CN112640703A - 温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统 - Google Patents
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Abstract
温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，旋转轴（3）安装于双面光伏组件（1）侧边框，并固定于支架（2）上；所述支架（2）由齿轮（7）和链条（8）的安装通道、直流电线铺设通道（9）组成；所述旋转轴（3）的端部配有齿轮（7），支架（2）中的链条（8）通过第一电机（4（1））或第二电机（4（2））控制位移，齿轮（7）旋转打开或闭合双面光伏组件（1）实现遮阴；有太阳辐射且满足遮阴要求时，双面光伏组件（1）产生的电能通过逆变控制一体机（11）存储到蓄电池组（12）中，所述蓄电池组（12）连接直流负载（13），所述逆变控制一体机（11）可实现交流输出，直接输入交流负载（14）。
Description
技术领域
本发明涉及温室大棚技术，具体为温室用太阳能双面光伏发电内遮阴技术。
背景技术
夏季太阳辐射引起的过度温室效应，致使温室内温度湿度过高，不适于作物生长，病虫害问题凸显。因此，应用遮阴系统对温室遮阴是解决温室过热的有力措施，可有效调控作物生长的适宜环境，实现日光温室高效高质生产。
传统的温室遮阴方式采用遮阳网，一定程度上实现了温室降温，但无法有效利用太阳能。双面光伏组件可实现组件正反面光伏发电，在不同的使用环境下可吸收太阳能直射光、地面反射光、空间散射光等实现最大化光伏发电。因此设计一种温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，满足温室遮阴的同时，在不同的遮阴状态下，均能实现光伏发电，用于温室生产耗能。
我国日光温室年能耗在5.4～847.4MJ/m2之间，每年燃煤供热量约为1499～2998t/ha，因此，光伏发电技术被逐渐应用于日光温室中，产生了多种农光互补应用形式，有效降低了日光温室能耗。依据作物种植类型、纬度、季节和温室特征，光伏发电和农业生产能够达到平衡，但用光伏阵列代替现有的温室的玻璃表面会导致温室产生内部阴影，影响种植作物的生长。
中国发明专利名称为：一种温室大棚遮阳网自动收展装置及方法，申请号为：CN201811292994，本实用新型公开了一种温室大棚遮阳网自动收展装置及方法，该系统由大棚支撑架、挡板、自动收展机构和遮阳网等组成，该系统根据不同农作物的光照需求实现遮阳网的自动化操作管理，降低了人工操作的劳动强度，提高农作物的产率高等特点。但也存在不足：自动化控制增加了电力成本，仅实现对温室不同光照需求的遮阴，造成太阳能资源浪费。中国发明专利名称为：一种温室大棚的自动遮阳装置，申请号为：CN201721081422，本实用新型公开了一种温室大棚的自动遮阳装置，该系统包括若干组遮阳装置，每组遮阳装置由遮阳架、遮阳网、用于带动遮阳网伸展或收缩的滑动杆和用于控制滑动杆的滑动的电动推杆等组成，具有自动调节光照强度、绿色环保等特点。但也存在一些不足：结构复杂，增加了温室大棚的投入成本；二是没有有效的利用太阳辐射能量，仅是简单的对温室大棚进行遮阳。中国发明专利名称为：一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统，申请号为：CN201910670990，本发明公开了一种柔性光伏遮阳蓄电一体化装置及光热利用系统，该系统包括柔性太阳能电池板、柔性热管、导热块和集热水管等，该系统在遮阴的同时，实现光热、光电的转化利用。但将PVT板固定于屋面或者屋顶发电产热的同时，也会产生固定的室内阴影会影响室内作物的品质和产量。中国发明专利名称为：大棚遮阳装置，申请号为：CN181519414848，本实用新型公开了一种大棚遮阳装置，该系统包括大棚内的支撑架、遮阳布，驱动遮阳布沿支撑架来回滑动的驱动机构等，具有方便收卷，人工操作简单的特点，但是也存在一些不足，一是环保性能差，遮阳布使用年限短，容易风化，存在能源浪费，二是遮阳效果与能量利用不能兼具等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统。
本发明是温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，包括双面光伏组件1、支架2、旋转轴3、第一电机4（1）、第二电机4（2）、电动执行及控制器5、温湿度传感器6、齿轮7、链条8、直流电线铺设通道9、蜗轮蜗杆10、逆变控制一体机11、蓄电池组12、直流负载13、交流负载14，所述旋转轴3安装于双面光伏组件1侧边框，并固定于支架2上；所述支架2由齿轮7和链条8的安装通道、直流电线铺设通道9组成；所述旋转轴3的端部配有齿轮7，支架2中的链条8通过第一电机4（1）或第二电机4（2）控制位移，齿轮7旋转打开或闭合双面光伏组件1实现遮阴；有太阳辐射且满足遮阴要求时，双面光伏组件1产生的电能通过逆变控制一体机11存储到蓄电池组12中，所述蓄电池组12连接直流负载13，所述逆变控制一体机11可实现交流输出，直接输入交流负载14。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明有效解决了日光温室中因太阳能光伏发电产品应用与温室遮阴装置独立设计、分别运行而导致温室设施的控制系统分散，温室综合运维成本高的问题。2、本发明将依据室内温湿度适时控制双面光伏组件的开合及不同角度的旋转从而控制遮阴面积，有效减少进入室内的太阳辐射量，并使得照射至双面光伏组件的太阳能辐射最大化发电。本系统可灵活满足遮阴需求的同时，将实现太阳能光伏最大化发电并用于温室用能，有效调控作物生长的适宜环境，实现日光温室高效高质生产。
附图说明
图1为本发明应用的温室结构示意图，图2为本发明中温室边支架示意图，图3为本发明中温室中间支架示意图，图4为本发明中温室边支架截面示意图，图5为本发明应用于温室系统原理图。附图标记及对应名称为：双面光伏组件1，支架2，旋转轴3，第一电机4（1），第二电机4（2），电动执行及控制器5，温湿度传感器6，齿轮7，链条8，直流电线铺设通道9，蜗轮蜗杆10，逆变控制一体机11，蓄电池组12，直流负载13，交流负载14。
具体实施方式
如图1~图5所示，本发明是温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，包括双面光伏组件1、支架2、旋转轴3、第一电机4（1）、第二电机4（2）、电动执行及控制器5、温湿度传感器6、齿轮7、链条8、直流电线铺设通道9、蜗轮蜗杆10、逆变控制一体机11、蓄电池组12、直流负载13、交流负载14，所述旋转轴3安装于双面光伏组件1侧边框，并固定于支架2上；所述支架2由齿轮7和链条8的安装通道、直流电线铺设通道9组成；所述旋转轴3的端部配有齿轮7，支架2中的链条8通过第一电机4（1）或第二电机4（2）控制位移，齿轮7旋转打开或闭合双面光伏组件1实现遮阴；有太阳辐射且满足遮阴要求时，双面光伏组件1产生的电能通过逆变控制一体机11存储到蓄电池组12中，所述蓄电池组12连接直流负载13，所述逆变控制一体机11可实现交流输出，直接输入交流负载14。
如图1、图2所示，所述旋转轴3的两端均配有齿轮7，并安装于支架2内部，链条8通过第一电机4（1）或第二电机4（2）控制位移带动齿轮7旋转，打开或闭合双面光伏组件1。
如图1、图2所示，所述链条8拉动双面光伏组件1绕旋转轴3在0°～180°范围内旋转。
如图1~图5所示，所述链条8通过第一电机4（1）正向旋转带动齿轮7打开双面光伏组件1，实现温室的可控有效遮阴。
如图1～图5所示，所述链条8通过第二电机4（2）逆向旋转带动齿轮7闭合双面光伏组件1，闭合状态下双面光伏组件1的背面也能实现光伏发电。
如图5所示，所述电动执行及控制器5能够根据监测到的温室内温室度值和适宜作物生长需求的温湿度值，通过蜗轮蜗杆10控制电机。
所述双面光伏组件1中，光伏电池片使用单晶硅，或者多晶硅电池。
本发明利用双面光伏组件实现温室不同的遮阴需求，同时利用照射至双面光伏组件的太阳能辐射最大化发电，将遮阴主要部件双面光伏组件的发电用于温室生产，有效调控作物生长的适宜环境，实现日光温室高效高质生产。
以下结合附图进一步详述本发明目的、特征、优点：如图 1～图5所示，本发明的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，包括双面光伏组件1、支架2、旋转轴3、电机4。双面光伏组件1经旋转轴3安装于温室结构支架2的内侧，由安装于每根支架2的下端安装的第一电机4（1）或第二电机4（2）控制当前支架2中的传动受力机构。
如图2～4所示，所述支架2由链条8的安装通道及直流电线铺设通道9组成，且全部沿支架2通长设置，链条8与齿轮7可靠连接，作为控制双面光伏组件1打开闭合的传动受力机构。所述传动受力机构由第一电机4（1）或第二电机4（2）、齿轮7、链条8组成，第一电机4（1）或第二电机4（2）工作后将产生位移，拉动链条8，扭转齿轮7和旋转轴3，使得双面光伏组件1灵活开合或关闭，从而满足不同的遮阴需求。
如图5所示，所述有太阳辐射且满足遮阴要求时，双面光伏组件1产生的电能通过逆变控制一体机11可存储到蓄电池组12中，所述蓄电池组12连接直流负载13，所述逆变控制一体机11可实现交流输出，直接输入交流负载14。所述第一电机4（1）正向旋转可启动蜗轮蜗杆10，拉动链条8，打开双面光伏组件1，实现系统遮阴。所述第二电机4（2）反向旋转可启动蜗轮蜗杆10，拉动链条8，闭合双面光伏组件1，实现不同的采光需求。所述第一电机4（1）、第二电机4（2）与蜗轮蜗杆10为整体性受力传动机构，由电动执行及控制器5实现正反向及位移控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干等同替换和改进，这些等同替换和改进也应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，包括双面光伏组件（1）、支架（2）、旋转轴（3）、第一电机（4（1））、第二电机（4（2））、电动执行及控制器（5）、温湿度传感器（6）、齿轮（7）、链条（8）、直流电线铺设通道（9）、蜗轮蜗杆（10）、逆变控制一体机（11）、蓄电池组（12）、直流负载（13）、交流负载（14），其特征在于，所述旋转轴（3）安装于双面光伏组件（1）侧边框，并固定于支架（2）上；所述支架（2）由齿轮（7）和链条（8）的安装通道、直流电线铺设通道（9）组成；所述旋转轴（3）的端部配有齿轮（7），支架（2）中的链条（8）通过第一电机（4（1））或第二电机（4（2））控制位移，齿轮（7）旋转打开或闭合双面光伏组件（1）实现遮阴；有太阳辐射且满足遮阴要求时，双面光伏组件（1）产生的电能通过逆变控制一体机（11）存储到蓄电池组（12）中，所述蓄电池组（12）连接直流负载（13），所述逆变控制一体机（11）可实现交流输出，直接输入交流负载（14）。
2.根据权利要求1所述的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，其特征在于，所述旋转轴（3）的两端均配有齿轮（7），并安装于支架（2）内部，链条（8）通过第一电机（4（1））或第二电机（4（2））控制位移带动齿轮（7）旋转，打开或闭合双面光伏组件（1）。
3.根据权利要求1所述的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，其特征在于，所述链条（8）拉动双面光伏组件（1）绕旋转轴（3）在0°～180°范围内旋转。
4.根据权利要求1所述的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，其特征在于，所述链条（8）通过第一电机（4（1））正向旋转带动齿轮（7）打开双面光伏组件（1），实现温室的可控有效遮阴。
5.根据权利要求1所述的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，其特征在于，所述链条（8）通过第二电机（4（2））逆向旋转带动齿轮（7）闭合双面光伏组件（1），闭合状态下双面光伏组件（1）的背面也能实现光伏发电。
6.根据权利要求1所述的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，其特征在于，所述电动执行及控制器（5）能够根据监测到的温室内温室度值和适宜作物生长需求的温湿度值，通过蜗轮蜗杆（10）控制电机。
7.根据权利要求1所述的温室用太阳能双面光伏发电内遮阴系统，其特征在于，所述双面光伏组件（1）中，光伏电池片使用单晶硅，或者多晶硅电池。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210413 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |