專利名稱：一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
目前，在全世界的水稻田里進(jìn)行插秧作業(yè)的插秧機(jī)全部靠柴油機(jī)或汽油機(jī)提供動 力，柴油機(jī)或汽油機(jī)在工作時大量排放的二氧化碳和有害氣體污染了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，加 劇了全球變暖，引起了氣候變化。自光伏產(chǎn)業(yè)在中國大地誕生并崛起以來，進(jìn)入2010年，由于保護(hù)地球上生態(tài)環(huán)境 和應(yīng)對氣候變化的迫切需要，光伏產(chǎn)業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)開始迅速擴(kuò)張，中國的光伏安裝量快 速增長，光伏應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域不斷拓寬。按照國家發(fā)改委編制的“可再生能源中長期發(fā)展規(guī) 劃”，到2020年我國光伏發(fā)電總?cè)萘?20萬KW。同時，人類對太陽能電池的科學(xué)研究水平進(jìn)一步提高，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效 率不斷提高，南京中電開始N型電池商業(yè)化量產(chǎn)，光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)到24. 7%;美國的一家公 司已在菲律賓大規(guī)模生產(chǎn)光電轉(zhuǎn)化效率達(dá)24. 2%的太陽能電池。由于太陽能電池在發(fā)電過 程中不排放二氧化碳、二氧化硫等，所以人類采用太陽能發(fā)電越多，向空氣中排放的二氧化 碳和有害氣體就越少，地球上的自然環(huán)境就要改善一些；氣候變化問題就不會越來越嚴(yán)重。聯(lián)合國副秘書長沙祖康在北京發(fā)言“應(yīng)對氣候變化的不利影響，對大多數(shù)國家而 言，包括中國，已是迫在眉睫。” 2010年夏，中國南方、東北、西北多個地方突降暴雨，引發(fā)自 然災(zāi)害，截至8月11日17時甘肅省甘南州舟曲縣特大山洪地質(zhì)災(zāi)害共造成1117人遇難， 627人失蹤。俄羅斯遭遇千年未見的酷署，頻發(fā)火災(zāi)，濃煙污染了俄羅斯首都莫斯科的城市 空氣，影響著居民的呼吸。太陽能是一次能源、太陽能對環(huán)境無害，但有很強(qiáng)的區(qū)域性和時間性，必須在太陽 光強(qiáng)度高的時候儲存太陽能，以便在沒有太陽光時進(jìn)行利用，單純靠蓄電池儲存太陽能，容 量小。太陽能發(fā)電雖然不排放二氧化碳，不產(chǎn)生溫室效應(yīng)，有利于應(yīng)對氣候變化，但太陽能 發(fā)電產(chǎn)生的電流如何才能得到大規(guī)模的高效利用，值得研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種將太陽氫新能源作為動力裝置的 插秧機(jī)。氫能是二次能源，氫能是一種極具潛力的‘能源載體’。用氫能取代化石能源。可 以提供既不會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，也不會造成環(huán)境污染的清潔能源。白天，大規(guī)模的太陽能發(fā)電 產(chǎn)生大量的電流，電流通過電解水產(chǎn)生大量的氫，氫既可以儲存在氫燃料容器中，也可以通 過管道輸送到城鄉(xiāng)用戶，供氫燃料電池發(fā)電。清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院的科學(xué)家們正在開展‘太陽氫’、‘風(fēng)氫’的研 究。氫完全可以成為太陽能的載體，太陽-氫能系統(tǒng)無污染，不含碳原子，當(dāng)用氫產(chǎn)生熱或電時，副產(chǎn)物是清潔的水。電解水又可得到氫。所以太陽-氫能是一個清潔和可循環(huán)的系 統(tǒng)。地球上現(xiàn)有的二次能源可分為‘過程性能源’和‘含能體能源’，當(dāng)今世界上應(yīng)用最 廣泛的‘過程性能源’是電能，最廣泛的‘含能體能源’是汽油和柴油。作為‘過程性能源’ 的電能，無法直接儲存，人類發(fā)明了能夠間接儲電的蓄電池，有關(guān)蓄電池的技術(shù)不斷進(jìn)步， 用鋰離子電池取代造成環(huán)境污染的鉛酸電池，新產(chǎn)品磷酸鐵鋰儲能電池已經(jīng)增加了儲電容 量，并且延長了使用壽命。面對太陽能發(fā)電量的迅猛增長，僅靠蓄電池輸電是不夠的。清華 大學(xué)的科學(xué)家提出將屬于含能體能源的氫能作為太陽能的載體，從而為大容量儲存太陽能 光伏發(fā)電產(chǎn)生的大量電流開辟了新的途徑。江蘇省是中國光伏產(chǎn)業(yè)大省，江蘇省人民政府決心打造‘世界太陽能光伏第一 省’，江蘇省的沿海有一千萬畝鹽堿灘涂，本項專利的發(fā)明人繆同春曾經(jīng)在沿海鹽堿灘涂地 上工作過，繆同春作為發(fā)明人在2009年8月3日申請的實用新型專利‘沿海灘涂上方建高 架橋式太陽能電站的獨立發(fā)電裝置’，國家知識產(chǎn)權(quán)局已發(fā)給專利證書，授權(quán)公告日為2010 年6月30日；繆同春向故鄉(xiāng)南通市的領(lǐng)導(dǎo)匯報這一項授權(quán)專利后，中共南通市委羅一民書 記、南通市人民政府丁大衛(wèi)市長極其重視，都做了親筆批示，由南通市科學(xué)技術(shù)局發(fā)函通知 了在無錫創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的繆同春，準(zhǔn)備伺機(jī)實施該項專利。正好繆同春讀到清華大學(xué)毛宗強(qiáng)教授編寫的2010年出版的、書名叫‘無碳能源 太陽氧’的新能源圖書，將書中的太陽-氫能這一清潔和可循環(huán)的系統(tǒng)與自己提出的在江蘇 沿海灘涂上建設(shè)大型太陽能電站的技術(shù)方案聯(lián)系到一起，確認(rèn)清華大學(xué)毛宗強(qiáng)教授研究的 無碳能源-太陽氫新系統(tǒng)可以解決江蘇沿海灘涂進(jìn)行大規(guī)模的太陽能發(fā)電以后，儲存并且 高效利用電能，生產(chǎn)氫能，并且用好氫能保護(hù)環(huán)境的現(xiàn)實問題。本項專利發(fā)明人繆同春抓住時機(jī)，趕緊寫信向清華大學(xué)毛宗強(qiáng)教授匯報了自己的 構(gòu)想。毛宗強(qiáng)教授很快指使自己的研究生張揚給繆同春發(fā)來電子郵件，雙方先建立電子郵 件的溝通，張揚是清華大學(xué)的研究生，曾經(jīng)是美國哈佛大學(xué)的研究生，從互聯(lián)網(wǎng)上可以看到 張揚的帥哥形象。在江蘇沿海鹽堿灘涂上大搞太陽能發(fā)電，將電能用于電解水生產(chǎn)氫，大量制取氫 能，江蘇產(chǎn)的‘太陽_氫能’將能完全滿足全省萬臺機(jī)動插秧機(jī)的能源需求，農(nóng)民駕駛插秧 機(jī)進(jìn)行作業(yè)，將無需購置柴油或汽油，在插秧機(jī)的工作過程中，將不再排放一絲一毫的二氧 化碳，從而將我們的家鄉(xiāng)江蘇省農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境保護(hù)好?？娡号瓮@一天的早日到來，今 年已經(jīng)71歲的、身為中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會能源動力學(xué)會理事的繆同春也就盡了一份責(zé)任。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的太陽光照射安裝在支撐架2上的太陽能電池1產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線3輸入 電解水制氫效率達(dá)到70-90%的電解水制氫裝置4中產(chǎn)生氫氣，氫氣通過輸氫管道5輸入 氫燃料容器制造車間6，將氫氣制造成燃料儲存在一只又一只氫燃料容器7內(nèi)；接著將氫燃 料容器7運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機(jī)17的底盤上，從氫燃料容器7輸出的氫燃料 通過氫燃料輸送管18輸入氫燃料電池9，氫燃料在氫燃料電池9內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)直接將 氫燃料的化學(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為電能，氫燃料電池就是氫發(fā)電裝置；發(fā)出的電流進(jìn)入電動機(jī) 10，在電動機(jī)10內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，計算機(jī)控制裝置14控制機(jī)械能通過機(jī)械傳動裝置 13用于驅(qū)動水田輪11和插秧爪12按照程序轉(zhuǎn)動，進(jìn)行運送、抓 、栽插水稻秧苗的作業(yè)；按照插秧爪12的向左或向右的移動順序，從秧苗箱15內(nèi)抓取秧苗；插秧機(jī)左、右兩側(cè)各一 只水田輪11和導(dǎo)向尾輪20共同支撐插秧機(jī)的重量和進(jìn)行插秧機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎、右 轉(zhuǎn)彎運動，駕駛員坐在駕駛座椅19上，通過手動操縱裝置16和腳踏操縱裝置8操縱插秧機(jī) 各組成部件的的運動，進(jìn)行高質(zhì)量、無污染的插秧作業(yè)。電解水制氫裝置4是太陽能電解水制氫裝置，電_氫的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到70-90%，一 年制氫量在1噸-10000噸。氫燃料電池9包括低溫燃料電池和高溫燃料電池兩大類；常見的低溫燃料電池 有1.質(zhì)子交換膜燃料電池，2.磷酸燃料電池，3.堿性燃料電池；高溫燃料電池有1.固體 氧化物燃料電池(SOFC)，2.熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進(jìn)一步描述本發(fā)明涉及一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng) 域。太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入電解水制氫裝置產(chǎn)生氫氣，氫氣 通過輸氫管道輸入氫燃料容器制造車間，將制造出的氫燃料容器移裝在“太陽氫燃料電池 插秧機(jī)”的底盤上，從氫燃料容器里輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池，在氫 燃料電池內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)高效釋放出電能，電流進(jìn)入電動機(jī)、將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，計算 機(jī)控制裝置控制機(jī)械能通過機(jī)械傳動裝置驅(qū)動插秧爪、水田輪的轉(zhuǎn)動，完成運送、抓取、栽 插水稻秧苗的作業(yè)。插秧機(jī)的駕駛員坐在駕駛座椅上，通過手動操縱裝置和腳踏操縱裝置 操縱插秧機(jī)的運動、進(jìn)行高質(zhì)量、無污染的插秧作業(yè)。本發(fā)明的目的是開發(fā)清潔能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證糧食安全。本項專利的發(fā)明人 曾經(jīng)在原石油工業(yè)部、江蘇油田、南京煉油廠工作過七年，開發(fā)和使用石油和煤炭促進(jìn)了經(jīng) 濟(jì)發(fā)展，也帶來了環(huán)境問題。地球上過去65萬年，自然因素僅使大氣中的二氧化碳含量從 180PPM增加到2005年的300PPM，然而近幾年，二氧化碳濃度迅速增加，全球在2030年使二 氧化碳濃度穩(wěn)定在445-535PPM的任務(wù)十分艱巨，二氧化碳濃度的增加使全球平均氣溫升 高、海平面上升，干旱、洪澇、暴雨、泥石流、高溫、低溫多種災(zāi)害頻發(fā)，人類喜愛的春季、秋季 縮短了 ；對人類有害的酷熱、嚴(yán)寒時間延長了。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是糧食生產(chǎn)受到了威脅，糧食 產(chǎn)量的減少，糧食價格的上漲，將來會造成大批的環(huán)境難民。所以，努力發(fā)展可再生能源，擴(kuò) 大太陽能、風(fēng)能等可再生能源的應(yīng)用范圍，已經(jīng)刻不容緩?，F(xiàn)舉出實施例如下實施例一太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入電解水制氫能力一年制氫 量8000噸、電-氫的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到80%的電解水制氫裝置中產(chǎn)生氫氣，氫氣通過輸氫管 道輸入氫燃料容器制造車間，將氫燃料分別儲存在一只又一只氫燃料容器內(nèi)；接著將氫燃 料容器運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機(jī)的底盤上，從氫燃料容器輸出的氫燃料通過氫 燃料輸送管輸入質(zhì)子交換膜氫燃料電池，氫燃料在質(zhì)子交換膜氫燃料電池內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)直接將氫燃料的化學(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為電能，質(zhì)子交換膜氫燃料電池就是氫發(fā)電裝置；發(fā) 出的電流進(jìn)入電動機(jī)，在電動機(jī)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，計算機(jī)控制裝置控制機(jī)械能通過 機(jī)械傳動裝置用于驅(qū)動水田輪和插秧爪按照程序轉(zhuǎn)動，進(jìn)行運送、抓取、栽插水稻秧苗的作 業(yè)。實施例二 太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入電解水制氫能力一年制氫 量6000噸、電-氫的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到85%的電解水制氫裝置中產(chǎn)生氫氣，氫氣通過輸氫管道 輸入氫燃料容器制造車間，將氫燃料分別儲存在一只又一只氫燃料容器內(nèi)；接著將氫燃料 容器運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機(jī)的底盤上，從氫燃料容器輸出的氫燃料通過氫燃 料輸送管輸入磷酸氫燃料電池，氫燃料在磷酸氫燃料電池內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)直接將氫燃料 的化學(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為電能，磷酸氫燃料電池就是氫發(fā)電裝置；發(fā)出的電流進(jìn)入電動機(jī)，在 電動機(jī)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，計算機(jī)控制裝置控制機(jī)械能通過機(jī)械傳動裝置用于驅(qū)動水 田輪和插秧爪按照程序轉(zhuǎn)動，進(jìn)行運送、抓取、栽插水稻秧苗的作業(yè)。
權(quán)利要求
一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)，其特征是，太陽光照射安裝在支撐架(2)上的太陽能電池(1)產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線(3)輸入電解水制氫效率達(dá)到70 90％的電解水制氫裝置(4)中產(chǎn)生氫氣，氫氣通過輸氫管道(5)輸入氫燃料容器制造車間(6)，將氫氣制造成燃料儲存在一只又一只氫燃料容器(7)內(nèi)；接著將氫燃料容器(7)運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機(jī)(17)的底盤上，從氫燃料容器(7)輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管(18)輸入氫燃料電池(9)，氫燃料在氫燃料電池(9)內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)直接將氫燃料的化學(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為電能，氫燃料電池就是氫發(fā)電裝置；發(fā)出的電流進(jìn)入電動機(jī)(10)，在電動機(jī)(10)內(nèi)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，計算機(jī)控制裝置(14)控制機(jī)械能通過機(jī)械傳動裝置(13)用于驅(qū)動水田輪(11)和插秧爪(12)按照程序轉(zhuǎn)動，進(jìn)行運送、抓取、栽插水稻秧苗的作業(yè)；按照插秧爪(12)的向左或向右的移動順序，從秧苗箱(15)內(nèi)抓取秧苗；插秧機(jī)左、右兩側(cè)各一只水田輪(11)和導(dǎo)向尾輪(20)共同支撐插秧機(jī)的重量和進(jìn)行插秧機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎運動，駕駛員坐在駕駛座椅(19)上，通過手動操縱裝置(16)和腳踏操縱裝置(8)操縱插秧機(jī)各組成部件的的運動，進(jìn)行高質(zhì)量、無污染的插秧作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)，其特征是，所 述的電解水制氫裝置(4)是太陽能電解水制氫裝置，電-氫的轉(zhuǎn)化效率達(dá)到70-90%，一年 制氫量在1噸-10000噸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)，其特征是，所 述的氫燃料電池(9)包括低溫燃料電池和高溫燃料電池兩大類；常見的低溫燃料電池有 1.質(zhì)子交換膜燃料電池，2.磷酸燃料電池，3.堿性燃料電池；高溫燃料電池有1.固體氧 化物燃料電池(SOFC)，2.熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機(jī)，屬于新能源應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入電解水制氫裝置產(chǎn)生氫氣，氫氣通過輸氫管道輸入氫燃料容器制造車間，將制造出的氫燃料容器移裝在“太陽氫燃料電池插秧機(jī)”的底盤上，從氫燃料容器里輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池，在氫燃料電池內(nèi)通過電化學(xué)反應(yīng)高效釋放出電能，電流進(jìn)入電動機(jī)、將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，計算機(jī)控制裝置控制機(jī)械能通過機(jī)械傳動裝置驅(qū)動插秧爪、水田輪的轉(zhuǎn)動，完成運送、抓取、栽插水稻秧苗的作業(yè)。插秧機(jī)的駕駛員坐在駕駛座椅上，通過手動操縱裝置和腳踏操縱裝置操縱插秧機(jī)的運動、進(jìn)行高質(zhì)量、無污染的插秧作業(yè)。
文檔編號A01C11/02GK101946579SQ201010255700
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月14日
發(fā)明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司