[发明专利]可重构的太阳能电池阵列和使用其管理作物产量的方法

说明书

提供以共生关系将太阳能技术和农业相结合的方法和设备，其优化来自两个来源的收入。可重构的太阳能收集组件的阵列被部署在农田中。因为各种作物受益于贯穿它们的发育周期的变化程度的阴影，并且易于受到强风和冰雹的损害，自适应的可重构的太阳能收集器的阵列部署在农田中并允许每个太阳能收集组件的容易的重新配置以改变施加至组件之下的作物的阴影的量，并在必要时提供最大的冰雹和风防护。

相关申请的交叉引用

本申请基于2014年9月11日向美国专利商标局提交的题为ReconfigurableSolar Array and Method of Managing Crop Yield Using the Same的序列号为62/048,984的共同未决的和共同拥有的美国临时专利申请，其内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及用于作物管理和太阳能发电的系统，以及更特别地涉及可重构的太阳能电池阵列以及它们的用于通过阴影和物理作物保护来管理作物产量的用途，以及通过使用可重构的太阳能电池阵列来优化太阳能收集和在安装这种阵列的田地中的作物的作物产量从而优化来自作物的收入的方法。

背景技术

作物产量是显著影响全部人口的健康和幸福的因素。随着作物成熟，他们遇到可能对作物产量具有显著负面影响的各种各样的环境压力，以及对依赖于来自这些作物的生产的人口的相关负面政治和经济影响。例如，过多的热量、干旱、风和冰雹可能偶对各种各样的植物的作物产量具有破坏性影响。已作出许多努力来提高作物对这种负面环境影响的弹性，但负担得起的并且由此广泛分布和成功的解决方案的开发仍然是一个挑战。

此外，尽管太阳能生产技术继续发展并提供可再生能源生产的希望，其当前的广泛使用具有许多挑战。例如，基础设施开支、土地开支和土地可用性都对太阳能收集系统的广泛部署和使用创造了挑战。虽然许多土地致力于作物生产，但传统的太阳能收集组件在放置在相同土地上的情况下将对农田的负面影响阻止了它们的联合使用，尽管这种土地的广泛的可用性。

因此，有利的是，提供用于在同时使得土地容纳可用于太阳能产生的作物的同时，通过减轻由过多的热量、干旱、风和冰雹对作物导致的损害来优化作物产量的方法。

发明内容

公开了以共生关系将太阳能技术和农业相结合的优化来自这两种来源的收入的方法和设备。更特别地，通过使用所公开的方法和设备，太阳能收集可以使用零土地和维护成本、较低的电力线路损耗、较高的购电协议回报和可调整的/较低的整体成本，而农业收益可能经历较高的作物产量和较低的由于干旱、冰雹和其他不利环境影响带来的损失的风险。

自适应的可重构的太阳能收集组件的阵列部署在农田中。因为各种作物受益于在它们的发育周期中的阴影的变化程度(即，在高太阳压力的时段期间提供部分遮蔽以用于更好的授粉，并在增强的干旱的时段期间提供部分遮蔽以减少蒸发和蒸腾的效果)，并易于受到大风和冰雹的损坏，自适应的可重构的太阳能收集器的阵列部署在田地中并允许每个太阳能收集组件的容易的重构以改变施加至组件下面的作物的阴影的量，并在必要时提供最大的冰雹和风力防护。阵列被配置为容易地从田地移除，具有根据需要缩回至地面水平之下以用于耕地、播种和收获的永久安装的基座，以及可以被移除以用于根据需要耕地、播种和收获的用于太阳能收集组件的可移除支架。用于太阳能收集组件的支架足够柔韧以允许收集组件在过量风的条件下弯曲，并且收集组件本身被配置为响应于过量风的条件来改变其构造，由此允许阵列适应这种过量风的条件并最小化由于这种过量风的条件所引起的破损或其他故障的风险。这种自动适应构造允许太阳能电池阵列用作其上安装它的作物的风障。

附图说明

通过参考附图，本领域技术人员可以更好地理解本发明的许多优点，其中：

图1是根据本发明的实施例的特定方面的贯穿变化的发育阶段施加至玉米作物的遮蔽百分比的图形表示。