[实用新型]一种跟踪光伏发电农业大棚

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种跟踪光伏发电农业大棚，特别是光伏发电技术和农业大棚技术结合的领域。

背景技术

随着国际能源危机和环境保护意识的加强，太阳能光伏发电得到了广泛的推广。太阳能光伏发电由于需要的场地面积较大，常常会占用大量的土地面积，而占用的土地面积基本上没有得到更好的二次利用，严重浪费了国家的土地资源，而农业大棚与光伏发电相结合，充分利用太阳能光伏发电设备所占的土地、空间和结构，既能发电又能种植，增加单位土地的产出，使光伏效益和农业效益的两者综合收益均实现最大化成为可能，也有利于分布式光伏发电系统在农业大棚项目上的规模应用。

目前光伏农业大棚存在的不足主要有：

1.大部分采用光伏大棚一体设计方案，即采用光伏组件特别是非晶硅光伏组件部分代替玻璃、阳光板、薄膜等棚顶材料，增加了钢结构建设成本，同时由于阳光板、薄膜等棚顶材料的使用寿命远小于光伏组件25年的使用寿命，两者使用寿命的不一致，使得后期维护、更换存在较大的问题，而且由于光伏组件与温室大棚产权往往隶属于不同单位，光伏大棚一体设计方案不利于不同单位之间的资产产权划分。

2.光伏组件普遍采用固定式安装方式。每天不同时刻太阳辐射角度都在变化中，致使光伏组件的发电功率达不到最大化。另外，大棚内自然光照量无法调节，尽管光伏电池吸收的波段与植物生长所需的波段理论上不重合，但这种无法调节光伏农业大棚的自然光照量在一定程度上会影响棚内植物的生长及农业收益。

3.用于光伏大棚的光伏组件多限制于具有较好透光性的非晶硅光伏组件，而产品技术成熟、功率密度高的晶体硅光伏组件因其透光性差而难以在光伏农业大棚中推广应用。

实用新型内容

    本实用新型目的是通过调节光伏组件的朝阳面，从而更高效的利用太阳能资源和光伏电站所占据的土地资源，能够有效平衡光伏发电效益和农业效益，实现综合收益的最大化，提出一种简单、经济、高效、适用性广的跟踪光伏农业大棚。

本实用新型所要解决的问题采用以下技术方案来实现：

一种跟踪光伏发电农业大棚，包括跟踪光伏发电系统和农业大棚两部分，农业大棚的上端布置棚顶结构，棚顶结构的上部平行布置若干组南北向安装用于跟踪东西向太阳的光伏旋转单元，每组光伏旋转单元分别通过前立柱、后立柱与地面连接，各组光伏旋转单元之间通过联动杆连接。

本实用新型的光伏旋转单元与棚顶结构之间有一定的空间距离，前立柱的上端连接前支撑架，后立柱的上端连接后支撑架，前支撑架、后支撑架的顶端分别与光伏支架的两端通过轴套连接；联动杆通过摆臂与光伏支架轴套连接；位于棚顶结构的顶部布置电机，电机的输出端通过减速器与传动链条的一端连接，传动链条的另一端通过链轮与光伏支架连接；光伏支架上远离棚顶结构的一侧布置光伏组件。

本实用新型在光伏支架上布置太阳能避光电池，所述太阳能避光电池为两块，分别对称固定安装于与光伏旋转单元的光伏组件朝阳面平行的上下两个平面上，且光伏旋转单元的光伏组件朝阳面与两块太阳能避光电池的朝阳面方向一致。

本实用新型在光伏支架上布置太阳能感光电池，所述太阳能感光电池为两块，分别固定安装于光伏旋转单元的两侧，两块太阳能感光电池的朝阳面分别朝东西方向，且与光伏旋转单元的光伏组件的朝阳面垂直。

所述各光伏旋转单元中，选其中一排光伏旋转单元下方设驱动电机、减速器、链条、链轮，采集太阳能感光电池、太阳能避光电池的信号来控制电机转动，再通过减速器、链条、链轮来拖动该排光伏旋转单元同步运转，再由光伏旋转单元间摆臂和联动杆的传动，从而多排光伏旋转单元同步转动，实现跟踪太阳的目的。

所述跟踪系统的跟踪模式可分为导光跟踪模式和避光跟踪模式，这两种跟踪模式可以在电机的控制输入端进行设置。当主要目的是提高光伏组件的发电量时，此时光伏系统的跟踪模式设置为导光跟踪模式；当主要目的是提高农业大棚内自然光照量时，此时光伏系统的跟踪模式设置为避光跟踪模式。

在导光跟踪模式下，采集太阳能感光电池的信号来控制电机的转动，通过减速器、链条、链轮、摆臂、联动杆等传动，最终实现多排光伏旋转单元的光伏组件朝阳面对准太阳，提高发电量的目的。

在避光跟踪模式下，采集太阳能避光电池的信号来控制电机的转动，通过减速器、链条、链轮、摆臂、联动杆等传动，最终实现多排光伏旋转单元的光伏组件朝阳面与太阳光线平行，提高棚内自然光照量的目的。