用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光伏發(fā)電領(lǐng)域技術(shù)，特別是一種用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的光伏組件的安裝方式主要分為固定式、平單軸、斜單軸和雙軸方式。固定式的優(yōu)勢在于成本低廉，但缺點是光照利用率較低。跟蹤式的優(yōu)勢在于光照利用率高，而成本也高，其利用率成本為雙軸> 斜單軸 > 平單軸。雙軸跟蹤方式由于機械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，可靠性較低，目前很少使用;隨著技術(shù)進步和成本逐漸降低，平單軸和斜單軸的使用逐漸增多。
[0003]平單軸與斜單軸的區(qū)別在于斜單軸北側(cè)支架高于南側(cè)支架，使得安裝在其上的整個光伏電池組件面向南傾斜，有利于更好的接收太陽輻射。但當(dāng)整個支架南北方向較長時，斜單軸北側(cè)的支架會很高，從而導(dǎo)致成本上升。
[0004]目前將農(nóng)業(yè)溫室與光伏發(fā)電結(jié)合的方式主要為固定式安裝方式，即把光伏電池組件固定在農(nóng)業(yè)溫室南側(cè)的坡屋面上，光伏電池組件不可鋪滿整個坡屋面，需根據(jù)種植作物的需求留出一定縫隙滿足溫室內(nèi)農(nóng)作物的光照要求。
[0005]固定安裝式農(nóng)業(yè)溫室主要有以下幾個缺點。
[0006]1.固定安裝方式本身光照利用率就較低，而在我國北方地區(qū)光伏電池組件固定式安裝的最佳傾角一般在30°以上，而溫室的坡屋面角度一般達不到該角度，因此光伏電池組件只能以非最佳傾角安裝，進一步降低了其光照的利用率。
[0007]2.固定安裝方式一般緊貼溫室頂部玻璃安裝，其與玻璃之間的空隙較小，散熱不良，使得光伏電池組件的工作溫度升高，組件輸出功率與溫度成反比關(guān)系，溫度越高則輸出功率越低。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型所解決的技術(shù)問題即在提供一種用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置。
[0009]本實用新型所采用的技術(shù)手段如下所述。
[0010]—種用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置，于溫室頂部南側(cè)坡屋面安裝斜單軸跟蹤裝置，其包含設(shè)于溫室坡屋面底部的南側(cè)支架和設(shè)于坡屋面頂部的北側(cè)支架，和可旋轉(zhuǎn)的架設(shè)于南、北兩側(cè)支架之間的若干斜單軸，相鄰的斜單軸間具有第一間隔距離，每個斜單軸上固定有光伏電池組件，北側(cè)支架上設(shè)有控制斜單軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置，相鄰傳動裝置通過蝸桿相連，還包含帶動蝸桿轉(zhuǎn)動的I個或多個驅(qū)動裝置。所述光伏電池組件與坡屋面具有與南、北側(cè)支架高度相同的第二間隔距離。
[0011 ]本實用新型所產(chǎn)生的有益效果如下。
[0012]1.提高太陽輻射接收量。斜單軸跟蹤方式由于每天跟蹤太陽的方位角和高度角，因此能夠接收到更多的太陽輻射量。此外相對于平單軸、斜單軸向南有一定的傾角，更進一步提高的輻射的接收量，從而提升了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。
[0013]2.降低光伏電池組件運行溫度。普通固定式光伏農(nóng)業(yè)溫室的光伏電池組件緊貼屋面安裝，其背部的散熱不良導(dǎo)致組件工作溫度升高，光電轉(zhuǎn)換效率下降。本實用新型的組件和屋面之間有一定距離，這部分空間還可有利于通風(fēng)散熱，降低組件運行溫度，從而提升發(fā)電量，同時還滿足了斜單軸旋轉(zhuǎn)的需求。
[0014]3.降低了斜單軸的成本。本實用新型利用了農(nóng)業(yè)溫室的南側(cè)坡屋面，形成斜單軸的南向傾斜角，避免了斜單軸北側(cè)支架過高而造成的造價提升，有效的控制了整套系統(tǒng)的成本。
[0015]4.農(nóng)業(yè)溫室屋面利用率高。固定式光伏農(nóng)業(yè)溫室光伏組件間的間隔空間僅為了農(nóng)業(yè)溫室內(nèi)的作物光照需求。斜單軸跟蹤方式本身即要求每組旋轉(zhuǎn)的組件東西方向上有一定的間隔，以避免早、晚時組件之間的陰影相互遮擋，因此對于斜單軸方式，其組件間的間隔間距本身跟蹤系統(tǒng)需求和農(nóng)業(yè)溫室內(nèi)作物光照需求兩個功能，提高了農(nóng)業(yè)溫室屋面的利用率。在東西向間距L相同的情況下，午間時固定式和斜單軸式透光率接近，而早晚時斜單軸直射光透光率低于固定式、散射光透光率高于固定式?？筛鶕?jù)當(dāng)?shù)厝照諚l件和作物需求的光照強度、直散比例和光照時間等需求調(diào)整斜單軸的東西間距UL增大后午間時斜單軸的透光率可高于固定式，早晚時直射光透過率也有所提升，散射光透光率仍高于固定式，可提供更好的光照條件，此外L增大也可提高一定發(fā)電量。
【附圖說明】
[0016]圖1為可應(yīng)用本實用新型的農(nóng)業(yè)溫室的示意圖。
[0017]圖2為本實用新型斜單軸跟蹤裝置的側(cè)截面示意圖。
[0018]圖3為本實用新型斜單軸跟蹤裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本實用新型斜單軸跟蹤裝置的俯視結(jié)構(gòu)局部放大示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型的一種用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置，可應(yīng)用于如圖1所示的屋頂為坡屋面的農(nóng)業(yè)溫室。
[0021]可于圖1及圖2所示的溫室頂部南側(cè)坡屋面I安裝斜單軸跟蹤裝置，其包含設(shè)于溫室南側(cè)坡屋面底部的南側(cè)支架2和設(shè)于坡屋面頂部的北側(cè)支架2。
[0022]結(jié)合圖2至圖4所示，還包含可旋轉(zhuǎn)的架設(shè)于南、北兩側(cè)支架之間的若干斜單軸5，相鄰的斜單軸5間具有第一間隔距離L，每個斜單軸5上固定有光伏電池組件4，所述若干斜單軸5可采用平行設(shè)置。所述北側(cè)支架3上設(shè)有控制斜單軸5旋轉(zhuǎn)的傳動裝置，該傳動裝置可安裝于北側(cè)支架3的外部，或者如圖2所示的實施例，安裝于北側(cè)支架3的內(nèi)部，相鄰傳動裝置通過蝸桿7相連，還包含帶動蝸桿7轉(zhuǎn)動的I個或多個驅(qū)動裝置8。
[0023]光伏電池組件4與南側(cè)坡屋面具有與南、北側(cè)支架高度相同的第二間隔距離H。該第二間隔距離H根據(jù)固定在其上的光伏電池組件尺寸確定，需滿足光伏電池組件的旋轉(zhuǎn)要求，光伏電池組件和屋面之間的該第二間隔距離H，這部分空間有利于通風(fēng)散熱，可增強組件背部的散熱效率，有效降低組件運行溫度，提高光電轉(zhuǎn)換效率，從而提升發(fā)電量。
[0024]驅(qū)動裝置8帶動蝸桿7旋轉(zhuǎn)，蝸桿7帶動傳動裝置給予斜單軸旋轉(zhuǎn)的動力，從而帶動固定在蝸桿7上的光伏電池組件4旋轉(zhuǎn)，以跟蹤太陽的方位角和高度角。蝸桿7與每一組斜單軸5連接，實現(xiàn)各組斜單軸5的同步旋轉(zhuǎn)。
[0025]如圖3所示，為避免旋轉(zhuǎn)的斜單軸5之間產(chǎn)生陰影遮擋，同時也為了保證農(nóng)業(yè)溫室的光照需求，相鄰間的光伏電池組件之間具有第一間隔距離L，該L是相鄰斜單軸5之間的間隔，其第一間隔距離L主要根據(jù)農(nóng)業(yè)溫室內(nèi)作物的光照需求及避免相鄰光伏電池組件造成遮擋的寬度要求確定。
【主權(quán)項】
1.一種用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置，其特征在于，于溫室頂部南側(cè)坡屋面安裝斜單軸跟蹤裝置，其包含: 設(shè)于溫室坡屋面底部的南側(cè)支架和設(shè)于坡屋面頂部的北側(cè)支架； 可旋轉(zhuǎn)的架設(shè)于南、北兩側(cè)支架之間的若干斜單軸，相鄰的斜單軸間具有第一間隔距離，每個斜單軸上固定有光伏電池組件，所述北側(cè)支架上設(shè)有控制斜單軸旋轉(zhuǎn)的傳動裝置，相鄰傳動裝置通過蝸桿相連，還包含帶動蝸桿轉(zhuǎn)動的I個或多個驅(qū)動裝置； 所述光伏電池組件與坡屋面具有與南、北側(cè)支架高度相同的第二間隔距離。
【專利摘要】本實用新型的用于農(nóng)業(yè)溫室的斜單軸跟蹤式光伏發(fā)電裝置，于溫室頂部南側(cè)坡屋面安裝斜單軸跟蹤裝置，其包含設(shè)于溫室坡屋面底部的南側(cè)支架和設(shè)于坡屋面頂部的北側(cè)支架，還包含可旋轉(zhuǎn)的架設(shè)于南、北兩側(cè)支架之間的若干斜單軸，相鄰的斜單軸間具有第一間隔距離，每個斜單軸上固定有光伏電池組件，每個斜單軸通過傳動裝置、蝸桿、1個或多個驅(qū)動裝置控制光伏電池組件的旋轉(zhuǎn)，本實用新型將斜單軸跟蹤裝置與農(nóng)業(yè)溫室的坡屋頂結(jié)合，接收到更多太陽輻射，提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，降低整套系統(tǒng)的成本，同時滿足光伏發(fā)電及農(nóng)作物對日光的需求。
【IPC分類】H02S20/32
【公開號】CN205142105
【申請?zhí)枴緾N201521006522
【發(fā)明人】楊威, 魏春嶺, 田景奎, 張瑋, 張純崗, 柳典, 康雅蘭, 邱梅, 陳希, 高宏偉, 邸亮, 崔娟娟, 謝敏, 辛蕾, 邵慶, 徐碩, 陳偉奇, 張伶俐, 郭玉敏, 陳曉勇, 呂貝, 孫培, 任要中, 舒吉龍, 劉銳, 王丹, 季揚
【申請人】中國電力工程顧問集團華北電力設(shè)計院有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月8日