農(nóng)地軌基可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)地軌基可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 安裝光伏電池板利用太陽(yáng)能發(fā)電有一個(gè)安裝場(chǎng)地問(wèn)題。譬如，浙江省2012年用電 量3.211 *1〇11千瓦時(shí)。如果該些電依靠光伏發(fā)電，W年發(fā)電1600小時(shí)、平均曝射量700w/ rif、發(fā)電效率0. 18、逆變效率0. 80計(jì)，該些光伏電池板的安裝占地面積 S=3. 211 (1600*700*0. 18*0. 80/1000)=3. 211 *1〇1"^/191520 >1.99*1〇9 (nf) =19. 9萬(wàn)公頃……蛋 該約相當(dāng)于浙江全省耕地面積208. 17萬(wàn)公頃的9. 56%。
[0003] 在我國(guó)許多沙漠地區(qū)設(shè)置光伏發(fā)電系統(tǒng)可W解決光伏發(fā)電系統(tǒng)的占地問(wèn)題，但卻 產(chǎn)生長(zhǎng)途輸變電的問(wèn)題W及沙漠不適合現(xiàn)場(chǎng)工作人員生活的問(wèn)題。還有，相對(duì)而言，分布式 發(fā)電站點(diǎn)的能源安全性要高許多。
[0004] 因此，我們?cè)噲D提出一種非固定安裝于農(nóng)地上方的光伏系統(tǒng)，令光伏發(fā)電板在農(nóng) 作物上方來(lái)回移動(dòng)W期在利用太陽(yáng)能發(fā)電的同時(shí)減少對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是要提供農(nóng)地軌基可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案： 在農(nóng)地上方設(shè)置光伏電池板。為避免光伏電池板長(zhǎng)久遮光影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，令光伏電 池板不斷來(lái)回移動(dòng)使得由于使用光伏電池板帶來(lái)的效益大于或者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遮光引起的可 能的不利影響。
[0007] 所述可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏發(fā)電板遮蓋住農(nóng)作物上直射太陽(yáng)光的現(xiàn)象稱為 遮光；在一個(gè)所述來(lái)回移動(dòng)周期中的對(duì)農(nóng)作物所有的遮光時(shí)間與來(lái)回移動(dòng)周期的比值稱為 遮光系數(shù)。本發(fā)明優(yōu)選遮光系數(shù)范圍包括1%至40%;進(jìn)一步優(yōu)選范圍8%至14%。所述實(shí) 際狀況包括；1)在直射光的份量小于漫射光的份量60%連續(xù)3分鐘時(shí)，可W暫停或者停止 光伏電池板的來(lái)回移動(dòng)；2)在所述農(nóng)作物對(duì)直射光不敏感譬如已經(jīng)成熟等待收摘狀態(tài)情況 下，可W減慢停止光伏電池板的持續(xù)來(lái)回移動(dòng)。
[0008] 還可W在底盤(pán)上采用附加的可W增加遮光的曬板。曬板可W用于瞭曬棉花谷物W 及曬鹽；當(dāng)適當(dāng)?shù)恼诠庥兄谵r(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)，采用曬板幫助遮光。
[0009] 在農(nóng)地中建設(shè)可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的生物學(xué)根據(jù)包括： 1) 光合作用在太陽(yáng)光的強(qiáng)度范圍內(nèi)，并不總與太陽(yáng)光強(qiáng)度成正比，當(dāng)太陽(yáng)光強(qiáng)度很高 時(shí)，即使有一定程度的遮擋物，農(nóng)作物仍然可W依靠強(qiáng)度足夠高的漫射光正常進(jìn)行光合作 用；譬如受到南北向樹(shù)木帶遮光的稻田里的稻谷與不受遮光的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量幾乎一樣； 2) 在某些溫度過(guò)高的情況下植物光合作用明顯減緩或者停滯，此時(shí)，遮光可W通過(guò)降 低溫度幫助植物加速光合作用，因?yàn)檎诠獠荒軌蛲耆诒温涔舛涔獾膹?qiáng)度最高可達(dá) 140瓦/平方米W上、其有效的光譜分量仍可W有效地用于光合作用。
[0010] 設(shè)計(jì)制造并在農(nóng)地中安裝田軌 包括單根田軌和一組兩條平行雙田軌、專口制作并按照要求布置的田軌和其它非標(biāo)準(zhǔn) 田軌；其形式和材質(zhì)包括鋼筋混凝±田軌、型鋼鋼管田軌和型鋼鋼管結(jié)構(gòu)體田軌；所述型 鋼鋼管田軌或者型鋼鋼管結(jié)構(gòu)體田軌包括但不限于熱搪鉛的型鋼鋼管田軌或者熱搪鉛的 型鋼鋼管結(jié)構(gòu)體田軌。平行雙田軌的兩根軌道平行雙布晉伯巧形式巧材質(zhì)巧^不同。 采用與梯田巧一體制作的田軌。田軌的布置方式包括將一根根田軌軌道串接增加長(zhǎng)度和設(shè) 置多組各組相互平行雙每組兩條的田軌。所述田軌含有一個(gè)W上負(fù)載接觸面，包括取位于 平行雙田軌頂部的負(fù)載接觸面和位于田軌側(cè)面或者下部的負(fù)載接觸面兩個(gè)負(fù)載接觸面的 形式。所述柱粧包括但不限于外表面帶螺紋的水泥粧柱、管壁內(nèi)外均帶螺紋的水泥管柱、現(xiàn) 場(chǎng)德注的水泥粧柱W及樹(shù)粧。田軌表面可W承重并長(zhǎng)期行駛各種帶輪狀物的機(jī)械設(shè)備。
[0011] 還可W令田軌含有沿田軌軸也線布置的管道。
[0012] 還可W令田軌含有嵌入安裝或者附加安裝的流體管道及其與外界連通的輸入輸 出端口；通過(guò)向所述流體管道的輸入輸出端口可W實(shí)施對(duì)農(nóng)地的灌觀和排潰。
[0013] 設(shè)計(jì)制造并在農(nóng)地中安裝旁站電力線 包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)部的電力線線芯，所述線芯包括取H相四線四根線芯的形式； 所述旁站電力線由電桿支撐設(shè)置于田軌旁，所述殼體含有一個(gè)豁槽；所述電力線含有連續(xù) 光滑的裸露表面；所述豁槽和電氣連接界面與殼體等長(zhǎng)。外界的電氣連接界面通過(guò)所述豁 槽與所述裸露表面電氣連接實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)中的電力交換。
[0014] 還可W在旁站電力線殼體內(nèi)增加嵌入低壓直流電源線和信號(hào)線；所述殼體豁槽帶 有橡膠密封蓋。
[0015] 還可W令旁站電力線的殼體為導(dǎo)電材料制作、與大地電氣絕緣并與一個(gè)電圍欄電 源電氣連接，用作電圍欄防止獸害和限制牲畜活動(dòng)范圍。
[0016] 建設(shè)和改造帶田軌的農(nóng)地 使之更加適合軌基可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行；所述農(nóng)地的形式包括各種生長(zhǎng)植物的地 表，譬如水田、水德地、旱地、梯田、坡地、丘陵地帶、荒地、山地和單層大棚；所述建設(shè)和改造 包括連片成方、建設(shè)梯田巧橫平豎直的梯田，在農(nóng)地中設(shè)置田軌和沿田軌布置的旁站電力 線、將既有的梯田巧改造成可W行駛軌基可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的田軌并設(shè)置沿田軌布置的 電桿和旁站電力線。
[0017] 所述田軌包括單根田軌和一組兩條平行雙布置的田軌，所述田軌可W相互銜接或 者鏈接包括作田際鏈接并使其總長(zhǎng)度超過(guò)100米；所述銜接或者鏈接包括相鄰的兩根田軌 相互之間作帶有伸縮縫的同也銜接；平行雙田軌筆直或者彎曲或者，呈螺旋狀綿延布置于 梯田或者山坡上并且沿前進(jìn)方向帶坡度；平行雙田軌呈東西向布置或者呈其它方向布置； 田軌含有與設(shè)置于農(nóng)地中的墊塊和粧柱的安裝界面并具有平直、連續(xù)和光滑的負(fù)荷表面； 所述田軌布置于固定或者非固定的地基上；所述固定地基包括巧實(shí)的±地或者由其它材料 構(gòu)成的基礎(chǔ)；非固定地基包括與田軌牽連的塊狀物；所述一組兩條的兩條田軌之間的平行 雙度誤差小于30毫米。
[0018] 設(shè)計(jì)制造基于田軌的軌基可移動(dòng)光伏發(fā)電系統(tǒng) 包括光伏電池板、安裝有兩排輪組總成的底盤(pán)、太陽(yáng)光跟蹤裝置、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制裝 置、通訊模塊、衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊、監(jiān)控器、與田軌一起布置的旁站電力線和將光伏電池板 或者逆變器的輸出界面與旁站電力線電氣連接的可移動(dòng)電氣連接界面；輪組總成包括含有 一個(gè)W上滾輪的輪組、輪組驅(qū)動(dòng)裝置和輪組轉(zhuǎn)向控制裝置；有時(shí)采用前后布置兩個(gè)W上滾 輪組成一個(gè)輪組可W改善輪組負(fù)荷對(duì)田軌的重力傳遞工況；輪組驅(qū)動(dòng)裝置可W多個(gè)輪組總 成只設(shè)置一個(gè)也可W每個(gè)輪組總成都設(shè)置一個(gè)或者每個(gè)滾輪都設(shè)置一個(gè)；輪組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包 括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器并與滾輪傳動(dòng)連接；底盤(pán)應(yīng)避免碰到農(nóng)地中的農(nóng)作物；旁站電力線連 接外界電力網(wǎng)，令所述輪組總成、太陽(yáng)光跟蹤裝置、通訊模塊、衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊、監(jiān)控器和 可移動(dòng)電氣連接界面通過(guò)接口電路與主控計(jì)算機(jī)信號(hào)連接，使所述輪組總成和光伏電池板 的狀態(tài)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的相關(guān)指令變化而變化；所述光伏發(fā)電系統(tǒng)在農(nóng)地中的田軌上移動(dòng) 并通過(guò)可移動(dòng)電氣連接界面持續(xù)與外界電力網(wǎng)交換電力。
[0019] 本發(fā)明各種涉及主控計(jì)算機(jī)的裝置還涉及相關(guān)軟件，涉及模擬傳感器的裝置還涉 及對(duì)模擬傳感器的掃描時(shí)間設(shè)置，該些內(nèi)容可W利用現(xiàn)有技術(shù)加W實(shí)現(xiàn)。
[0020] 還可W利用一個(gè)基于底盤(pán)W網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為負(fù)荷的電動(dòng)絲桿機(jī)構(gòu)太陽(yáng)光高度角和照 射角跟蹤裝置和一個(gè)基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)W光伏電池板為負(fù)荷的電動(dòng)絲桿機(jī)構(gòu)太陽(yáng)光高度角和 照射角跟蹤裝置；所述跟蹤裝置包括H個(gè)W上按照負(fù)荷均布的電動(dòng)絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其接口 電路；所述電動(dòng)絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)電動(dòng)絲桿和一個(gè)與所述電動(dòng)絲桿配合的絲桿螺母^ 巧兩個(gè)與某礎(chǔ)巧賃荷的連接點(diǎn)：所沐H個(gè)Wh由動(dòng)終桿弧動(dòng)化構(gòu)必須有一個(gè)點(diǎn)與某礎(chǔ)或者 賃荷固定連接W克服《訪形的力學(xué)不穩(wěn)定巧;所述電動(dòng)絲桿或者絲桿螺母至少其中之一通 過(guò)一個(gè)球面副機(jī)構(gòu)與基礎(chǔ)或者負(fù)荷連接；所述各電動(dòng)絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的接口電路與主控計(jì)算 機(jī)信號(hào)連接；所述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和光伏電池板的狀態(tài)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)的相關(guān)指令改變而改變。
[0021] 所述光伏發(fā)電系統(tǒng)最大的來(lái)回移動(dòng)距離包括跨越一組W上田際銜接的田軌；所述 來(lái)回移動(dòng)的速度可W有多種包括快速和執(zhí)勤速度；所述快速的范圍包括1至10米/砂；所 述執(zhí)勤速度的范圍包括0. 01至1米/砂； 所述光伏電池板可W調(diào)整到一個(gè)保護(hù)狀態(tài)，所述保護(hù)狀態(tài)包括整個(gè)光伏電池板降到最 低和整個(gè)光伏電池板表面處于水平傾斜狀態(tài)，W減少風(fēng)阻和幫助冰雪滑落。
[0022] 關(guān)于光伏電池板和田軌的尺寸數(shù)據(jù)，假定光伏電池板處于一個(gè)水平面內(nèi)，取平行 雙田軌前進(jìn)的方向?yàn)楣夥姵匕彘L(zhǎng)度方向并令光伏電池板寬度方向與長(zhǎng)度方向垂直，取光 伏電池板的寬度尺寸為5米左右、長(zhǎng)度尺寸與寬度尺寸相當(dāng)；長(zhǎng)度和寬度尺寸取5米的根 據(jù)是進(jìn)行太陽(yáng)光跟蹤時(shí)光伏電池板的一維跟蹤傾角可能需要大于45度，對(duì)應(yīng)45°的5米 邊長(zhǎng)光伏電池板高邊升高有超過(guò)3. 5米，加上兩維跟蹤升高高度再增加1米和底邊里地面 1米總高度達(dá)到5. 5米，顯得突兀；還有，隨著寬度和長(zhǎng)度尺寸的增加，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的 重量、造價(jià)和對(duì)風(fēng)力的敏感性會(huì)急劇增加；對(duì)應(yīng)于光伏電池板5米的長(zhǎng)度和寬度尺寸，取一 組平行雙田軌的兩根田軌軌道中也線距離為（1-0. 618)*5=1. 9U米)，即光伏電池板兩邊超 出平行雙田軌的尺寸部分占到整個(gè)寬度尺寸的0.618 ;相應(yīng)地，多組平行雙鋪設(shè)的田軌相 鄰的間距W光伏電池板的寬度為參考基準(zhǔn)譬如也取為5米；光伏電池板和平行雙田軌也可 W不取該些數(shù)值；但應(yīng)該建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
[0023] 還可W在述光伏發(fā)電系統(tǒng)的底盤(pán)上設(shè)置鉤板抓住田軌W便使所述光伏發(fā)電系統(tǒng) 與田軌結(jié)合為一體，或者采用加強(qiáng)螺釘臨時(shí)旋入地下來(lái)增強(qiáng)所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)固性。
[0024] 某些情況下包括牧場(chǎng)，還可W不采用田軌，但仍然需要旁站電力線，直接在農(nóng)地即 牧場(chǎng)上行駛可移動(dòng)光伏發(fā)