CN109004894A

CN109004894A - 一种光伏系统

Info

Publication number: CN109004894A
Application number: CN201810885359.XA
Authority: CN
Inventors: 夏永信
Original assignee: Beijing Apollo Ding Rong Solar Technology Co Ltd
Current assignee: Dongjun new energy Co.,Ltd.
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2018-12-14

Abstract

本发明提供一种光伏系统，光伏系统包括悬挂系统、驱动系统和太阳能电池组件，所述太阳能电池组件柔性可折叠；所述悬挂系统包括支架和设置于所述支架上的悬挂主体；所述太阳能电池组件悬挂于所述悬挂主体上；所述太阳能电池组件的一端为与所述驱动系统连接的驱动端，所述驱动系统可牵引所述驱动端来回移动，以使所述太阳能电池组件沿所述悬挂主体展开或折叠。本发明中，通过设置柔性可折叠的太阳能电池组件，并将该太阳能电池组件悬挂设置，这样，太阳能电池板可以灵活地展开或折叠，从而可以在满足农业生产中光照需求的基础上实现太阳能发电，有利于农业光伏技术的大规模应用。

Description

一种光伏系统

技术领域

本发明涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种光伏系统。

背景技术

随着太阳能发电技术的日趋发展，太阳能发电逐渐与农业生产相结合。目前，农业光伏技术一般采用在农业设施顶部覆盖太阳能电池板，由于太阳能电池板会对光线造成遮挡，使农业设施内部的光照不足，农业光伏技术一般局限于光照要求低的种植业，例如菌类种植或其他喜阴植物种植，而无法应用于农田、果园等农业生产中。

发明内容

本发明实施例提供一种光伏系统，以解决现有农业光伏技术存在因太阳能电池板遮挡光线而导致农业光伏技术无法大规模应用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种光伏系统，包括悬挂系统、驱动系统和太阳能电池组件，所述太阳能电池组件柔性可折叠；

所述悬挂系统包括支架和设置于所述支架上的悬挂主体；

所述太阳能电池组件悬挂于所述悬挂主体上；

所述太阳能电池组件的一端为与所述驱动系统连接的驱动端，所述驱动系统可牵引所述驱动端来回移动，以使所述太阳能电池组件沿所述悬挂主体展开或折叠。

可选的，所述太阳能电池组件包括至少两个薄膜太阳能电池板，所述至少两个薄膜太阳能电池板通过柔性连接件依次连接，每两个薄膜太阳能电池板形成一个V形折叠单元；

所述柔性连接件设置有悬挂部；

所述太阳能电池组件通过所述悬挂部悬挂于所述悬挂主体上。

可选的，所述薄膜太阳能电池板的形状为矩形，相邻的薄膜太阳能电池板通过所述柔性连接件连接。

可选的，所述支架上设置有至少两段相互平行的悬挂主体；

所述柔性连接件设置至少两个悬挂点，每个悬挂点通过所述悬挂部悬挂于相应的悬挂主体上。

可选的，所述悬挂主体沿东西走向设置，或者，所述悬挂主体沿东北-西南走向设置，或者，所述悬挂主体沿东南-西北走向设置。

可选的，所述驱动系统为绳索牵引驱动系统，所述绳索牵引驱动系统包括电机、牵引绳和多个转向轮，所述牵引绳依次绕设于所述多个转向轮上，且所述牵引绳的两端分别缠绕于所述电机的驱动轴上；

所述牵引绳与所述太阳能电池组件的驱动端连接。

可选的，所述驱动系统为齿轮齿条驱动系统，所述齿轮齿条驱动系统包括电机、齿轮、齿条和推杆，所述齿轮设置于所述电机的驱动轴上，所述齿轮与所述齿条啮合连接，所述齿条与所述推杆连接；

所述推杆与所述太阳能电池组件的驱动端连接。

可选的，所述光伏系统还包括控制系统，所述控制系统用于控制驱动系统的启动与停止。本发明实施例中，通过设置柔性可折叠的太阳能电池组件，并将该太阳能电池组件悬挂设置，这样，太阳能电池板可以灵活地展开或折叠，从而可以在满足农业生产中光照需求的基础上实现太阳能发电，有利于农业光伏技术的大规模应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是光伏系统的立体结构示意图；

图2是光伏系统的太阳能电池组件折叠至收拢状态的结构示意图；

图3是光伏系统的太阳能电池组件半展开状态的结构示意图；

图4是光伏系统的太阳能电池组件展开至平铺状态的结构示意图；

图5是将光伏系统应用于温室的结构示意图；

图6是光伏系统中的驱动系统采用齿轮齿条驱动系统的结构示意图；

附图标记说明

1、悬挂系统；2、驱动系统；3、太阳能电池组件；4、控制系统；5、温室；11、支架；12、悬挂主体；21、电机；22、牵引绳；23、转向轮；24、驱动轴；25、轴承座；26、焊合接头；27、紧线套筒；28、拉杆夹；29、齿轮；230、齿条；231、推杆；31、驱动端；32、薄膜太阳能电池板；33、柔性连接件；34、悬挂部；35、驱动杆；111、立柱；112、横梁；113、纵梁。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例提供一种光伏系统，包括悬挂系统1、驱动系统2和太阳能电池组件3，太阳能电池组件3柔性可折叠。悬挂系统1包括支架11和设置于支架11上的悬挂主体12，太阳能电池组件3悬挂于悬挂主体12上。太阳能电池组件3的至少一端为与驱动系统2连接的驱动端31，驱动系统2可牵引驱动端31来回移动，以使太阳能电池组件3沿悬挂主体12展开或折叠。

本发明实施例的光伏系统在工作时，可以通过驱动系统2控制太阳能电池组件3的展开或折叠，相比于现有固定式的太阳能电池组件3，本发明实施例的光伏系统可适用于农业生产(但并不局限于农业生产)。在农业生产过程中，可以根据气候的变化、季节的变化以及农作物在整个生命过程中对光照需求等因素，对太阳能电池组件3进行灵活地控制。

例如，在早上、傍晚以及晚上的绝大多数时间段，由于太阳光强度较小，太阳能电池组件3的发电效率比较低，此时，可以将太阳能电池组件3折叠至收拢，最大程度地减小阳光照射区域被遮挡的可能性。而在接近中午的一段时间内，即光照资源最强的时间段，对于多数农作物来说，并不需要这么多的光照资源，此时，可以将太阳能电池组件3展开至平铺，以实现高效率地光伏发电。太阳能电池组件3处于完全展开状态时，太阳能电池组件3可形成遮盖棚。

再如，在育苗期适当延长太阳能组件3的展开平铺时间，可以减少强光照对幼苗的损伤，并且可减少土壤水分蒸发，具有保土保湿作用；在粮食等农作物的开花期或果实期或干物质积累阶段，作物需要全天光照条件，此时，可以全天使太阳能电池组件3处于折叠收拢状态；还可以针对不同农作物的光周期现象，设置太阳能电池组件3折叠或展开的时间段，从而不影响农作物生长的各个阶段；甚至还可调控一天中的日照长度，从而更好地促进农作物开花或者控制开花，服务于经济需要。

此外，还可根据天气预报情况，对太阳能电池组件3进行控制，例如，在暴雨、冰雹等恶劣的气候环境下，通过展开太阳能电池组件3，可对农作物起到保护作用。

由此可见，由于太阳能组件3的展开或折叠可控，使得本发明实施例的光伏系统可以适用于任何农业种植环境。即使是粮食作物种植区域，也可以做到农业生产与光伏发电两不误。具体的，光伏系统可设置于农田、温室、果园、养殖场中的任一区域。

本发明实施例中，太阳能电池组件3可以通过在柔性基板上喷涂光伏材料而形成，柔性基板上光伏材料所在一面为受光面，另一面为背光面。该太阳能电池组件3可以由一整片柔性基板形成，并可通过对柔性基板加工，使其能够更好地折叠，例如，通过压折机对柔性基板进行压折，通过对柔性基板在需要折叠的部位进行减薄处理，等等。

本发明实施例中，选择柔性的太阳能电池组件3，一方面是因为其重量较轻，有利于悬挂和移动；另一方面，能够更好地适应各种气候环境，并抵御恶劣的气候环境，例如，在大风天气，柔性的太阳能电池组件3可以围绕悬挂点随风摆动，这样，柔性的太阳能电池组件3能够更好地卸掉风荷载，释放风压，从而保护柔性的太阳能电池组件3不易受大风破坏。

本发明实施例中，支架11可以由多根立柱111、横梁112、纵梁113搭建形成，以形成一个空间结构体系。该种结构的支架11中，仅立柱111与地面接触即可，占用地面空间很小，从而实现农业生产与光伏发电不争夺土地。

其中，如图5所示，若光伏系统使用于设施农业种植或者养殖建设的温室，则支架11的纵梁113也可以呈现倾斜状态，从而满足设施农业需要，立柱111也可以根据温室棚体5的结构形式进行调整。由于容易理解，本发明实施例对此不做赘述。

本发明实施例中，悬挂主体12可以是悬挂线、悬挂绳或悬挂杆，本发明实施例对此不作限定。该悬挂主体12因需要悬挂太阳能电池组件3，悬挂主体12应具有足够的强度和抗拉伸性能；另外，太阳能电池组件3在展开或折叠过程中，需要沿悬挂主体12移动，悬挂主体12的表面应尽量光滑。

可选的，太阳能电池组件3包括至少两个薄膜太阳能电池板32，至少两个薄膜太阳能电池板32通过柔性连接件33依次连接，每两个薄膜太阳能电池板32形成一个V形折叠单元。柔性连接件33设置有悬挂部34，太阳能电池组件3通过悬挂部34悬挂于悬挂主体12上。

其中，薄膜太阳能电池板32可以是柔性衬底铜铟镓硒CIGS太阳能电池板，每一块薄膜太阳能电池板32可以包括多个薄膜太阳能电池芯片。柔性连接件33可以是柔性连接带，也可以是柔性连接条。使用柔性连接件33连接薄膜太阳能电池板32，能够最大程度地减轻太阳能电池组件3的重量，并最大程度地提高太阳能电池组件3的柔性程度。除了用柔性连接件33连接相邻的薄膜太阳能电池板32之外，还可以采用合页、铰链等连接件。

该实施方式中，太阳能电池组件3通过上述柔性连接件33实现折叠，也就是说，上述柔性连接件33所在的部位为太阳能电池组件3的折叠部位。当太阳能电池组件3展开至平铺状态时，太阳能电池组件3的受光面朝上，以利于光伏发电；当太阳能电池组件3折叠至收拢状态时，太阳能电池组件3的大多数薄膜太阳能电池板32的太阳能电池芯片(即受光面)被折叠在相邻的两个太阳能电池板之间，这样，可以对太阳能电池芯片起到保护作用。

为了便于悬挂，柔性连接件33可以设置悬挂部34，例如，可以在柔性连接件33上穿孔，或者在柔性连接件33上设置吊带。该悬挂部34可在悬挂主体12上来回地滑动，该悬挂部34可以是挂钩或挂环。

可选的，薄膜太阳能电池板32的形状为长方形，薄膜太阳能电池板32的长边通过柔性连接件33连接。

通过上述设置，薄膜太阳能电池板32可通过长边实现悬挂，这样，薄膜太阳能电池板32在折叠至收拢状态时，能够尽可能减小太阳能电池组件3的竖向高度。由于太阳能电池组件3的竖向高度减小，一方面，能够降低太阳能电池组件3对阳光的遮挡，减小太阳能电池组件3投射到地面的阴影面积，有利于农作物的生长；另一方面，能够降低太阳能电池组件3的偏摆幅度，从而有利于提高太阳能电池组件3的稳定性。

除了矩形，薄膜太阳能电池板32的形状还可以是圆形、椭圆形、梯形、多边形等其他形状。

可选的，支架11上设置有至少两段相互平行的悬挂主体12；柔性连接件33设置至少两个悬挂点，每个悬挂点通过悬挂部34悬挂于相应的悬挂主体12上。

对于尺寸较小的薄膜太阳能电池板32来说，一组薄膜太阳能电池板32可以只设置一段(或一根)悬挂主体12；但为了使薄膜太阳能电池板32更稳定地悬挂于悬挂主体12上，并为了使薄膜太阳能电池板32在展开或折叠过程中更稳定地移动，支架11上应设置至少两段(或至少两根)相互平行的悬挂主体12。此外，悬挂主体12的数量越多，其可承载的重量也越大，可以根据太阳能电池组件3的尺寸和重量来灵活地设置悬挂主体12的数量。

可选的，悬挂主体12沿东西走向设置，或者，悬挂主体12沿东北-西南走向设置，或者，悬挂主体12沿东南-西北走向设置。

通过上述设置，悬挂主体12的走向大致沿太阳升起至太阳落下的方向，可以最大限度地避免因每天太阳升落形成的阴影而影响农作物的生长均匀。悬挂主体12的具体走向可以结合具体的情况进行合理设置，例如，可以依据地理区域、自然气候等因素综合考虑。

可选的，驱动系统2为绳索牵引驱动系统，绳索牵引驱动系统包括电机21、牵引绳22和多个转向轮23，牵引绳22依次绕设于多个转向轮23上，且牵引绳22的两端分别缠绕于电机21的驱动轴24上；牵引绳22与太阳能电池组件3的驱动端31连接。

该实施方式中，电机21工作时，电机21的驱动轴24带动牵引绳22运行，从而带动驱动端31移动，以实现太阳能电池组件3的展开或折叠。

可选的，太阳能电池组件3的驱动端31设置有驱动杆35，驱动杆35与牵引绳22连接。通过在太阳能电池组件3的驱动端31设置驱动杆35，牵引绳22能够更好地作用于驱动杆35，并更稳定地带动驱动端31移动，从而使太阳能电池组件3能够更加稳定地展开或折叠。

本发明实施例中，电机21可通过轴承座25安装在支架11上，进一步的，安装在支架11的纵梁113上。该驱动系统2由安装在轴承座25上的驱动轴24、电机21、牵引绳22构成一个整体。其中，驱动轴24和电机21之间可通过焊合接头26形成一个整体，驱动轴24上还可固定有紧线套筒27，紧线套筒27上缠绕着牵引绳22，牵引绳22通过固定在横梁112上的转向轮23形成一个闭合线圈。当电机21运行时，无论正转还是倒转，均会带动驱动轴24上的紧线套筒27转动，从而带动牵引绳22沿牵引绳所在方向运动。牵引绳22还可安装拉杆夹28，该拉杆夹28夹住设置于太阳能电池组件3驱动端31的驱动杆35，从而带动驱动杆35沿牵引绳所在方向移动。

驱动杆35可通过挂钩或吊环悬挂于悬挂主体12上，也可独立于悬挂主体12自由设置，还可以搁置于悬挂主体12上。其中，通过挂钩或吊环悬挂于悬挂主体12上的方式，不仅能够使驱动杆35沿悬挂主体12方向移动，从而使太阳能电池组件3能够更加稳定地展开或折叠；而且，驱动杆35自身的大部分重量可以被悬挂主体12承担，从而可以适当降低牵引绳22牵引驱动杆35所需的牵引力。

可选的，如图6所示，驱动系统2为齿轮齿条驱动系统，齿轮齿条驱动系统包括电机21、齿轮29、齿条230和推杆231，齿轮29设置于电机21的驱动轴24上，齿轮29与齿条230啮合连接，齿条230与推杆231的一端连接；推杆231的另一端与太阳能电池组件3的驱动端31连接。

该实施方式中，电机21工作时，电机21的驱动轴24带动齿轮29旋转，齿轮29带动与之啮合的齿条230前进或后退，从而带动推杆231前进或后退，进而带动驱动端31移动，以实现太阳能电池组件3的展开或折叠。

可选的，光伏系统还包括控制系统4，控制系统4用于控制驱动系统的启动与停止。该实施方式中，控制系统4内可以存储有用于控制电机21工作的程序，这样，控制系统4可以根据农作物全生命周期内，不同时间段生长生理特征对光照要求条件的光周期，控制太阳能电池组件3展开平铺和折叠收拢的时间，以实现电机21的智能化控制。控制系统4可以包括可编程时间控制器、电脑智能控制系统等，控制系统4和驱动系统2之间可以采取电连接、通讯连接或者其他连接方式。

本发明实施例还涉及一种太阳能电池组件，该太阳能电池组件包括至少两个薄膜太阳能电池板32，至少两个薄膜太阳能电池板32通过柔性连接件33依次连接，每两个薄膜太阳能电池板32形成一个V形折叠单元。

可选的，柔性连接件33设置有悬挂部34。

本发明实施例的太阳能电池组件可参见光伏系统中的相关描述，并能达到相同的技术效果，为避免重复，对此不作赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种光伏系统，其特征在于，包括悬挂系统、驱动系统和太阳能电池组件，所述太阳能电池组件柔性可折叠；

所述悬挂系统包括支架和设置于所述支架上的悬挂主体；

所述太阳能电池组件悬挂于所述悬挂主体上；

2.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述太阳能电池组件包括至少两个薄膜太阳能电池板，所述至少两个薄膜太阳能电池板通过柔性连接件依次连接，每两个薄膜太阳能电池板形成一个V形折叠单元；

所述柔性连接件设置有悬挂部；

3.根据权利要求2所述的光伏系统，其特征在于，所述薄膜太阳能电池板的形状为矩形，相邻的薄膜太阳能电池板通过所述柔性连接件连接。

4.根据权利要求2所述的光伏系统，其特征在于，所述支架上设置有至少两段相互平行的悬挂主体；

5.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述悬挂主体沿东西走向设置，或者，所述悬挂主体沿东北-西南走向设置，或者，所述悬挂主体沿东南-西北走向设置。

6.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述驱动系统为绳索牵引驱动系统，所述绳索牵引驱动系统包括电机、牵引绳和多个转向轮，所述牵引绳依次绕设于所述多个转向轮上，且所述牵引绳的两端分别缠绕于所述电机的驱动轴上；

所述牵引绳与所述太阳能电池组件的驱动端连接。

7.根据权利要求1所述的光伏系统，其特征在于，所述驱动系统为齿轮齿条驱动系统，所述齿轮齿条驱动系统包括电机、齿轮、齿条和推杆，所述齿轮设置于所述电机的驱动轴上，所述齿轮与所述齿条啮合连接，所述齿条与所述推杆的一端连接；

所述推杆的另一端与所述太阳能电池组件的驱动端连接。

8.根据权利要求6或7所述的光伏系统，其特征在于，所述光伏系统还包括控制系统，所述控制系统用于控制驱动系统的启动与停止。