CN106020249A - 一种光伏温室系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能源采集技术领域，特别是涉及一种光伏温室系统。光伏温室系统包括温室和用于吸收太阳能的光伏组件，所述光伏组件安装于所述温室的顶棚的上侧，且所述光伏组件与所述顶棚之间设有用于透光的竖向间距。通过竖向间距的设置，使得光伏组件和温室能够同时接收阳光的照射，且避免了位于上侧的光伏组件对下侧的温室产生遮挡影响。由此，本光伏温室系统显著提高了太阳能的利用效率和利用效果。

Description

一种光伏温室系统

技术领域

本发明涉及能源采集技术领域，特别是涉及一种光伏温室系统。

背景技术

随着我国经济建设的发展，各种技术被综合利用，其中，太阳能能够被利用种植植物和采集发电。

近年来，对于太阳能的利用效率和利用效果等方面的要求越来越高，因此，提高太阳能的利用效率和利用效果成为设计目标。

现有技术中，通过光伏组件对太阳能进行采集，并转换为电能进行利用，另外，利用温室接收太阳的照射，由太阳能保证了温室内植物的生长。而光伏组件和温室分别需要太阳的照射，若其二者发生相互遮挡，则造成了太阳能的利用效率低和利用效果差。

以上现有技术中，太阳能的利用效率低和利用效果差等缺陷是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏温室系统，通过本发明的应用将显著提高太阳能的利用效率和利用效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏温室系统，包括温室和用于吸收太阳能的光伏组件，所述光伏组件安装于所述温室的顶棚的上侧，且所述光伏组件与所述顶棚之间设有用于透光的竖向间距。

可选地，还包括用于控制所述光伏组件由东向西往复翻转朝向太阳的经度控制装置，。

可选地，所述经度控制装置包括时间控制器和与所述光伏组件连接的第一转动驱动器，所述第一转动驱动器根据所述时间控制器的计时信息，驱动所述光伏组件由东向西往复翻转，以朝向太阳。

可选地，所述经度控制装置包括感光器和与所述光伏组件连接的第二转动驱动器，所述第二转动驱动器根据所述感光器检测到的太阳光线照射角度，驱动所述光伏组件由东向西往复翻转，以朝向太阳。

可选地，还包括用于控制所述光伏组件沿南北方向移动的纬度控制装置，所述纬度控制装置移动所述光伏组件腾挪出用于所述太阳照射所述温室的水平照射空间。

可选地，所述温室的数量为多个，多个所述温室沿南北向和/或东西向排列，且相互间具有水平间距区域，各所述温室的上侧分别设有所述光伏组件，通过所述纬度控制装置控制各所述光伏组件移动，各所述光伏组件的遮光阴影区域位于所述水平间距区域或所述温室的外侧。

可选地，所述纬度控制装置包括用于输入纬度数值的参数设置器、万年历计时器和与所述光伏组件相连的水平驱动器。

可选地，还包括与所述参数设置器相连的、用于检测坐标的地理坐标定位器。

可选地，所述温室包括顶棚支架，所述光伏组件安装于所述顶棚支架顶端。

可选地，所述光伏组件与所述顶棚之间的竖向间距在0.5米至1米之间。

在一个关于光伏温室系统的实施方式中，光伏温室系统包括温室和光伏组件，其中，温室作为农业种植的应用设施，其内部可以种植各种农作物，太阳光照射温室，特别是从温室的顶棚中照射内部的农作物，使农作物产生光合作用得以生长。光伏组件安装在温室的顶棚的上侧，且光伏组件与顶棚之间设置竖向间距，通过竖向间距的设置，为太阳光全面照射温室提供了光线的照射空间，而光伏组件自身能够吸收太阳能。由此，本光伏温室系统中的光伏组件和温室虽然同时设置，而通过竖向空间的利用，特别是在光伏组件和温室之间设置的竖向间距，使得其二者分别能够完全地接收到阳光的照射，且避免了光伏组件从上侧对温室顶棚发生遮挡的状况，由此，本光伏温室系统显著提高了太阳能的利用效率和利用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明结构第一示意图；

图2为本发明结构第二示意图；

图3为本发明结构第三示意图；

图4为本发明结构第四示意图；

图1至图4中：温室—1、顶棚—11、顶棚支架—12、光伏组件—2。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种光伏温室系统，通过本发明的应用将显著提高太阳能的利用效率和利用效果。

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。

请参考图1至图4，图1为本发明结构第一示意图；图2为本发明结构第二示意图；图3为本发明结构第三示意图；图4为本发明结构第四示意图。

根据图中所示，光伏温室系统包括温室1和用于吸收太阳能的光伏组件2，光伏组件2安装于温室1的顶棚11的上侧，且光伏组件2与顶棚11之间设有用于透光的竖向间距。本实施例中，光伏组件2通过吸收太阳能便能够起到转换为电能的作用，温室1通过阳光的照射能够使得其内部的农作物进行生长，温室1和光伏组件2通过在竖向空间内具有竖向间距的安装设置结构，使得相互间避免了遮挡的发生，分别能够充分吸收太阳能量，在同一竖向空间内设置本光伏温室系统，在土地和空间紧凑利用的情况下，对太阳能的利用效率和利用效果达到了最优化。

上述实施例基础上，本光伏温室系统还包括经度控制装置，通过经度控制装置控制光伏组件2在每天当中按从东向西的翻转，这便使得光伏组件2能够在白天始终保持朝向太阳，这进一步提高了太阳能的利用效率。

对于经度控制装置，可以具体设定其包括时间控制器和与光伏组件2连接的第一转动驱动器，第一转动驱动器根据时间控制器的计时信息，驱动光伏组件2由东向西往复翻转，以朝向太阳。时间控制器每天按照早晚时间计算预设的太阳自东向西的位置，第一转动驱动器则驱动光伏组件2由东向西翻转，使得光伏组件2在每天的早中晚，始终保持朝向太阳的照射方向。对于每天晚上，光伏组件2无需被经度控制装置驱动，待第二天日出后，光伏组件2再次被经度控制装置驱动控制，朝向东方升起的太阳，如此每日循环，这便能够使光伏组件时刻朝向太阳。

经度控制装置还可以做出其它结构设置，另一实例中，设置经度控制装置包括感光器和与光伏组件2连接的第二转动驱动器，第二转动驱动器根据感光器检测到的太阳光线照射角度，驱动光伏组件2由东向西往复翻转，以朝向太阳。本实例中，利用感光器对于太阳光进行实时检测，这同样能够精确地使光伏组件2随时朝向太阳。对于第一转动驱动器和第二转动驱动器的命名，旨为描述信息，具体可以使用电机等部件。

在上述各实施例的基础上，对于太阳与地球之间的相对关系，随着季节的变换，太阳在地球的南北回归线之间往复移动，就此自然现象，本光伏温室系统还设置有用于控制光伏组件2沿南北方向移动的纬度控制装置，纬度控制装置移动光伏组件2腾挪出水平照射空间，水平照射空间用于太阳照射温室1。本实施例中，在光伏组件2与温室1的顶棚11具有竖向间距的基础上，太阳通过此竖向间距能够照射光伏组件2下侧的温室1，而随着太阳在地球南北回归线之间的移动，在太阳被光伏组件2遮挡而无法通过竖向间距照射温室时，则温室1吸收太阳能的效率降低，若光伏组件2位于温室1的正上方，而太阳恰好南北向移至与本光伏温室系统所设的位置相同的纬度点，则在正午时分，光伏组件2形成了遮挡效果，使正下方的温室1得不到阳光照射，本实施例中设置的纬度控制装置则控制光伏组件2在南北方向进行移动，根据本光伏温室系统所处的纬度点和太阳处于的纬度点，适时移动光伏组件2的南北向位置，使得在一年中，温室1都能够得到阳光的照射，而避免发生上述遮挡的现象。这进一步保证了太阳能的利用效率和利用效果。

另一实施例中，对于光伏温室系统中的温室1的数量，设置为多个温室1，多个温室1沿南北向和/或东西向排列，且相互间具有水平间距区域，各温室1的上侧分别设有光伏组件2。由此，光伏温室系统能够由多个温室1共同吸收太阳能，同时由多个光伏组件2共同利用太阳能进行发电。对于多个光伏组件2，通过纬度控制装置控制各光伏组件2移动，使得各光伏组件2的遮光阴影区域位于水平间距区域或温室1的外侧。所谓遮光阴影区，是指各个光伏组件2被太阳照射状态下形成的阴影范围，此范围投影到地面上便形成了遮光阴影区。与此同时，对于横纵排列的多个温室1，各个温室1之间设置的水平间距区域符合农业种植要求，对于温室的构建、土壤的合理利用等均满足设置要求，本实施例中，利用纬度控制装置移动各光伏组件2南北移动，使遮光阴影区恰落于水平间距区以内，则光伏组件2对于温室1的太阳照射未产生遮挡影响，此设置中，光伏组件2既未遮挡自身下侧的温室1，同时还未遮挡边侧的温室1。由此，本实施例中的光伏温室系统的多个温室1和多个光伏组件2皆能够完全接收到太阳能，进一步提高了利用效率和利用效果。

需要说明的是，对于多个温室1沿横向和纵向排列的设置，纬度控制装置对于各光伏组件2进行南北向的移动，避免了某一光伏组件2在一天中遮挡自身下侧，与南侧和北侧的温室1的遮挡。即，在一天中，遮光阴影区沿长条状的水平间距区由西向东移动。

上述实施例中提出的纬度控制装置，可以设置其包括用于输入纬度数值的参数设置器、万年历计时器和与光伏组件2相连的水平驱动器，将光伏温室系统安置地点的实际纬度数值通过参数设置器输入，通过万年历计时器准确计时，则纬度控制装置根据预存的数据，便能够计算得出本光伏温室系统所处的位置，以及太阳在本日期想对于本光伏温室系统的照射角度，由此，通过水平驱动器驱动光伏组件2在南北向移动，使阳光能够照射到下侧的各温室1。随着万年历计时器对日期的计算，以及随着太阳在南北回归线的移动，纬度控制装置逐渐移动光伏组件2，使得光伏组件2在一年当中的任何时候均不对温室1进行照射遮挡，由此，在一年当中始终保持光伏组件2和温室1均能够充分得到阳光的照射，这确保了太阳能利用的效率和效果。

进一步地，还可以设置地理坐标定位器，将其与参数设置器相连，由此，在光伏温室系统安装至某一位置后，通过地理坐标定位器便能够自动地识别坐标位置，而无须通过手动向参数设置器中输入位置坐标，这能够确保坐标数据的精确性。通常利用的地理坐标定位器包括GPS定位系统，即GlobalPositioning System(全球定位系统)。还可以利用我国自主研发的北斗卫星导航定位系统。

对于上述实施例中，将光伏组件2安装在温室1的顶棚11上侧的结构，具体设置温室1包括顶棚11和顶棚支架12，顶棚支架12用于支撑温室1的顶棚11，起到支撑作用，将光伏组件2安装在顶棚支架12的顶端。当然，也可以按照重力支撑的需求，设置单独的支撑立柱，以及设置相应的横梁，加强梁等结构。

进一步地，设置光伏组件2与顶棚11之间的竖向间距在0.5米至1米之间，这是较为优选的间距设置。对于此设置结构，通常各温室1之间的距离设置为温室跨度为6米至9.6米；间距是4米-6米，最常见的是跨度7米，间距4米。

对于具体尺寸设置结构，一个实物例中，选择各温室之间的跨度和开间。单跨为6米～9.6米，开间4米～6米，常见跨度为7米和8米，开间4米的温室；顶棚高度为：肩高1.8米～4.5米，顶高3.5米～6.5米，常见肩高为2.5米和3米，顶高4.7米～5.1米。主立柱采用方管或圆管，规格为口60×80×2.5,口100×50×2.5或者∮76×2.5，或者根据要求调整；主拱用口40×60×1.5，口40×40×1.5的规格或∮42×1.5，或根据要求调整；副拱用∮32×1.5或∮25×1.5的规格；以上型材均做热镀锌处理，以适应农业环境的防锈防腐要求，镀锌层厚度参照国家规范GB/T13912《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及实验方法》和GB50046—2008《工业建筑防腐蚀设计规范》实施。

在上述温室的结构中，可以在每个温室上侧设置整体的光伏组件，当然，还可以应用几块独立的尺寸较小光伏组件，这都能够按上述各实施例中的方式进行设置。在安装多块光伏组件时，举例来说，在水平支架设计安装多块光伏组件，每根横梁上均匀分布三块光伏组件，总计6块。也可根据作物对光照条件的不同，分别安装3至8块光伏组件。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏温室系统，其特征在于，包括温室(1)和用于吸收太阳能的光伏组件(2)，所述光伏组件(2)安装于所述温室(1)的顶棚(11)的上侧，且所述光伏组件(2)与所述顶棚(11)之间设有用于透光的竖向间距。

2.如权利要求1所述的光伏温室系统，其特征在于，还包括用于控制所述光伏组件(2)由东向西往复翻转朝向太阳的经度控制装置。

3.如权利要求2所述的光伏温室系统，其特征在于，所述经度控制装置包括时间控制器和与所述光伏组件(2)连接的第一转动驱动器，所述第一转动驱动器根据所述时间控制器的计时信息，驱动所述光伏组件(2)由东向西往复翻转，以朝向太阳。

4.如权利要求2所述的光伏温室系统，其特征在于，所述经度控制装置包括感光器和与所述光伏组件(2)连接的第二转动驱动器，所述第二转动驱动器根据所述感光器检测到的太阳光线照射角度，驱动所述光伏组件(2)由东向西往复翻转，以朝向太阳。

5.如权利要求1至4任一项所述的光伏温室系统，其特征在于，还包括用于控制所述光伏组件(2)沿南北方向移动的纬度控制装置，所述纬度控制装置移动所述光伏组件(2)腾挪出用于所述太阳照射所述温室(1)的水平照射空间。

6.如权利要求5所述的光伏温室系统，其特征在于，所述温室(1)的数量为多个，多个所述温室(1)沿南北向和/或东西向排列，且相互间具有水平间距区域，各所述温室(1)的上侧分别设有所述光伏组件(2)，通过所述纬度控制装置控制各所述光伏组件(2)移动，各所述光伏组件(2)的遮光阴影区域位于所述水平间距区域或所述温室(1)的外侧。

7.如权利要求6所述的光伏温室系统，其特征在于，所述纬度控制装置包括用于输入纬度数值的参数设置器、万年历计时器和与所述光伏组件(2)相连的水平驱动器。

8.如权利要求7所述的光伏温室系统，其特征在于，还包括与所述参数设置器相连的、用于检测坐标的地理坐标定位器。

9.如权利要求1所述的光伏温室系统，其特征在于，所述温室(1)包括顶棚支架(12)，所述光伏组件(2)安装于所述顶棚支架(12)顶端。

10.如权利要求9所述的光伏温室系统，其特征在于，所述光伏组件(2)与所述顶棚(11)之间的竖向间距在0.5米至1米之间。