[發明專利]基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱

有效

• 申請號: 201210525661.7
• 申請日: 2012-12-08
• 公開（公告）號: CN103026983A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 朱銀鋒;王波;王博;邵光耀;劉乾乾;沈利杰;張元星;王凡;徐明
• 申請（專利權）人: 安徽建筑工業學院
• 主分類號: A01K41/02
• 分類號: A01K41/02;A01K41/04;F24J2/04;H02J7/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及用于家禽與鳥類孵化的太陽能孵化箱，具體涉及一種基于光-熱轉換和光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱。

背景技術

為了應對全球所面臨的能源危機、減少不可再生能源的消耗，促進人類社會的可持續發展，近年來世界上許多國家開展了太陽能熱水器、太陽能光伏發電、太陽能光-熱發電等研究，太陽能集熱和太陽能光伏發電的研究相對成熟，目前已得到廣泛的應用。由于水的熱容較大，以光-熱轉換效率較高的太陽能集熱技術實現太陽能的轉換，將光-熱轉換得到的熱水作為孵化箱加熱的介質。在熱水溫度不足于維持孵化溫度的情況下，光伏發電系統產生的電能作為孵化箱內部制熱的互補熱源，由于光伏發電控制系統采用了待機控制算法以及手動控制開關，因此能夠以較低的功率消耗、較低的控制成本和較高的可靠性實現太陽能跟蹤發電，并能夠保證整個太陽能孵化箱系統長期穩定運行。太陽能光伏發電系統中的儲能蓄電池不僅能夠滿足控制系統對電能的需求，還能在熱水制熱能力不足的情況下提供互補。

常用孵化箱通常使用煤、石油、天然氣以及木材等燃料維持孵化箱內部所需的溫度，與常用的孵化箱有所不同，本發明采用太陽能集熱和太陽能光伏發電相結合的方法維持孵化箱內部所需的溫度，但目前在這方面并沒有可靠、成熟的研究成果可以用來指導工程應用，因此，開展基于太陽能集熱和太陽能光伏發電的孵化箱研制具有重要的現實意義和實用價值。?

為了實現低成本、高效率的太陽能光伏發電，本發明在現有太陽能跟蹤發電裝置的基礎上進行了進一步的發展，開發了由上位單片機和下位單片機構成的低功耗、低成本和高可靠性的主從式控制系統，能夠完成太陽能光伏發電電能儲存、孵化箱內部的溫度、濕度智能控制，在國內相關研究領域中，難以找出完全依靠太陽能實現孵化工作的裝置，本發明針對這一難題提供了解決方案。

發明內容

本發明提供了一種基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱。

本發明的技術方案如下：

基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱，包括有孵化箱，孵化箱中設有孵化槽，其特征在于：還包括有太陽能集熱裝置、光伏發電系統、儲電與控制系統；所述孵化箱中設有電加熱器、金屬換熱器、風扇、溫度傳感器、濕度傳感器、加濕器；所述太陽能集熱裝置包括有支架、安裝在支架上的若干太陽能集熱管和水箱；所述光伏發電系統包括有太陽能電池板、金屬托架、定位支架，太陽能電池板安裝在金屬托架上，金屬托架的背面設有兩個對稱的掛耳，定位支架呈倒U型且固定在水平底板上，水平底板上還固定有步進電機，步進電機連接到蝸輪蝸桿組件的動力輸入端，定位支架的頂部中間開有軸承座并設有滾動軸承，定位支架的頂部位于滾動軸承的兩側分別置有一個行程開關，滾動軸承中安裝有垂直轉動軸，垂直轉動軸的上部的側壁上安裝有一個水平桿，水平桿可觸碰到行程開關，垂直轉動軸的下端貫穿定位支架連接到蝸輪蝸桿組件的動力輸出端，垂直轉動軸的上端沿徑向開有一個通孔，垂直轉動軸的上端伸至金屬托架的兩個掛耳之間通過手動調節機構固定；所述儲電與控制系統包括有蓄電池、控制模塊；所述金屬換熱器的進水端通過雙層真空杜瓦管與太陽能集熱裝置的水箱的出水端連接，金屬換熱器的出水端通過雙層真空杜瓦管與太陽能集熱裝置的水箱的進水端連接，金屬換熱器的出水端與太陽能集熱裝置的水箱之間的雙層真空杜瓦管上設有電磁閥和循環泵；太陽能電池板的電源引出線接入控制模塊，控制模塊與蓄電池連接，蓄電池與電加熱器連接，電加熱器與蓄電池之間連接有電磁繼電器，控制模塊還與步進電機、電磁繼電器、電磁閥、循環泵、加濕器、風扇控制連接，溫度傳感器、濕度傳感器通過總線接入控制模塊。

所述的基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱，其特征在于：所述杜瓦管采用雙層真空杜瓦管，減小了熱水流動過程中的熱量損失。

所述的基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱，其特征在于：所述光伏發電控制系統采用了待機算法，節省了控制系統的電能消耗。

所述的基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱，其特征在于：所述兩個行程開關分別置于太陽能電池板轉動的起始位置和復位基準位置，太陽能電池板在行程開關、轉動裝置和控制模塊的作用下可在白天的設定時間內實現太陽能跟蹤。

所述的基于光-熱轉換與光伏發電、儲電系統的太陽能孵化箱，其特征在于：所述控制模塊包括有基于上位機和下位機的單片機主從控制系統，從而簡化了控制電路并提高了控制系統的可靠性。