[發明專利]一種日光溫室太陽能光伏發電利用裝置及方法

有效

• 申請號: 201210187520.9
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102715046A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王新忠;孔鵬飛;閆潤;王為路;孫迎龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01G9/26
• 分類號: A01G9/26;H02N6/00;H02J7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及溫室太陽能利用技術領域，尤其是涉及一種日光溫室太陽能光伏發電利用方法及裝置。

背景技術

目前，在我國的北方地區，尤其是在北緯35°到45°之間的地區，日光溫室是最主要的農業生產設施。日光溫室作為我國北方常用的溫室結構形式，其在溫室內環境的調控和太陽能的利用方面存在優勢但也有一定的缺陷。我國現有的日光溫室結構形式相比于普通的單棟圓拱型溫室一個很大的區別在于，日光溫室有一個被設計專門用來儲存熱量的后立墻。但是在溫室的日常生產過程中，尤其是在白天天氣晴朗的條件下，由于溫室后墻建設材料自身儲熱能力的限制，并不能無限制地吸收照射到其表面的太陽能，因而在白天照射到日光溫室后立墻垂直面上的太陽能，有很大一部分被反射和散射到外部空間中，這部分被反射和散射的太陽能，在溫室的生產過程中，既沒有被溫室儲熱裝置吸收，也沒有有效地直接參加溫室內植物的光合作用，并未得到合理的利用。同時日光溫室較高的后立墻的存在也阻擋了后側建筑的光照，因而也降低了太陽能單位面積的利用率。反射和散射到日光溫室外部空間的太陽能降低了溫室太陽能綜合利用，造成了太陽能資源的浪費。

中國專利CN201536524U介紹了一種多功能太陽能光伏溫室，該多功能太陽能光伏溫室在外觀形狀上與日光溫室類似，在溫室的屋頂設置可透光的光伏電池組件，雖然能夠在一定程度上實現對太陽能的綜合利用，但是光伏電池組件自身透光性能較差，將光伏電池組件安裝在溫室屋頂直接影響溫室內部光照強度的分布，尤其是在陰天外界光照強度較低的情況下，溫室內的光照條件無法滿足作物的生長。雖然光伏電池組件生成的電能可以用來人工照明，但是能量經過多次轉換反而降低了其利用效率。

發明內容

本發明的目的是針對現有日光溫室自身的結構特點，為提高日光溫室綜合效益而提供一種日光溫室太陽能光伏發電利用裝置和方法，在保證溫室內作物生長過程中正常獲取光照的情況下，同時進行太陽能發電，提高日光溫室太陽能的綜合利用率，進而有效降低溫室生產成本。

本發明日光溫室太陽能光伏發電利用裝置采用的技術方案是：多個與溫室后立墻垂直面相平行的太陽能光伏發電玻璃或薄膜通過定位夾具間隔排列固定連接固定框架，固定框架是由一個上水平支架、一個下水平支架和兩個豎直支架組成的方形結構；水平支撐件水平設置，水平支撐件前端通過U型卡槽連接固定框架上端，水平支撐件后端通過金屬墊板固定連接溫室后立墻垂直面；豎向支撐件上端通過U型卡槽固定連接固定框架，豎向支撐件下端通過金屬墊板垂直固定連接日光溫室地面；多個太陽能光伏發電玻璃或薄膜與電線連接構成并聯電路，電線與蓄電池連接，蓄電池再連接溫室生產和管理設備。

本發明日光溫室太陽能光伏發電利用裝置的利用方法采用的技術方案是包括如下步驟：（1）確定日光溫室前后跨度B，溫室后立墻垂直面的高度H，溫室左右開間總寬度L；確定后立墻的平均吸熱系數α，根據跨度B確定太陽能光伏發電玻璃或薄膜與溫室后立墻垂直面的距離d；（2）選取高度h1、寬度l1和輻射透過率β的太陽能光伏發電玻璃或薄膜，確定太陽能光伏發電玻璃或薄膜距離溫室左右兩側墻的距離l和距離溫室地面的高度h；（3）根據公式???????????????????????????????????????????????，，確定太陽能光伏發電玻璃或薄膜的安裝個數n和每兩個太陽能光伏發電玻璃或薄膜之間的間距l2。

本發明的有益效果是：

1、本發明裝置利用光伏轉換技術將照射到日光溫室后立墻垂直面的部分太陽能轉化為電能，太陽能光伏發電元件在發電的過程中對照射到日光溫室種植區域的光照不存在影響，提高了溫室單位面積內太陽光的利用率，保證了種植作物能夠正常獲取光照，用于日光溫室照明補光等生產和管理環節。

2、利用本發明裝置生成的電能，可以為日光溫室內的生產設施提供能源支持，減少能耗和溫室運營生產成本，提高經濟效益。

3、本發明裝置安裝簡單，除太陽能光伏發電元件和蓄電池外，各主要構件均為鋁合金型材或者鍍鋅鋼材，取材簡便易加工；同時各個構件之間采用螺栓連接，方便安裝、拆卸和維護。

4、本發明裝置在利用時，可根據日光溫室的自身建設規格選取不同尺寸的配件自由組合，自由安裝，布設方便，具有很強的靈活性和適應性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明：

圖1是本發明裝置結構主視圖；