CN111937654A - 光伏遮阴装置 - Google Patents
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Abstract
光伏自动遮阴装置，光伏组件（4）由两块太阳能光伏电池两两串联，嵌套在铝合金框架（5）中，一端焊接铁环（7），另一端用子母合页（9）连接固定在龙骨架上的连接管套（11）上，连接管套（11）的两侧用螺丝杆（12）和螺丝杆（13）固定；温度传感器（8）实时监测温室大棚的室内温度，通过控制箱（18）操作控制步进电机（1）拉升拉绳（2），拉绳（2）的一端连接焊接在光伏电池组件（4）侧的铁环（6），另一端由铁环（6）通过步进电机（1）拉动，使光伏组件（4）以伸展收缩的方式调节温室遮阴的面积，降低棚内温度；蓄电池（15）能够在控制器（14）的控制下给添加的照明灯供电照明，供棚内作物进行光合作用补光。
Description
技术领域
本发明涉及温室大棚技术领域，具体为光伏遮阴技术。
背景技术
在温室大棚中，遮阴对于室内作物的生长是非常重要的。在夏季，太阳辐射强度过高，导致室内温度远高出作物生长适宜的温度范围，影响作物生长机制，严重时会导致室内作物枯萎而死。因此，解决夏季温室大棚降温问题，保证室内温度到达作物生长所需的适宜温度成为了温室大棚夏季种植的关键所在。
传统的遮阴方式如遮阴网（布）、涂反射层在一定程度虽然解决了遮阴问题，但并没有有效利用太阳能量。目前，光伏组件应用于建筑可有效将大约6%- 24%的太阳能转化为电能，因此设计一种光伏遮阴装置，将其应用于温室大棚进行遮阴，可减轻温室内可能出现的过度温升也有利于促进作物生长和发展（培养周期的延长和成熟的调控），同时也将部分太阳辐射能量转化为电能实现了能源的有效利用。
中国发明专利名称为：一种温室大棚的自动遮阴装置，申请号为：CN201721081422，该实用新型公开了一种温室大棚的自动遮阴装置，该***包括若干组遮阴装置，每组遮阴装置由遮阴架、遮阴网、用于带动遮阴网伸展或收缩的滑动杆和用于控制滑动杆的滑动的电动推杆等组成，具有自动调节光照强度、绿色环保等特点。但也存在一些不足：结构复杂，增加了温室大棚的投入成本；二是没有有效的利用太阳辐射能量，仅是简单的对温室大棚进行遮阴。中国发明专利名称为：大棚遮阴装置，申请号为：CN181519414848，该实用新型公开了一种大棚遮阴装置，该***包括大棚内的支撑架、遮阴布，驱动遮阴布沿支撑架来回滑动的驱动机构等，具有方便收卷，人工操作简单的特点，但是也存在一些不足，一是环保性能差，遮阴布使用年限短，容易风化，存在能源浪费，二是遮阴效果与能量利用不能兼具等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种光伏遮阴装置。
本发明是光伏自动遮阴装置，每一组光伏自动遮阴装置包括光伏组件4，光照下产生的电能通过蓄电池15储存，所述光伏组件4由两块太阳能光伏电池两两串联，嵌套在铝合金框架5中，一端焊接第二铁环7，另一端用第一子母合页9连接固定在龙骨架上的连接管套11上，连接管套11的两侧用第一螺丝杆12和第二螺丝杆13固定；配置控制器14进行电路保护，能够在工作过程中防止蓄电池15过充过放问题发生；一部分直流电输送到直流负载端18，另一部分通过逆变器16转换为交流电输入交流负载端17和为步进电机1正常运转提供用电；温度传感器8实时监测温室大棚的室内温度，对比参考适宜棚内作物生长的温度，通过控制箱19操作控制步进电机1拉升第一拉绳2，所述第一拉绳2的一端连接焊接在光伏电池组件4侧的第一铁环6，所述第一拉绳2通过步进电机1拉动，从而使光伏组件4以伸展收缩的方式调节温室遮阴的面积，降低棚内温度；蓄电池15能够在控制器14的控制下给添加的照明灯供电照明，供棚内作物进行光合作用补光。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明杜绝了夏天高温引起的室内过度温升，有效地控制和调节室内温湿度在很小的范围内波动，为作物生长提供了良好的生长条件。2、本发明通过光伏组件实时的伸展收缩，在实现温室遮阴的同时有效的将太阳辐射能量转化为电能。3、本发明设计动态的遮阴装置代替传统的遮阴布，光伏板（固定于屋顶），有效缓解和降低室内阴影引起的作物减产、发育不良等情况。
附图说明
图1为本发明结构示意图，附图标记及对应名称为：步进电机1，第一拉绳2，第二拉绳3，太阳能光伏组件4，铝合金嵌套框架5，第一铁环6，第二铁环7，温度传感器8，第一子母合页9，第二子母合页10，连接管套11，第一螺丝杆12，第二螺丝杆13，控制器14，蓄电池15，逆变器16，交流负载17，直流负载18，控制箱19。
具体实施方式
如图1所示，本发明是光伏遮阴装置，每一组光伏遮阴装置包括光伏组件4，光照下产生的电能通过蓄电池15储存，所述光伏组件4由两块太阳能光伏电池两两串联，嵌套在铝合金框架5中，一端焊接第二铁环7，另一端用第一子母合页9连接固定在龙骨架上的连接管套11上，连接管套11的两侧用第一螺丝杆12和第二螺丝杆13固定；配置控制器14进行电路保护，能够在工作过程中防止蓄电池15过充过放问题发生；一部分直流电输送到直流负载端18，另一部分通过逆变器16转换为交流电输入交流负载端17和为步进电机1正常运转提供用电；温度传感器8实时监测温室大棚的室内温度，对比参考适宜棚内作物生长的温度，通过控制箱19操作控制步进电机1拉升第一拉绳2，所述第一拉绳2的一端连接焊接在光伏电池组件4侧的第一铁环6，所述第一拉绳2通过步进电机1拉动，从而使光伏组件4以伸展收缩的方式调节温室遮阴的面积，降低棚内温度；蓄电池15能够在控制器14的控制下给添加的照明灯供电照明，供棚内作物进行光合作用补光。
如图1所示，所述的光伏组件4通过连接管套11分布在龙骨两侧，并且置于在温室大棚内薄膜下方，每一铝合金框架5通过步进电机1驱动，使其在0°~90°范围内转动，且所述光伏组件4为非晶硅薄膜太阳能电池，或者碲化镉薄膜电池，或者砷化镓薄膜电池，或者染料敏化太阳电池，或者单晶硅，或者多晶硅光伏电池。
如图1所示，所述第一子母合页9，一面合页通过螺丝固定到铝合金侧边结构上，另一面合页使用螺丝固定在连接套上，使光伏组件4绕轴杆灵活转动；所述第一子母合页9与铝合金框架5的连接或者是其他绕轴杆转动的连接件。
如图1所示，所述步进电机1用电由蓄电池15提供，安装于支架结构上，为混合式步进电机或永磁式步进电机。
如图1所示，所述温度传感器8实时监测棚内温度变化，棚内温度过高时，通过步进电机1拉升第一拉绳2将光伏组件4伸开；温度低时，收缩第一拉绳2改变光伏组件4倾斜角度，增大入射太阳辐射能量，所述过程能够通过PLC***实现光伏组件4的自动伸展收缩。
如图1所示，所述控制箱19能够直接接交流负载端17，即通过装置的光电转换实现***的正常运行，所述控制箱19的控制方式为直接启动控制，或者星三角降压启动控制，或自耦降压启动控制。
如图1所示，光伏组件4的光电效率约为6% ~ 24%，将其应用于温室大棚，其中所述光伏组件4两两串联嵌套于铝合金框架中，且***选用独立式发电***。
通过配置温度传感器8，监测温室大棚内温度变化，对比参考适宜作物生长的温度，通过控制箱19驱动步进电机1进行运转，即拉伸连接第一铁环6的第一拉绳2，使光伏组件4实时的根据温室大棚内的温度进行有效的自动遮阴。为了避免连接管套11滑动，两侧用第一螺丝杆12和第二螺丝杆13固定。同时，在阳光下的照射下，光伏组件4通过光生伏打效应后产生的电能，通过蓄电池15储存起来，工作过程中，为防止所述蓄电池15过充过放问题发生，配置控制器14进行电路保护，其中将转化的电能一部分输入到直流负载端18使用或者在满足步进电机正常运转用电需求的情况下，可通过逆变器16转化为交流电，输进交流负载端。如果日照不足或者在夜间则由蓄电池15在控制器14的控制下给19供电。
所述的步进电机1用第一拉绳2连接铝合金框架5，实现光伏组件4伸展收缩，进而实现不同面积遮阴，此过程也可通过PLC***实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干等同替换和改进，这些等同替换和改进也应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.光伏遮阴装置，其特征在于，每一组光伏自动遮阴装置包括光伏组件（4），光照下产生的电能通过蓄电池（15）储存，所述光伏组件（4）由两块太阳能光伏电池两两串联，嵌套在铝合金框架（5）中，一端焊接第二铁环（7），另一端用第一子母合页（9）连接固定在龙骨架上的连接管套（11）上，连接管套（11）的两侧用第一螺丝杆（12）和第二螺丝杆（13）固定；配置控制器（14）进行电路保护，能够在工作过程中防止蓄电池（15）过充过放问题发生；一部分直流电输送到直流负载端（18），另一部分通过逆变器（16）转换为交流电输入交流负载端（17）和为步进电机（1）正常运转提供用电；温度传感器（8）实时监测温室大棚的室内温度，对比参考适宜棚内作物生长的温度，通过控制箱（18）操作控制步进电机（1）拉升第一拉绳（2），所述第一拉绳（2）的一端连接焊接在光伏电池组件（4）侧的第一铁环（6），通过步进电机（1）拉动，从而使光伏组件（4）以伸展收缩的方式调节温室遮阴的面积，降低棚内温度；蓄电池（15）能够在控制器（14）的控制下给添加的照明灯供电照明，供棚内作物进行光合作用补光。
2.根据权利要求1所述的光伏遮阴装置，其特征在于：所述的光伏组件（4）通过连接管套（11）分布在龙骨两侧，并且置于在温室大棚内薄膜下方，每一铝合金框架（5）通过步进电机（1）驱动，使其在0°~90°范围内转动，且所述光伏组件（4）为非晶硅薄膜太阳能电池，或者碲化镉薄膜电池，或者砷化镓薄膜电池，或者染料敏化太阳电池，或者单晶硅，或者多晶硅光伏电池。
3.根据权利要求1所述的光伏遮阴装置，其特征在于，所述第一子母合页（9），一面合页通过螺丝固定到铝合金侧边结构上，另一面合页使用螺丝固定在连接套上，使光伏组件（4）绕轴杆灵活转动；所述第一子母合页（9）与铝合金框架（5）的连接或者是其他绕轴杆转动的连接件。
4.根据权利要求1所述的光伏遮阴装置，其特征在于，所述步进电机（1）用电由蓄电池（15）提供，安装于支架结构上，为混合式步进电机或永磁式步进电机。
5.根据权利要求1所述的光伏遮阴装置，其特征在于，所述温度传感器（8）实时监测棚内温度变化，棚内温度过高时，通过步进电机（1）拉升第一拉绳（2）将光伏组件（4）伸开；温度低时，收缩第一拉绳（2）改变光伏组件（4）倾斜角度，增大入射太阳辐射能量，所述过程能够通过PLC***实现光伏组件（4）的自动伸展收缩。
6.根据权利要求1所述的光伏遮阴装置，其特征在于，所述控制箱（19）能够直接接交流负载端（17），即通过装置的光电转换实现***的正常运行，所述控制箱（19）的控制方式为直接启动控制，或者星三角降压启动控制，或自耦降压启动控制。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20201117 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |