下双螺旋桩立柱通过多个管桩连杆连接成一体，多个管桩连杆倾斜设置，多个管桩连杆的两端均固定在两个螺旋桩上，并且多个管桩连杆首尾相连；光伏发电装置包括光伏发电组件、U形支架、转动轴、转轴座、拨叉座、传动杆和驱动机构，位于正中心的一个双螺旋桩立柱上固定U形支架，U形支架上固定驱动机构，驱动机构的输出端连接传动杆，每个螺旋桩立柱上设置一个拨叉座，传动杆通过抱箍连接在拨叉座的底部，每个拨叉座上端通过销轴连接转轴座，转轴座上端通过抱箍连接转动轴；多个光伏发电组件呈多排多列形式均匀分布并通过转动轴连接成一体同步转动，转动轴与农业大棚架的螺旋桩转动连接。
进一步的，双平梁式桁架包括上下两个互相平行的平梁架。
进一步的，双拱梁式桁架包括上下两个互相平行的人字形拱梁架。
进一步的，光伏发电组件与水平夹角为α，α的范围为：-65°≤α≤65°。
进一步的，驱动机构包括减速器、传动丝杆和传动滑块，减速器的输出端连接传动丝杆，传动丝杆上滑动连接传动滑块，传动滑块连接传动杆。
进一步的，光伏发电组件采用晶硅光伏组件或非晶硅光伏组件。
进一步的，驱动机构由时钟式主动程序或光伏压差提供信号通过PLC系统控制推动机械传动连接杆，推动组件方阵跟踪太阳位置。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
本发明结构简单、紧凑、合理，光伏组件位于高空中，对农业大棚架内的植物的采光影响较小；光伏组件的安装平面与水平面呈夹角α，使得光伏组件能够取得较好的发电效率；模块化制作，安装方便快捷，施工时间短；易于实现，适合大规模推广应用。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为本发明侧视图。
图3为本发明主视图。
图4为双螺旋桩立柱结构图。
图5为驱动机构和拨叉座结构图
附图标记说明：1-螺旋桩立柱、2-螺旋桩、3-管桩连杆、4-双平梁式桁架、5-双拱梁式桁架、6-光伏发电组件、7-U形支架、8-转动轴、9-转轴座、10-拨叉座、11-传动杆、12-驱动机构、12.1-减速器、12.2-传动丝杆、12.3-传动滑块。
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：
如图1~5所示，本发明主要包括光伏发电装置和农业大棚架，农业大棚架顶部设置光伏发电装置，农业大棚架包括螺旋桩立柱1、螺旋桩2、双平梁式桁架4和双拱梁式桁架5，多个螺旋桩2呈多排多列形式均匀分布，每排螺旋桩2的中心位置设有一个双螺旋桩立柱1。位于同一列的相邻两个立柱1之间通过双拱梁式桁架5连接成一体，每排相邻两个立柱1之间通过双平梁式桁架4连接成一体。
如图4所示，所述传动杆下两排立柱1组合之间通过多个管桩连杆3连接成一体，多个管桩连杆3倾斜设置，多个管桩连杆3的两端均固定在两个螺旋桩立柱1上，并且多个管桩连杆3首尾相连。双螺旋桩立柱1结构稳固，既代替了高成本的水泥桩、也能够调节上下高度，现时也避免水泥桩对原地面的破坏。所述双平梁式桁架4包括上下两个互相平行的平梁架4.1。所述双拱梁式桁架5包括上下两个互相平行的人字形拱梁架5.1。
如图5所示，光伏发电装置包括光伏发电组件6、U形支架7、转动轴8、转轴座9、拨叉座10、传动杆11和驱动机构12，位于正中心的立柱1组合上固定U形支架7，U形支架7上固定驱动机构12，驱动机构12的输出端连接传动杆11。每个螺旋桩立柱1组合上设置一个拨叉座10，传动杆11通过抱箍连接在拨叉座10的底部。每个拨叉座10上端通过销轴连接转轴座9，转轴座9上端通过抱箍连接转动轴8。多个光伏发电组件6呈多排多列形式均匀分布并通过转动轴8连接成一体同步转动，转动轴8与农业大棚架的螺旋桩2转动连接。
所述光伏发电组件6与水平夹角为α，α的范围为：-65°≤α≤65°。光伏发电组件6采用晶硅光伏组件或非晶硅光伏组件。
如图5所示，所述驱动机构12包括减速器12.1、传动丝杆12.2和传动滑块12.3，减速器12.1的输出端连接传动丝杆12.2，传动丝杆12.2上滑动连接传动滑块12.3，传动滑块12.3连接传动杆11。驱动机构12由时钟式主动程序或光伏压差提供信号通过PLC系统控制驱动机构推动传动杆11运动，从而推动组件方阵跟踪太阳位置。
驱动机构12推动传动杆11始终做水平运动，传动杆11通过拨叉座10带动转动轴8，能保证各转动轴8受力一致。
本发明的工作原理是：在工作时，驱动机构由时钟式主动程序或光伏压差提供信号通过PLC系统控制推动机械传动连接杆，推动组件方阵跟踪太阳位置。驱动机构推动传动轴移动，传动轴通过拨叉座带动转轴座转动，从而使得转轴上的光伏发电组件6跟踪太阳的位置转动。
本发明结构简单、紧凑、合理，光伏组件位于高空中，对农业大棚架内的植物的采光影响较小；光伏组件的安装平面与水平面呈夹角α，使得光伏组件能够取得较好的发电效率；模块化制作，安装方便快捷，施工时间短；易于实现，适合大规模推广应用。
Claims (7)
1.一种平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，包括光伏发电装置和农业大棚架，农业大棚架顶部设置光伏发电装置，其特征是：农业大棚架包括螺旋桩立柱（1）、螺旋桩（2）、双平梁式桁架（4）和双拱梁式桁架（5），多个螺旋桩（2）呈多排多列形式均匀分布，每排螺旋桩（2）的中心位置设有两个螺旋桩立柱（1）；位于同一列的相邻两个立柱（1）之间通过双拱梁式桁架（5）连接成一体，每排相邻两个立柱（1）之间通过双平梁式桁架（4）连接成一体；传动杆下两排立柱（1）组合之间通过多个管桩连杆（3）连接成一体，多个管桩连杆（3）倾斜设置，多个管桩连杆（3）的两端均固定在两个螺旋桩立柱（1）上，并且多个管桩连杆（3）首尾相连；光伏发电装置包括光伏发电组件（6）、U形支架（7）、转动轴（8）、转轴座（9）、拨叉座（10）、传动杆（11）和驱动机构（12），位于正中心的两个螺旋桩立柱（1）上固定U形支架（7），U形支架（7）上固定驱动机构（12），驱动机构（12）的输出端连接传动杆（11），每个转动轴（8）下设置一个拨叉座（10），传动杆（11）通过抱箍连接在拨叉座（10）的底部，每个拨叉座（10）上端通过抱箍连接转动轴（8）；多个光伏发电组件（6）呈多排多列形式均匀分布并通过转动轴（8）连接成一体同步转动，转动轴（8）与农业大棚架的螺旋桩立柱（1）转动连接。
2.如权利要求1所述的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，其特征是：所述双平梁式桁架（4）包括上下两个互相平行的平梁架（4.1）。
3.如权利要求1所述的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，其特征是：所述双拱梁式桁架（5）包括上下两个互相平行的人字形拱梁架（5.1）。
4.如权利要求1所述的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，其特征是：所述光伏发电组件（6）与水平夹角为α，α的范围为：-65°≤α≤65°。
5.如权利要求1所述的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，其特征是：所述驱动机构（12）包括减速器（12.1）、传动丝杆（12.2）和传动滑块（12.3），减速器（12.1）的输出端连接传动丝杆（12.2），传动丝杆（12.2）上滑动连接传动滑块（12.3），传动滑块（12.3）连接传动杆（11）。
6.如权利要求1所述的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，其特征是：所述光伏发电组件（6）采用晶硅光伏组件或非晶硅光伏组件。
7.如权利要求1所述的平单轴跟踪式密集型光伏发电装置，其特征是：所述驱动机构（12）由时钟式主动程序或光伏压差提供信号通过PLC系统控制推动机械传动连接杆，推动组件方阵跟踪太阳位置。
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