[發(fā)明專利]利用重力勢能實(shí)現(xiàn)單軸追蹤的綜合農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110650191.6
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113311894A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭佳楠;陳方才;張昕昱;劉文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 謝中用

本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，公開了一種利用重力勢能實(shí)現(xiàn)單軸追蹤的綜合農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)，包括至少一個(gè)蓄水塔，用于儲(chǔ)存由光伏水泵抽取的地下水；光伏水泵，用于抽取地下水并儲(chǔ)存在蓄水塔中；光伏模塊，包括豎立在地面上的立柱、以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置在立柱上端的支架、與支架固定連接且用于為光伏水泵和電網(wǎng)供電的太陽能板、分別設(shè)置在太陽能板兩側(cè)的第一水箱和第二水箱，以及溝槽型勻光玻璃板；所述第一水箱和第二水箱與蓄水塔連通；分布式重力滴灌模塊，與第一水箱和第二水箱連通并以滴灌方式灌溉光伏模塊下方的農(nóng)作物；通過改變第一水箱、第二水箱內(nèi)的水量比例來改變太陽能板的傾角，使太陽能板所在平面始終正對太陽光入射方向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏領(lǐng)域，具體涉及一種利用重力勢能實(shí)現(xiàn)單軸追蹤的綜合農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)。

背景技術(shù)

(1)單軸光伏系統(tǒng)成本高，難以普及：單軸追蹤光伏系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)跟蹤太陽，使太陽光直射太陽能板，從而增加太陽能板接收到的太陽輻射量，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體發(fā)電量。現(xiàn)有的單軸追蹤光伏系統(tǒng)依賴回轉(zhuǎn)減速器或電機(jī)驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，初期建設(shè)投入成本高，穩(wěn)定性差，后期維護(hù)成本高，且實(shí)現(xiàn)單軸追蹤需要耗費(fèi)電能。

(2)農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重，水資源利用率低：中國農(nóng)業(yè)用水量占2019年全年用水總量的61.2％，農(nóng)業(yè)耗水量占全國耗水總量的74.6％，耗水率64.8％，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.559，水資源利用率低，且浪費(fèi)嚴(yán)重；此數(shù)據(jù)詳見水利部發(fā)布的《2019年中國水資源公報(bào)》，滴灌可以將水資源利用率提高到近95％，能夠節(jié)約水資源。

(3)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率低，需要科技創(chuàng)新賦能：中國農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率發(fā)展遲緩且遠(yuǎn)低于高收入國家和發(fā)達(dá)國家，約為美國和日本的1％，需要高科技的賦能，以提高生產(chǎn)力。農(nóng)業(yè)光伏是將農(nóng)業(yè)與新能源結(jié)合的重要方式，但當(dāng)前的主要方式造成了嚴(yán)重的農(nóng)作物生長與光伏發(fā)電爭光，使農(nóng)作物減產(chǎn)嚴(yán)重，因此國家立刻出臺(tái)文件禁止光伏用地侵占農(nóng)業(yè)用地，保證基本耕地健康發(fā)展。

本發(fā)明提供一種利用重力勢能實(shí)現(xiàn)單軸追蹤的綜合農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)，同時(shí)解決了以上三個(gè)棘手問題，相比于其他常見的農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)，溝槽型勻光玻璃板的引入使農(nóng)作物不減產(chǎn)，利用滴灌灌溉的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光伏的單軸追蹤，進(jìn)一步提高了10％～20％的發(fā)電量，將農(nóng)業(yè)灌溉用水的利用率提升到95％，高效節(jié)水，此外單軸追蹤和滴灌的實(shí)現(xiàn)無需消耗電網(wǎng)中的電力，結(jié)構(gòu)簡單，能源自持。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用重力勢能實(shí)現(xiàn)單軸追蹤的綜合農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種利用重力勢能實(shí)現(xiàn)單軸追蹤的綜合農(nóng)業(yè)光伏系統(tǒng)，能夠在僅依靠太陽能的情況下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，包括，

至少一個(gè)蓄水塔，用于儲(chǔ)存由光伏水泵抽取的地下水；

光伏水泵，用于抽取地下水并儲(chǔ)存在蓄水塔中；

光伏模塊，包括豎立在地面上的立柱、以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式設(shè)置在立柱上端的支架、與支架固定連接且用于為光伏水泵和電網(wǎng)供電的太陽能板、分別設(shè)置在太陽能板兩側(cè)的第一水箱和第二水箱，以及能夠?qū)⑷肷涞奶柟饩鶆蚍稚⒌睫r(nóng)作物表面的溝槽型勻光玻璃板；所述第一水箱和第二水箱與蓄水塔連通；

分布式重力滴灌模塊，設(shè)置在光伏模塊下方，與第一水箱和第二水箱連通并以滴灌方式灌溉光伏模塊下方的農(nóng)作物；

通過改變第一水箱、第二水箱內(nèi)的水量比例來改變太陽能板的傾角，使太陽能板所在平面始終正對太陽光入射方向。

進(jìn)一步地，所述太陽能板與溝槽型勻光玻璃板共平面固定連接，且位于溝槽型勻光玻璃板兩側(cè)。

進(jìn)一步地，包括與蓄水塔連通且位于太陽能板、溝槽型勻光玻璃板表面的排水孔；所述排水孔內(nèi)排出的水能夠清除太陽能板、溝槽型勻光玻璃板表面的灰塵。