光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，所述光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元包括光伏發(fā)電裝置和農(nóng)業(yè)設(shè)施；所述光伏發(fā)電裝置包括光伏支架、光伏組件、光伏并網(wǎng)設(shè)備和光伏控制設(shè)備，所述光伏支架設(shè)置于農(nóng)作物上方，所述光伏控制設(shè)備控制部分所述光伏組件為所述農(nóng)業(yè)設(shè)施供電，其余所述光伏組件連接于所述光伏并網(wǎng)設(shè)備以接入市電網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明能有效利用農(nóng)村耕地開發(fā)清潔能源，又能提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，還能增加農(nóng)業(yè)效益。
【專利說明】光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能光伏發(fā)電綜合應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單
J Li ο
【背景技術(shù)】
[0002]在石油、煤炭等能源短缺的現(xiàn)狀下，各國都加緊了發(fā)展新能源的步伐。太陽能光伏發(fā)電是清潔、安全、潛力最大的新興發(fā)電方式，由于太陽能的使用具有節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平的重要意義，所以開發(fā)利用太陽能已得到世界各國一致的認(rèn)可。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，對農(nóng)業(yè)耕地的需求量依然很大，對農(nóng)業(yè)設(shè)施的需求也越來越廣泛。如何在不影響農(nóng)業(yè)種植的基礎(chǔ)上，發(fā)展光伏系統(tǒng)。并通過光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電源來發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)又成為一個(gè)新興課題。
[0003]開發(fā)利用太陽能需要建設(shè)太陽能電站，而電站的建設(shè)需要建筑用地；而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要用到電能，用電帶動(dòng)灌溉設(shè)施等，但農(nóng)村電網(wǎng)設(shè)施又跟不上現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的需求；農(nóng)民在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)，用電需要增加支出，減低了農(nóng)民收入。
[0004]因此，需要開發(fā)一種既能有效利用農(nóng)村耕地開發(fā)清潔能源，又能提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，還能增加農(nóng)業(yè)效益的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能有效利用農(nóng)村耕地開發(fā)清潔能源，又能提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平，還能增加農(nóng)業(yè)效益的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，所述光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元包括光伏發(fā)電裝置和農(nóng)業(yè)設(shè)施；所述光伏發(fā)電裝置包括光伏支架、光伏組件、光伏并網(wǎng)設(shè)備和光伏控制設(shè)備，所述光伏支架設(shè)置于農(nóng)作物上方，所述光伏控制設(shè)備控制部分所述光伏組件為所述農(nóng)業(yè)設(shè)施供電，其余所述光伏組件連接于所述光伏并網(wǎng)設(shè)備以接入市電網(wǎng)絡(luò)。
[0008]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述光伏組件設(shè)置在農(nóng)作物上方的一定高度處。
[0009]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述光伏組件設(shè)置在農(nóng)作物上方2.5-3.5米高度處。
[0010]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述農(nóng)業(yè)設(shè)施包括光伏水泵、蓄水設(shè)施和灌溉設(shè)施。
[0011]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述農(nóng)業(yè)設(shè)施還包括殺蟲燈。
[0012]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述殺蟲燈固定在所述光伏支架上。
[0013]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述殺蟲燈具有鋰電池作為蓄電裝置。
[0014]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述光伏支架包括立柱、主梁、次梁和斜支撐。[0015]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述立柱底端通過地錨固定于地面。
[0016]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述地錨為釘入地面的角鋼，所述立柱底端焊接于所述角鋼。
[0017]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述光伏組件的太陽能電池板的陰影面積小于所述光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元所占用耕地總面積的30 %，或?yàn)樗龉夥r(nóng)業(yè)發(fā)電單元所占用耕地總面積的50-80%。
[0018]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述殺蟲燈通過光控或時(shí)控開啟。
[0019]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述殺蟲燈下方設(shè)置有接蟲袋。
[0020]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述殺蟲燈固定于所述立柱。
[0021]本發(fā)明的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，優(yōu)選的，所述殺蟲燈的燈體與所述殺蟲燈的控制器和鋰電池做成一個(gè)整體。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的是一種可以在農(nóng)業(yè)耕地上使用的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，既不會(huì)影響到農(nóng)作物的正常生長，也可以保證小型農(nóng)業(yè)機(jī)械的正常作業(yè)。太陽能電池板被光伏支架固定在距農(nóng)作物2.5米至3.5米的高處形成光伏方陣，其中一部分與市電網(wǎng)絡(luò)連接為電網(wǎng)輸送電量，通過售電所得增加農(nóng)民收入。另一部分則通過控制系統(tǒng)單獨(dú)為農(nóng)業(yè)設(shè)施如水泵、殺蟲燈等提供電源，作為農(nóng)業(yè)設(shè)施的主要能源供應(yīng)。殺蟲燈可以直接固定在光伏支架上并使用鋰電池作為蓄電裝置減少施工費(fèi)用增加使用壽命。光伏支架使用地錨固定，不會(huì)產(chǎn)生任何建筑垃圾。也不需要在耕地上專門為殺蟲燈搭建固定支架。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元的示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元中的光伏并網(wǎng)設(shè)備的示意圖。
[0025]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元中的水泵控制系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元的殺蟲燈的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，包括光伏發(fā)電裝置和農(nóng)業(yè)設(shè)施。其中，光伏發(fā)電裝置包括光伏支架、光伏組件、光伏并網(wǎng)設(shè)備和光伏控制設(shè)備，而本實(shí)施例中，農(nóng)業(yè)設(shè)施包括光伏水泵22、蓄水池23、噴灌設(shè)施或滴灌設(shè)施、以及殺蟲燈32。
[0029]多塊太陽能光伏板組成光伏方陣，其中一部分組成光伏并網(wǎng)方陣41，另一部分組成光伏自用方陣，光伏自用方陣包括但不限于是為光伏水泵22供電的光伏水泵方陣21和為殺蟲燈32供電的光伏殺蟲燈方陣31。
[0030]光伏組件所發(fā)電量，一部分為農(nóng)業(yè)設(shè)施供電，另一部分則接入市電網(wǎng)絡(luò)。其中，光伏控制設(shè)備控制光伏自用方陣的光伏組件為農(nóng)業(yè)設(shè)施供電。
[0031]光伏并網(wǎng)方陣41的光伏組件則連接于光伏并網(wǎng)設(shè)備42以接入市電網(wǎng)絡(luò)，光伏并網(wǎng)方陣41也可稱為光伏并網(wǎng)陣列41。雖然所發(fā)電量有自用和上網(wǎng)的區(qū)別，但兩類光伏組件的設(shè)置位置、角度調(diào)整等方面均相同。
[0032]光伏并網(wǎng)方陣41，將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電的電能，如圖2所示，通過直流匯流箱中的避雷器和直流斷路器并入太陽能并網(wǎng)逆變器，太陽能并網(wǎng)逆變器采用MPPT最大功率點(diǎn)跟蹤，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，從太陽能并網(wǎng)逆變器逆變出的交流電，接入交流斷路器和雙向智能電表并入市電網(wǎng)絡(luò)，雙向智能電表隨時(shí)監(jiān)測發(fā)電及用電數(shù)據(jù)。
[0033]為了保證農(nóng)作物的光照，在設(shè)置光伏組件時(shí)，光伏組件的太陽能電池板的陰影面積通常應(yīng)小于耕地總面積的30%，具體的說是小于光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元所占用耕地總面積的30%，不會(huì)影響到農(nóng)作物的正常生長。若種植作物為黃芪、苜蓿、草莓等對陽光需求較少的植物，還可以增加太陽能電池板的數(shù)量，使陰影面積大于光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元所占用耕地總面積的50%,最聞可以到80%,以提聞發(fā)電量。
[0034]光伏支架包括立柱11、主梁12、次梁13和斜支撐18。光伏支架的主梁12、次梁13、斜支撐18以及立柱11均使用的是熱鍍鋅鋼管，其中主梁11與主梁11之間、12次梁與次梁12之間使用水平扣件15連接，主梁12與次梁13和立柱11之間、次梁13與立柱11之間使用直角扣件17連接，斜支撐18與立柱11、主梁12、次梁13之間使用旋轉(zhuǎn)扣件16連接。光伏組件的太陽能電池板設(shè)置在次梁13上，并具有角度調(diào)整裝置來調(diào)整太陽能電池板的角度，以適應(yīng)早晚和四季光照角度的變化。
[0035]由上可知，光伏支架是通過直角扣件17、水平扣件15和旋轉(zhuǎn)扣件16與熱鍍鋅圓管組裝成為整體框架，并在形成立柱的鋼管底部連接有地錨14。地錨14可以是將角鋼釘入土壤當(dāng)中，立柱11底部與角鋼焊接，但本發(fā)明并不以此為限。因此，本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其光伏支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安裝便捷，并且沒有使用混凝土基礎(chǔ)，不會(huì)產(chǎn)成任何建筑垃圾。
[0036]如圖1所示，光伏組件設(shè)置在農(nóng)作物上方的一定高度處，例如是在農(nóng)作物上方
2.5-3.5米高度處，也即光伏組件的太陽能電池板被光伏支架固定在距農(nóng)作物2.5米至3.5米的高處形成光伏方陣，不會(huì)影響到農(nóng)作物的正常生長，也可以保證小型農(nóng)業(yè)機(jī)械的正常作業(yè)。
[0037]對于農(nóng)業(yè)灌溉，大部分都是以水泵從蓄水裝置(例如蓄水池)或河流中抽取水源然后將水送入灌溉設(shè)施，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植。
[0038]而本實(shí)施例中，光伏水泵方陣21將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電的電能后，如圖3所示的水泵控制系統(tǒng)24，通過直流斷路器進(jìn)入光伏水泵逆變控制器，光伏水泵逆變控制器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，通過交流斷路器連接光伏水泵22，以控制蓄水池23中的光伏水泵22的轉(zhuǎn)速和頻率。如圖1和圖3所示，光伏水泵22通過水流管道25連接農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施26(滴灌或噴灌)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施26的光伏供電。
[0039]為防止蟲害，需安裝殺蟲燈32，殺蟲燈32通常在夜間使用，因此需要對電量進(jìn)行存蓄。在夜間，殺蟲燈32的LED誘蟲燈源點(diǎn)亮后，由于害蟲的向光性，會(huì)吸引害蟲靠近。在害蟲靠近后通過高頻電網(wǎng)將害蟲殺死。
[0040]如圖4所示，殺蟲燈32的能源主要來自內(nèi)置的蓄電裝置，例如鋰電池，而為鋰電池充電的是太陽能。具體原理為光伏殺蟲燈方陣31通過控制器為殺蟲燈的鋰電池進(jìn)行充電，控制器對鋰電池進(jìn)行過充過放以及短路保證，并且可以光控和時(shí)控開啟殺蟲燈32，使黑夜殺蟲燈32可以正常工作。其中，光控開啟，是檢測環(huán)境的光照強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的光照強(qiáng)度以下時(shí)開啟殺蟲燈；而時(shí)控開啟，則是當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的開啟時(shí)間時(shí)開啟殺蟲燈。
[0041]如圖1所示，殺蟲燈32固定在殺蟲燈支架33上，而殺蟲燈支架33固定在光伏支架上，具體的說，是固定在立柱11上，但本發(fā)明不以此為限，也可以固定在主梁12、次梁13和斜拉梁18上。殺蟲燈32下方設(shè)置有接蟲袋。
[0042]殺蟲燈32是利用365±50nm波長紫外光對昆蟲具有激備較強(qiáng)的趨光、趨波、趨色、趨性的特性原理，確定對昆蟲的誘導(dǎo)波長，研制殺蟲燈用光源，利用放電產(chǎn)生的低溫等離子體，紫外光輻射對害蟲間的趨光興奮效應(yīng)，引誘害蟲撲向燈的光源，配置高壓擊殺網(wǎng)，殺死害蟲，使害蟲落下并落入接蟲袋內(nèi)，達(dá)到滅殺害蟲的目的。
[0043]其中，殺蟲燈32的控制器、鋰電池、誘蟲燈源、高頻電網(wǎng)、接蟲袋可做成一個(gè)整體，便于安裝。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，實(shí)現(xiàn)了對耕地的綜合利用，打造全新的綠色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。并入市電網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)方陣可以通過國家政策直接賣電給國家，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。接入農(nóng)業(yè)設(shè)施的光伏水泵方陣可以解決農(nóng)業(yè)設(shè)施用電問題，通過為光伏水泵供電，農(nóng)業(yè)灌溉方式由漫灌改為節(jié)水灌溉，節(jié)省水資源科學(xué)灌溉。將殺蟲燈的控制器、鋰電池、燈體結(jié)構(gòu)做成一個(gè)整體，使殺蟲燈系統(tǒng)更加簡單合理又通過光伏農(nóng)業(yè)支架既解決了殺蟲燈的支撐問題，又為殺蟲燈提供了穩(wěn)定持久的電源。
[0045]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動(dòng)與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元包括光伏發(fā)電裝置和農(nóng)業(yè)設(shè)施； 所述光伏發(fā)電裝置包括光伏支架、光伏組件、光伏并網(wǎng)設(shè)備和光伏控制設(shè)備，所述光伏支架設(shè)置于農(nóng)作物上方，所述光伏控制設(shè)備控制部分所述光伏組件為所述農(nóng)業(yè)設(shè)施供電，其余所述光伏組件連接于所述光伏并網(wǎng)設(shè)備以接入市電網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述光伏組件設(shè)置在農(nóng)作物上方的一定高度處。
3.如權(quán)利要求2所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述光伏組件設(shè)置在農(nóng)作物上方2.5-3.5米高度處。
4.如權(quán)利要求1所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述農(nóng)業(yè)設(shè)施包括光伏水泵、蓄水設(shè)施和灌溉設(shè)施。
5.如權(quán)利要求4所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述農(nóng)業(yè)設(shè)施還包括殺蟲燈。
6.如權(quán)利要求5所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述殺蟲燈具有鋰電池作為蓄電裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述光伏支架的立柱底端通過地錨固定于地面，所述殺蟲燈固定于所述立柱。
8.如權(quán)利要求1所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述光伏組件的太陽能電池板的陰影面積小于所述光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元所占用耕地總面積的30%，或大于所述光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元所占用耕地總面積的50%。
9.如權(quán)利要求5所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述殺蟲燈通過光控或時(shí)控開啟。
10.如權(quán)利要求9所述的光伏農(nóng)業(yè)發(fā)電單元，其特征在于，所述殺蟲燈的燈體與所述殺蟲燈的控制器和鋰電池做成一個(gè)整體。
【文檔編號(hào)】H02S10/00GK103973204SQ201410210339
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】陳小鋼, 艾方, 孫偉龍, 郭靖, 趙雄 申請人:內(nèi)蒙古科盛太陽能科技有限責(zé)任公司