CN219812768U - 一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，包括：光伏支架、光伏组件、供水组件及分区绿植；光伏组件通过光伏支架架空铺设于石漠化地区上空，形成光伏电站，并在光伏电站的场区内种植分区绿植；分区绿植包括：苔藓类或爬藤类植物、草本植物和灌木丛；供水组件用于收集雨水储存，并给分区绿植进行供水；供水组件包括蓄水池、供水管、喷灌器及微渗陶罐；供水管的一端与蓄水池连通，另一端设置有喷灌器或微渗陶罐；喷灌器位于苔藓类或爬藤类植物和草本植物处，微渗陶罐位于灌木丛处。本实用新型能够解决石漠化地区生态保护与光伏电站发展难题，缓解光伏项目的土地难题，实现石漠化地区经济发展与生态修复的和谐统一。

Description

一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统

技术领域

本实用新型属于生态治理技术、新能源光伏技术领域，具体涉及一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统。

背景技术

石漠化是土地石质荒漠化的简称，指在亚热带湿润地区岩溶极其发育的自然环境背景下，受人为活动的干扰和破坏，造成土壤被严重侵蚀导致水土流失，基岩大面积裸露，地表呈现出类似荒漠化景观的土地退化过程。目前我国西南滇桂黔三省区水土流失面积达17.96万km²,占土地总面积的40.1％,水土流失呈不断加剧的趋势。石漠化导致土层变薄或基岩裸露，加之喀斯特地表、地下景观的双重地质结构，渗漏严重，导致地表水源涵养能力的极度降低，保水力差导致植被稀少，生物生态脆弱地区。传统石漠化治理手段主要为：生态移民搬迁，退耕还林，植树造林等，把土地还回自然，以自然的方式修复，虽然效果明显但大自然自愈土地修复时间较长，另一方面土地得不到开发利用缺乏经济价值。

国家大力发展光伏发电，但由于太阳能能量密度低，导致光伏发电站占地面积巨大，近年来随着装机规模的不断扩大，可利用土地资源日益减少，土地已经成为制约光伏发展的限制性因素。以贵州为例，黔西南兴义地区是贵州光资源最好的地区，但也是石漠化最严重的地区之一，大部分地区处于我国八大生态脆弱区之一的西南岩溶山地石漠化生态脆弱区，光伏发电项目建设受限制。

经查询和搜索目前有发明专利《一种适合治理光伏板下高原石漠化的方法》(公开号：CN 106386094 A，专利权人为云南能投生态环境科技有限公司，发明人为邱文等)涉及了一种适合治理光伏板下石漠化的方法，通过在光伏板下及周围播种羊茅草、茶树、桂花树、白桦等植被构成多树种立体混交模式，降低水土流失。该发明单纯采用植被种植降低水土流失属于传统石漠化治理手段，无主动型补水手段，应于石漠化严重地区难以保证植被存活。实用新型专利《一种光伏发电的石漠化治理系统》(授权公告号：CN 203290009 U，专利权人为云南伏施特科技有限公司，发明人为单立)公开了一种光伏发电的石漠化治理系统，通过光伏板进行雨水收集，通过光伏板提供电力进行浇灌，解决了石漠化地区陡峭偏远无法架设电力线路，无法实现人为浇灌的问题。该实用新型未对光伏电站做规定，未解决光伏电站建设对石漠化环境的影响，仅解决了石漠化地区的浇灌问题，未提出石漠化治理解决方案，且石漠化地区往往地形起伏石丛遍布石芽丛生，排水沟渠难以挖掘，且沟渠雨水冲刷仍然存在水体流失问题；另一方面该实用新型通过集雨进行供水浇灌的方式，使得雨水有效使用效率低。

针对光伏电站治理石漠化问题，通过检索没有较为全面的解决方法，未见柔性支架光伏电站治理石漠化的方法的专利和文献。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，能够解决石漠化地区生态保护与光伏电站发展难题；采用大跨度柔性光伏支架建造光伏发电站，通过场区治理系统使得光伏电站成为石漠化治理的主动型工程性措施在石漠化地区推广，缓解光伏项目的土地难题，实现石漠化地区经济发展与生态修复的和谐统一。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，包括：光伏支架、光伏组件、供水组件及分区绿植；

所述光伏组件通过光伏支架架空铺设于石漠化地区上空，形成光伏电站，并在光伏电站的场区内种植分区绿植；所述分区绿植包括：苔藓类或爬藤类植物、草本植物和灌木丛；所述供水组件用于收集雨水储存，并给分区绿植进行供水；

其中，所述供水组件包括集水槽、集水管、蓄水池、供水管、喷灌器及微渗陶罐；

在光伏电站的地势最低处设置蓄水池，在光伏组件的边沿下方设置集水槽，光伏支架支撑集水槽，通过控制光伏支架的两端高差使得集水槽获得一定倾角；集水槽的较低端通过集水管与蓄水池连通；

所述蓄水池上分别设有若干供水管；

若干所述供水管的一端均与蓄水池的内腔连通，另一端设置有喷灌器或微渗陶罐，所述供水管上设有阀门，用于控制供水管的通断；其中，喷灌器位于苔藓类或爬藤类植物和草本植物处，微渗陶罐位于灌木丛处。

进一步的，所述光伏支架采用大跨度柔性索网结构；所述光伏支架包括：若干榀纵向支架结构和若干横向索结构；若干横向索结构横向贯穿若干榀纵向支架结构，并连接为整体，使得光伏支架形成索网结构。

进一步的，所述分区绿植中的苔藓类或爬藤类植物种植在裸露岩石表面；多年生的草本植物种植在土层较薄处的石丛中；灌木丛种植在土层较厚的石丛中。

进一步的，所述蓄水池上还设有泄水管；

所述泄水管的一端与蓄水池的内腔连通，另一端设置于山脚下；泄水管的管口设置于蓄水池的设计蓄水深度高程。

进一步的，所述石漠化治理系统还包括控制组件；所述控制组件包括：5G气象环境监测器、视频监控器及信息处理控制中心；

在光伏电站的场区内设置5G气象环境监测器和视频监控器，且视频监控器与5G气象环境监测器分别通过信号线路与位于光伏电站的场区内的信息处理控制中心电性连接，信息处理控制中心通过信号线路与供水管上的阀门电性连接；

5G气象环境监测器用于通过分布于场区的传感器监测场区温度、空气湿度、土壤湿度的环境信息，以及通过卫星信号收集气象信息，并将所述环境信息和气象信息传输给信息处理控制中心；所述视频监控器用于采集场区内的视频信息，并将所述视频信息传输给信息处理控制中心；信息处理控制中心根据接收到的信息控制阀门的启闭，进而控制位于光伏电站的场区内的分区绿植的供水。

进一步的，所述信号线路可设置为无线信号传输方式。

有益效果：

(1)本实用新型能够解决石漠化地区生态保护与光伏电站发展难题；采用大跨度柔性光伏支架建造光伏发电站，通过在光伏电站的场区内种植分区绿植，并将采集到的雨水通过喷灌器或微渗陶罐的方式给分区绿植进行主动补水，使得光伏电站成为石漠化治理的主动型工程性措施在石漠化地区推广，缓解光伏项目的土地难题，实现石漠化地区经济发展与生态修复的和谐统一。

(2)本实用新型的光伏支架采用大跨度柔性索网结构，所述光伏支架包括：若干榀纵向支架结构和若干横向索结构；若干横向索结构横向贯穿若干榀纵向支架结构，并连接为整体，使得光伏支架形成索网结构；该结构能够跨越石漠化地区石丛石芽石沟石槽等不利地形，克服陡坡地形使得在石漠化山区建设光伏电站成为可能；相比于传统固定钢支架，大跨度柔性索网结构的光伏支架的桩基数量大大减少，建设期土石方开挖量大大减小，施工对环境的影响小使得在石漠化山区建设光伏电站不加剧石漠化进程成为可能。

(3)本实用新型的蓄水池上还设有泄水管，当蓄水池内的雨水蓄满至泄水管5的管口处时，通过泄水管自流排水于山脚冲沟，避免水流冲刷地表导致的水土流失。

(4)本实用新型的信号线路可设置为无线信号传输方式，避免复杂地形导致的走线困难。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成图；

图2为光伏组件、光伏支架及集雨槽的位置关系图；

其中，1为光伏组件；2为集雨槽；3为集水管；4蓄水池；5泄水管；6为供水管；7为喷灌器；8为草本植物；9为微渗陶罐；10为灌木丛；11为苔藓类或爬藤类植物；12为裸露岩石；13为视频监控器；14为5G气象环境监测器；16为信号线路；15信息处理控制中心；17为阀门；18为光伏支架。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供了一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，参见附图1，包括：光伏支架18、光伏组件1、供水组件、控制组件及分区绿植；

所述光伏组件1通过光伏支架18安装在石漠化地区，即光伏组件1安装于柔性索结构光伏支架18上，大面积架空铺设于石漠化地区上空，形成光伏电站；

所述光伏组件1用于隔离太阳辐射减少水分蒸发，阻挡雨水直接冲刷土地减少水土流失，给石漠化治理创造先天环境条件；

所述光伏支架18用于为建设光伏电站提供足够的架空高度，光伏支架18采用大跨度柔性索网结构，所述光伏支架包括：若干榀纵向支架结构和若干横向索结构；若干横向索结构横向贯穿若干榀纵向支架结构，并连接为整体，使得光伏支架形成索网结构；该结构能够跨越石漠化地区石丛石芽石沟石槽等不利地形，克服陡坡地形使得在石漠化山区建设光伏电站成为可能；相比于传统固定钢支架，大跨度柔性索网结构的光伏支架的桩基数量大大减少，建设期土石方开挖量大大减小，施工对环境的影响小使得在石漠化山区建设光伏电站不加剧石漠化进程成为可能；

在所述光伏组件1覆盖下的石漠化区域内(即光伏电站的场区内)种植分区绿植，分区绿植包括：苔藓类或爬藤类植物11、草本植物8和灌木丛10；其中，苔藓类或爬藤类植物11种植在裸露岩石12表面，用于覆盖裸露岩石12并通过生物侵蚀加速岩石成土过程；多年生的草本植物8种植在土层较薄处的石丛中，用于发挥根系固土作用；灌木丛10种植在土层较厚的石丛中，用于保水保土；其中，所述分区绿植的植物遴选宜在有益于保水保土的前提下充分考虑经济效应，例如，苔藓类或爬藤类植物11可选择金银花、铁皮石斛等；草本植物8可选择多年生的动物牧草、竹皇草等；灌木丛10可选择青花椒、油茶书等植物；

所述供水组件包括：集水槽2、集水管3、蓄水池4、泄水管5、供水管6、喷灌器7及微渗陶罐9；

在光伏电站的地势最低处设置蓄水池4，在光伏组件1的边沿下方设置集水槽2，参见附图2，光伏支架18支撑集水槽2，通过控制光伏支架18的两端高差使得集水槽2获得一定倾角；集水槽2的较低端通过集水管3与蓄水池4连通；雨水在集水槽2中自流到集水管3，再通过集水管3自流汇集于蓄水池4中储存；

所述蓄水池4上分别设有泄水管5和若干供水管6；

所述泄水管5的一端与蓄水池4的内腔连通，另一端设置于山脚下；泄水管5的管口设置于蓄水池4的设计蓄水深度高程；雨季时，蓄水池4蓄满雨水，当蓄水池4内的雨水蓄满至泄水管5的管口处时，通过泄水管5自流排水于山脚冲沟，避免水流冲刷地表导致的水土流失；

若干所述供水管6的一端均与蓄水池4的内腔连通，另一端设置有喷灌器7或微渗陶罐9，所述供水管6上设有阀门17，用于控制供水管6的通断；其中，喷灌器7位于苔藓类或爬藤类植物11和草本植物8处，微渗陶罐9位于灌木丛10处；旱季时，根据气象环境因素与控制策略研判供水时机，针对于裸露岩石表面种植苔藓类或爬藤类植物11与土层较薄处的石丛种植多年生草本植物8，蓄水池4内储存的水采用喷灌浇水的方式通过喷灌器7增加空气与土壤湿度给植物补水，针对于土层较厚石丛的种植灌木丛10，蓄水池4内储存的水采用微渗陶罐微渗省水技术通过微渗陶罐9增加土壤湿度给植物补水；

所述控制组件包括：5G气象环境监测器14、视频监控器13、信息处理控制中心15及信号线路16；

在光伏电站的场区内设置5G气象环境监测器14和视频监控器13，且视频监控器13与5G气象环境监测器14分别通过信号线路16与位于光伏电站的场区内的信息处理控制中心15电性连接，信息处理控制中心15通过信号线路16与供水管6上的阀门17电性连接；5G气象环境监测器14用于通过分布于场区的传感器监测场区温度、空气湿度、土壤湿度等环境信息，以及通过卫星信号收集气象信息，并将所述环境信息和气象信息传输给信息处理控制中心15；所述视频监控器13用于采集场区内的视频信息，并将所述视频信息传输给信息处理控制中心15；信息处理控制中心15根据接收到的信息控制阀门17的启闭(此为现有技术)，进而控制位于光伏电站的场区内的分区绿植的供水；

所述信息处理控制中心15可设置为无人值守控制中心，无人值守控制中心根据设定程序智能控制，管理人员可通过远程终端机线上获知光伏电站的场区情况，必要时做人为干预管理；所述信号线路16可设置为无线信号传输方式，避免复杂地形导致的走线困难。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，其特征在于，包括：光伏支架、光伏组件、供水组件及分区绿植；

所述光伏组件通过光伏支架架空铺设于石漠化地区上空，形成光伏电站，并在光伏电站的场区内种植分区绿植；所述分区绿植包括：苔藓类或爬藤类植物、草本植物和灌木丛；所述供水组件用于收集雨水储存，并给分区绿植进行供水；

其中，所述供水组件包括集水槽、集水管、蓄水池、供水管、喷灌器及微渗陶罐；

在光伏电站的地势最低处设置蓄水池，在光伏组件的边沿下方设置集水槽，光伏支架支撑集水槽，通过控制光伏支架的两端高差使得集水槽获得一定倾角；集水槽的较低端通过集水管与蓄水池连通；

所述蓄水池上分别设有若干供水管；

若干所述供水管的一端均与蓄水池的内腔连通，另一端设置有喷灌器或微渗陶罐，所述供水管上设有阀门，用于控制供水管的通断；其中，喷灌器位于苔藓类或爬藤类植物和草本植物处，微渗陶罐位于灌木丛处。

2.如权利要求1所述的一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，其特征在于，所述光伏支架采用大跨度柔性索网结构；所述光伏支架包括：若干榀纵向支架结构和若干横向索结构；若干横向索结构横向贯穿若干榀纵向支架结构，并连接为整体，使得光伏支架形成索网结构。

3.如权利要求1所述的一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，其特征在于，所述分区绿植中的苔藓类或爬藤类植物种植在裸露岩石表面；多年生的草本植物种植在土层较薄处的石丛中；灌木丛种植在土层较厚的石丛中。

4.如权利要求1所述的一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，其特征在于，所述蓄水池上还设有泄水管；

所述泄水管的一端与蓄水池的内腔连通，另一端设置于山脚下；泄水管的管口设置于蓄水池的设计蓄水深度高程。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，其特征在于，所述石漠化治理系统还包括控制组件；

所述控制组件包括：5G气象环境监测器、视频监控器及信息处理控制中心；

在光伏电站的场区内设置5G气象环境监测器和视频监控器，且视频监控器与5G气象环境监测器分别通过信号线路与位于光伏电站的场区内的信息处理控制中心电性连接，信息处理控制中心通过信号线路与供水管上的阀门电性连接；

5G气象环境监测器用于通过分布于场区的传感器监测场区温度、空气湿度、土壤湿度的环境信息，以及通过卫星信号收集气象信息，并将所述环境信息和气象信息传输给信息处理控制中心；所述视频监控器用于采集场区内的视频信息，并将所述视频信息传输给信息处理控制中心；信息处理控制中心根据接收到的信息控制阀门的启闭，进而控制位于光伏电站的场区内的分区绿植的供水。

6.如权利要求5所述的一种大跨度柔性支架光伏电站的石漠化治理系统，其特征在于，所述信号线路可设置为无线信号传输方式。