CN203660963U

CN203660963U - 带遥控装置的可移动农地光伏发电系统

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Publication number: CN203660963U
Application number: CN201320893251.8U
Authority: CN
Inventors: 施国樑
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-12-31

Abstract

带遥控装置的可移动农地光伏发电系统，包括计算机控制装置、底盘、光伏电池板、轮组、轮组驱动装置和可移动电气连接界面；底盘、光伏电池板、轮组和轮组驱动装置与底盘连接；光伏发电系统通过可移动电气连接界面与外界电力线电气连接，其特征是所述可移动光伏发电系统的光伏发电板在设置于农地中的平行轨道上来回移动；所述计算机控制装置含有一个无线通讯模块，所述无线通讯模块与一个设置于所述可移动光伏发电系统外部的控制终端信号连接，所述可移动光伏发电系统的状态根据所述控制终端的状态改变而改变。实施本实用新型，可解决光伏发电的安装场地问题和实现光伏发电系统的远程控制。

Description

带遥控装置的可移动农地光伏发电系统

技术领域

本实用新型涉及带遥控装置的可移动农地光伏发电系统。

背景技术

安装光伏电池板利用太阳能发电有一个安装场地问题。譬如，浙江省2012年用电量3.211 *10¹¹千瓦时。如果这些电依靠光伏发电，以年发电1600小时、平均曝射量700w/㎡、发电效率0.18、逆变效率0.80计，这些光伏电池板的安装占地面积约为19.9万公顷，这约相当于浙江全省耕地面积208.17万公顷的9.56%。

发明内容

本实用新型的目的是要提供带遥控装置的可移动农地光伏发电系统。

本实用新型实现其目的技术方案：制造一台带遥控装置的可移动农地光伏发电系统，包括计算机控制装置、底盘、光伏电池板、轮组、轮组驱动装置和可移动电气连接界面；所述底盘、光伏电池板、轮组和轮组驱动装置与底盘连接；光伏发电系统通过可移动电气连接界面与外界电力线电气连接。所述可移动光伏发电系统的光伏发电板在农作物上方来回移动或者在设置于农地中的平行轨道上来回移动或者在梯田坝一体轨道上来回移动；所述计算机控制装置含有一个无线通讯模块，所述无线通讯模块与一个设置于所述可移动光伏发电系统外部的控制终端信号连接，所述可移动光伏发电系统的状态根据所述控制终端的状态改变而改变。

还可以令所述来回移动的速度有两种，包括快速和执勤速度；所述快速的范围在1至10米/秒之间；所述执勤速度的范围在0. 01至1米/秒之间。

还可以令所述计算机控制装置包括主控计算机、与主控计算机信号连接的储存器件、通信模块及其接口电路、卫星定位模块及其接口电路、无线广播接收模块及其接口电路、人机界面及其接口电路和机壳，还包括逆变器接口电路、电力线检测接口电路、太阳光跟踪装置接口电路和监控器接口电路；所述主控计算机包括本地计算机和通过信号接口连接的远程计算机；所述主控计算机的主控电路、储存器件、通信模块接口电路、卫星定位模块接口电路、无线广播接收模块接口电路、人机界面接口电路、逆变器接口电路、电力线检测接口电路、太阳光跟踪装置接口电路和监控器接口电路通过总线实现信号连接。

有益效果：实施本实用新型，可解决光伏发电的安装场地问题和实现光伏发电系统的远程控制。采用两维跟踪可以同比多获得电力30%。

附图说明

下面结合附图进一步进行说明。

图1是一个在较平整农地的平行轨道上布置带遥控装置的可移动农地光伏发电系统的示意图。

图2是一个设置于农田中的三电动推杆两维太阳光跟踪可移动光伏发电系统侧视结构示意图。

图3是一个三电动推杆两维太阳光跟踪装置在光伏电池板背面设置三个球面副连接处的结构示意图。

图4 是一个设置于农田中的三电动推杆两维太阳光跟踪可移动光伏发电系统侧正结构示意图。

图5是一个电动推杆的结构示意图。

图6是一个带球面副连接界面的电动丝杆结构示意图。

图7是一个易开合内部带电气连接界面的输电线钢管结构示意图。

图8是一个易开合内部带电气连接界面的输电线钢管各部件的分列示意图。

图9是一个可移动光伏发电系统的计算机控制子系统框图。

图中1.农地；2.平行轨道；3.带遥控装置的可移动农地光伏发电系统；5.底盘；7.道路；8.机耕路；9.光伏电池板；10.通讯模块；11.监控器；12.远程控制终端；23.电杆；24.电力线钢管； 26.轮组； 45.逆变器；46.下主电动推杆；47.下副电动推杆；48.上主电动推杆；49.上副电动推杆；50.主网架板；51.下虚线方框；52.虚线四边形框；53.上虚线方框；54.主电动推杆球面副结构连接点；55.副电动推杆球面副结构连接点；56.农作物；57.机壳；58.推杆；59.电动推进器；60.丝杆；61丝杆螺母；62.蜗杆；63.大球面副机构； 71.母板；72.左盒盖；73.右盒盖；74.C型滑槽；75.翻边；76.隔板；77.弱电线槽；78.接线管；79.上滑槽；80.下滑槽；81.C型杆；82.配电盒； 126.主控电路；127.储存器件；128.通信模块接口电路；129.人机界面接口电路；130.逆变器接口电路；131.定位传感器接口电路；132.电动推进器接口电路；133.电力线检测接口电路；134.下主电动推杆接口电路；135.下副电动推杆接口电路；136.上主电动推杆接口电路；137.上副电动推杆接口电路；138.监控器接口电路；139.总线。

具体实施方式

图1给出本实用新型第一个实施例。

图1中，在农地1中，三组每组两条平行轨道2作东西向布置并排铺设。在平行轨道2上运行有带遥控装置的可移动农地光伏发电系统3。农田1中间还设置有一条与道路7相通的机耕路8用于行驶带遥控装置的可移动农地光伏发电系统3。

两根平行轨道2中心线之间的距离等尺寸可以根据要求和现场条件设定，譬如取平行轨道2中心线之间的距离为1910毫米。带遥控装置的可移动农地光伏发电系统3的光伏电池板9的尺寸、间隔和布置并无限制，包括采用9块光伏电池板9排列成南北向三排东西向三列的阵列。按标准尺寸之一每块光伏电池板9长1580*宽1062平方毫米；南北相互间隔630毫米；南北向总长度6000毫米。东西向相互间隔630毫米；东西向总宽度4446毫米。

图2、图3和图4共同给出本实用新型的第二个实施例。

图2至4中，设置于农田1中的带遥控装置的可移动农地光伏发电系统3包括计算机控制系统、通讯模块10、监控器11；逆变器45、下主电动推杆46、下副电动推杆47、上主电动推杆48、上副电动推杆49、轮组驱动机构和通讯模块，以及底盘5、轮组26、主网架板50和光伏电池板9。可移动农地光伏发电系统3通过轮组26和平行轨道2向农地1传递重力。各组底轮26各带驱动和转向控制机构，有关内容有现有技术可供参考。在平行轨道2上还设置有电杆23架起电力线钢管24。采用一个远程控制终端12与通讯模块进行信号连接。

本实用新型除了采用现有的各种单轴及双轴跟踪机构外，还设计出采用三电动推杆的两维太阳光跟踪装置。电动推杆是一种常用的电动元器件，包括固定杆和活动杆；其活动杆的端部和固定杆的底部带有连接界面包括球面副连接界面。电动推杆的活动杆的端部可以沿本身轴心线作前进后退运动并改变与其连接的负荷的空间状态。

图2和图4中的底盘5、下主电动推杆46、主网架板50和下副电动推杆47组成一个如下虚线方框51以及虚线四边形框52所示的四边形。令下主电动推杆46与底盘5刚性连接、主网架板50通过球面副机构连接下主电动推杆46和下副电动推杆47、下副电动推杆47与底盘5之间也通过球面副机构连接，这样既可以克服四边形结构不稳定的特性，又可以使主网架板50翻转自如。令下主电动推杆46承受较多的负荷重量可以减轻上述有关球面副结构的负荷降低重量与造价。

同样，图2中的上主电动推杆48、光伏电池板9、上副电动推杆49和主网架板50组成一个如上虚线方框53所示的四边形。令上主电动推杆48与主网架板50刚性连接、光伏电池板9通过球面副机构连接上主电动推杆48和上副电动推杆49、上副电动推杆49与主网架板50之间也通过球面副机构连接，这样既可以克服四边形结构不稳定的特性，又可以使光伏电池板9翻转自如。令上主电动推杆48承受较多的负荷重量可以减轻上述有关球面副结构的负荷降低重量与造价。

从图4中可以看出：如果将所有光伏电池板9布置于一个平面，可以节省9块光伏电池板9的总共27个电动推杆并且个光伏电池板9之间可以不留出大量的间隙，但在两侧边距为5米的光伏电池板9仅仅一维跟踪处于45°状态时，其高边就要高出低边3.535米。加上低边的高度1米，高边离地面有4.5米开外；两维跟踪时最高高度还要增加约1米达到5.5相当于层高2.7米的两层楼高度。这会带来重量造价抗风等问题。而采用如图2和图4所示采用两级两维跟踪即主网架板50的太阳光跟踪和各光伏电池板9的太阳光跟踪。这样即使作两维太阳光跟踪，所涉及的离地面的极限高度也可以低于3.5米。

采用三个电动推杆就可以实现对光伏电池板的两维朝向控制。图3中在光伏电池板9的背面安排三个点，其中一个点主电动推杆球面副结构连接点54位于十字中心线的长线上略偏离中心点下方处；余下两个点副电动推杆球面副结构连接点55位于十字中心线中心点上方长线两旁处。

用于太阳光跟踪控制的电动丝杆需要配置转角记忆装置。可以令转角记忆装置包括一个与电动机同心连接的圆盘，所述圆盘上均布36个通孔。在所述通孔的两端分别设置一个光源和一个光信号传感器。当圆盘转动时，通孔每让光源的光线直接照射到光信号传感器一次，都会使转角记忆装置作一次计数。累计所有电动机转角数可以知道各光伏电池板的跟踪状态，再加上所述可移动光伏发电系统所处平行轨道的状态包括其方位、计算得到的现场的太阳高度角和照射角的实时数据和太阳光状态传感器提供的信息，就可以形成当时对所述跟踪装置的控制指令。以所述电动推杆的丝杆螺母螺距10毫米、所述蜗轮的牙数为25个，减速器的速比37，则电动机每旋转100转，对应的丝杆螺母在丝杆上的位移约为1.081（10/25/37*100）毫米。

对太阳光的跟踪还可以采用三根以上电动推杆驱动，这时要防止相关跟踪机构形成力学理论中所述的超静定结构现象。

实施例2的工作原理可简述如下：白天，计算机控制系统根据主控计算机应用程序和通过通讯模块得到的天气预报，发出指令令光伏电池板9保持原状、或者进入并处于防风状态、或者进行持续太阳光跟踪。带遥控装置的可移动农地光伏发电系统3受光产电达到一定强度时通过逆变器45将直流电换流成交流电并通过电气连接界面和电力线钢管24中的电力线向外输出电能。同时，根据农地中的农作物56的情况采用不同的速度在平行轨道2上行走，做到发电和农地中的农作物56正常生长两不误。实施例2底盘5中间挑高和电力线钢管24保持较低位置也是出于照顾农作物56生长的考虑。通过远程控制终端12和安装于带遥控装置的可移动农地光伏发电系统上的监控器11，可以了解现场情况并进行干预。

图5给出本实用新型第三个实施例。

图5中，电动推杆包括一个机壳57、推杆58、电动推进器59、丝杆60和丝杆螺母61。机壳57、推杆58、电动推进器59、丝杆60和丝杆螺母61同心布置。电动推进器59包括电动机和减速器。电动推进器59固定于机壳57底部。丝杆螺母61与丝杆60配合并与推杆58连接。随着电动机的正转和反转，推杆前进和后退。

图6给出本实用新型第四个实施例。

图6中，带球面副连接界面的电动丝杆包括一个丝杆60、蜗杆62、电动推进器59、丝杆螺母61和球面副机构63。丝杆60底端与基础或者负荷通过一个球面副机构连接；丝杆螺母61同时作为蜗轮与蜗杆62配合组成一个蜗轮蜗杆传动器件，此蜗轮蜗杆传动器件通过大球面副机构63与负荷或者基础连接；蜗轮62与电动推进器59传动连接；电动推进器59包括一个电动机和一个减速器。随着电动机的正转和反转，大球面副机构63前进和后退。

在本实用新型的实施例中，有采用大球面副机构63与负荷主网架板连接。图6中，多画一个独立的大球面副机构63以供参考阅读。

图7给出本实用新型第五个实施例。

图7中，一个易开合内部带电气连接界面的输电线钢管，包括母板71、左盒盖72、右盒盖73。在左盒盖72和右盒盖73内部嵌入有一个电气连接界面，所述电气连接界面包括C型滑槽74和两个基板66。母板71的翻边75、左盒盖72和右盒盖73组成易开合内部带电气连接界面的输电线钢管的壳体。母板71上集成有8根带裸露表面的电力线的线芯64、带有隔板76、弱电线槽77和翻边75。总共8个线芯64右面4根用于传输交流电的三相四线，并通过电气连接界面基板66上的接电簧片65和接线管78与可移动光伏发电系统和自动耕作装置电气连接。隔板76用于隔离相邻的线芯64；左面4根芯线64用于低压直流电电源线及备用。弱电线槽77用于存放各种传感器的信号线及通信测温光纤。左盒盖72和右盒盖73形状对称，但左盒盖72的顶部凸槽比右盒盖73的略小一些并可以嵌入右盒盖73的凸槽内。C型滑槽74包括上滑槽79、下滑槽80和C型杆81，上滑槽79与右盒盖73顶部的凸槽配合；下滑槽80与翻边75配合。母板71与构成输电线钢管壳体的左盒盖72和右盒盖73三者长度相等；C型滑槽74和基板66的长度约20至140毫米并由可移动光伏发电系统或者自动耕作装置带动在移动中实现电气连接。电杆23支撑输电线钢管。处于农地1边界的电杆23有时兼作配电盒82与保护电力线的地埋管之间的通道。

图7中，为方便读图，将接电簧片65与基板66隔开一点距离，只为了解接电簧片65的位置；接电簧片65只有与基板66贴合才能实现电气连接。在实际工作时，依靠接电簧片65的压力和弹性保持在移动中的良好电气连接。

图8只为方便阅读理解图7实施例中易开合内部带电气连接界面的输电线钢管各个部件的形状。

图9给出本实用新型第六个实施例。

图9中，制造一个可移动光伏发电系统的计算机控制装置，包括主控计算机的主控电路126、与主控电路126信号连接的储存器件127、通信模块及其接口电路128、人机界面及其接口电路129、逆变器接口电路130、定位传感器接口电路131、电动推进器接口电路132、电力线检测接口电路133、下主电动推杆接口电路134、下副电动推杆接口电路135、上主电动推杆接口电路136、上副电动推杆接口电路137和监控器接口电路138。

主控电路126、储存器件127、通信模块接口电路128、人机界面接口电路129、逆变器接口电路130、定位传感器接口电路131、电动推进器接口电路132、电力线检测接口电路133、下主电动推杆接口电路134、下副电动推杆接口电路135、上主电动推杆接口电路136、上副电动推杆接口电路137和监控器接口电路138通过总线139连接。

Claims

1.带遥控装置的可移动农地光伏发电系统，包括计算机控制装置、底盘、光伏电池板、轮组、轮组驱动装置和可移动电气连接界面；所述底盘、光伏电池板、轮组和轮组驱动装置与底盘连接；光伏发电系统通过可移动电气连接界面与外界电力线电气连接，其特征是所述可移动光伏发电系统的光伏发电板在农作物上方来回移动或者在设置于农地中的平行轨道上来回移动或者在梯田坝一体轨道上来回移动；所述计算机控制装置含有一个无线通讯模块，所述无线通讯模块与一个设置于所述可移动光伏发电系统外部的控制终端信号连接，所述可移动光伏发电系统的状态根据所述控制终端的状态改变而改变。

2.根据权利要求1所述的带遥控装置的可移动农地光伏发电系统，其特征是所述来回移动的速度有两种，包括快速和执勤速度；所述快速的范围在1至10米/秒之间；所述执勤速度的范围在0. 01至1米/秒之间。

3.根据权利要求1所述的带遥控装置的可移动农地光伏发电系统，其特征是所述计算机控制装置包括主控计算机、与主控计算机信号连接的储存器件、通信模块及其接口电路、卫星定位模块及其接口电路、无线广播接收模块及其接口电路、人机界面及其接口电路和机壳，还包括逆变器接口电路、电力线检测接口电路、太阳光跟踪装置接口电路和监控器接口电路；所述主控计算机包括本地计算机和通过信号接口连接的远程计算机；所述主控计算机的主控电路、储存器件、通信模块接口电路、卫星定位模块接口电路、无线广播接收模块接口电路、人机界面接口电路、逆变器接口电路、电力线检测接口电路、太阳光跟踪装置接口电路和监控器接口电路通过总线实现信号连接。