CN206078311U - 一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，包括温室骨架、光伏发电组件和温室透光覆盖材料，光伏发电组件与温室透光覆盖材料采用间隔分布的方式，安装在温室骨架结构的屋顶上方；还包括双面镜均光导光栅，双面镜导光栅位于温室的透光覆盖材料下方，双面镜导光栅均匀排布且平行于所述光伏发电组件，固定在连杆上；连杆可带动双面镜导光栅进行旋转调节，连杆与直流驱动推杆连接，直流驱动推杆通过连接线与控制模块连接，控制模块安装于温室内。双面镜导光栅可以根据入射光线的不同角度进行调整，从而在保证光伏温室组件发电率高效发电基础上的，实现光伏温室内均匀光照的目的。

Description

一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室
技术领域
本实用新型属于农业大棚设计领域，具体涉及一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室。
背景技术
截止2013年，我国设施农业面积已达到350万公顷，其中日光温室达88万公顷，占设施总面积的25％，设施农业总产值7080亿元，约占到我国农林牧渔业累计总产值89465.7亿元的8％。在化石能源濒临枯竭的背景下，日光温室已成为中国设施园艺产业突破资源环境瓶颈制约，保持我国冬季设施产品的长期有效供给的重要手段。另外，设施园艺环境调控技术作为保障作物在寒冷、高温及其他不利气候条件下仍然能够正常生长的重要技术手段，克服了自然环境条件对农业生产的限制，大大的提高了农业生产效率。温室作为设施园艺的一种表现形式，它的环境调控发展水平体现了现代化都市农业的发展程度。到2020年在我国各种清洁能源所能提供的预计资源量各不相同。风能预计为3亿千瓦时；太阳能光伏预计为2000万千瓦时，光伏温室的研究和建设变得日益重要。而且，由于光伏温室具有发电和农业生产双重生产特点，因此成为了我国设施农业发展的一个重要方向，国家出台了各种相关政策进行鼓励和督促发展。
目前，常规的光伏温室都采用了各种办法来提高光伏温室的组件覆盖率和内部的光照分布均匀度，但是由于温室光伏发电与内部作物都需要光照，因此两个***的争光显现一直都是光伏温室难于从根本上克服的问题。在一般的光伏温室组件覆盖方式上，采用最多的方式是光伏组件间隔布置，这样在光伏覆盖率上基本达到了协调光伏组件发电需求和内部植物生长光照需求，但是组件的阴影依然存在，未能解决光伏温室内部局部高光强和部分弱光区域的分布不均匀问题。
因此，光伏温室行业发展至今，亟待一次温室结构和光照分布的颠覆性革命，亟待发明一种既能够最大可能地成本快速建造，又能够从根本上协调光伏组件发电和光伏温室内部植栽正常生长需求，而且能够同时兼顾温室内遮阴需求，安装和运行成本相对较低的创新温室结构。
发明内容
针对现有光伏温室在组件发电和温室内部光照分布上存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，该光伏温室内双面镜导光栅的反光叶片可以根据入射光线的不同角度进行针对性地调整，从而实现了在保证光伏温室组件发电率高效发电基础上的，光伏温室内均匀光照的目的，从根本上突破了光伏温室的采光设计瓶颈。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，包括温室骨架、光伏发电组件和温室透光覆盖材料，所述光伏发电组件与温室透光覆盖材料采用间隔分布的方式，安装在温室骨架结构的屋顶上方；还包括双面镜均光导光栅，所述双面镜导光栅位于温室的透光覆盖材料下方，双面镜导光栅与连杆连接；所述连杆与直流驱动推杆连接，所述直流驱动推杆与控制模块连接，所述控制模块与电源连接。
具体的，所述双面镜导光栅的短边上设置有凹槽；所述短边安装外框，所述外框内安装横轴，在横轴与双面镜导光栅的短边的对应位置焊接有铆钉；所述铆钉***短边的凹槽内，以实现短边自由转动；所述双面镜导光栅的长边悬空；所述长边与连杆固定连接。
具体的，所述双面镜导光栅均匀排布且平行于所述光伏发电组件。
具体的，所述双面镜导光栅每片导光栅的间距为100～300mm。
可选的，所述控制模块采用时钟芯片或单片机。
可选的，所述温室透光覆盖材料采用塑料薄膜或玻璃薄膜。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
1.光伏温室的结构设计上，创新性地提出了均光导光栅的设计方法。该方法同时兼顾到光伏发电组件和温室内部植栽生长需光的要求，创新性地用结构设计摆脱组件影阴的负面影响。
2.双面镜导光栅自行成为光伏温室的一个独立均光组件。该均光组件既可以控制透光区域的光照强度，起到遮阴的效果，又可以将多余的光照资源引导到光伏发电组件的阴影区域，为光伏温室影阴区域的植栽提供必要的生长光照。因此，本实用新型起到了一举两得的设计效果。
3.本实用新型的双面镜导光栅独立于温室结构。具有很大的通用性，可以通过简单的调整，进而适应不同的温室结构要求，可以应用于绝大多数的光伏温室，并且起到有效的均光导光效果。
4.本实用新型的双面镜导光栅采用光伏驱动，因此双面镜仅需进行小幅的转动，既可以达到均光导光的效果。结构设计合理，运行可靠而且费用几乎可以忽略不计，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是本实用新型的光伏日光温室示意图；
图2是实用新型的双面镜导光栅导光效果及内部光阴分布示意图。
图3是本实用新型双面镜导光栅的结构示意图；
图4是本实用新型双面镜导光栅与横杆的连接示意图。
图中的标号分别表示：1-太阳自然光线，2-经双面镜导光栅引导光线，3-温室透光覆盖材料，4-温室屋面光伏发电组件，5-双面镜均光导光栅，501-短边，502-长边，503-凹槽，6-双面镜法线，7-透光覆盖材料覆盖区域，8-直流驱动推杆，9-连杆，10-控制模块，11-外框，12-横轴，13-铆钉。
具体实施方式
一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，包括温室骨架、光伏发电组件4和温室透光覆盖塑料薄膜3，根据综合协调光伏发电与植栽生长的需求，所述光伏发电组件4与温室透光覆盖塑料薄膜3采用间隔分布的方式，安装在温室骨架结构的屋顶上方；
还包括双面镜均光导光栅5，所述双面镜导光栅5位于温室的透光覆盖材料3下方，双面镜导光栅5的短边501上设置有凹槽503，双面镜导光栅的短边501安装外框11，所述外框11内安装横轴12，在横轴12与双面镜导光栅的短边501的对应位置焊接有铆钉13；所述铆钉***短边501的凹槽503内，以实现短边501自由转动；所述长边502与连杆9固定连接；所述连杆9与直流驱动推杆8连接，所述直流驱动推杆8与控制模块10连接，所述控制模块10与电源连接。
电源为光伏发电。控制模块10通过对入射光角度的监控，进而驱动直流驱动推杆，当推杆推动时双面镜导光栅即可进行旋转，调整双面镜导光栅的角度，从而对反射光线的照射区域进行调整，达到光伏温室均匀光照的目的。
双面镜导光栅的排布方式应与光伏发电组件的覆盖位置对应，因此，双面镜导光栅5均匀排布且平行于所述光伏发电组件4。
双面镜导光栅的间距对室内的光照也有很大影响，理论上导光栅的光栅片排布越紧密越有利于光线的反射，但同时光栅片排布太紧密又会增大室内的阴影面积。因此，选所述双面镜导光栅5每片导光栅的间距为100～300mm，既能够满足光线的充分反射，又不会增加室内的阴影面积。
优选的，所述控制模块10采用时钟芯片或单片机。
优选的，所述温室透光覆盖材料3采用塑料薄膜或玻璃薄膜。
实施例：
温室屋面光伏发电组件与温室透光塑料薄膜覆盖材料，根据综合协调光伏发电与植栽生长的需求，采用间隔分布的方式，安装在温室结构的屋顶上；太阳自然光线透过温室透光塑料薄膜覆盖材料进入温室室内，在经过双面镜导光栅时，由导光栅将入射光线分为两个部分。一部分为透过导光栅的直接照射光线，另一部分为经过导光栅反射的光线；通过时钟芯片得到太阳入射光角度，进而在直流驱动推杆和连杆的共同驱动双面镜导光栅，以调整双面镜导光栅的角度，从而对反射光线的照射区域进行调整，达到光伏温室均匀光照的目的。

Claims (7)

1.一种光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，包括温室骨架、光伏发电组件(4)和温室透光覆盖材料(3)，所述光伏发电组件(4)与温室透光覆盖材料(3)采用间隔分布的方式，安装在温室骨架结构的屋顶上方；其特征在于：
还包括双面镜均光导光栅(5)，所述双面镜导光栅(5)安装于温室的透光覆盖材料(3)下方；
双面镜导光栅(5)与连杆(9)连接；
所述连杆(9)与直流驱动推杆(8)连接，所述直流驱动推杆(8)与控制模块(10)连接，所述控制模块(10)与电源连接。
2.如权利要求1所述的光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，其特征在于：所述双面镜导光栅(5)的短边(501)上设置有凹槽(503)；
所述短边(501)安装外框(11)，所述外框(11)内安装横轴(12)，在横轴(12)与双面镜导光栅的短边(501)的对应位置焊接有铆钉(13)；所述铆钉(13)***短边(501)的凹槽(503)内，以实现短边(501)自由转动；
所述双面镜导光栅(5)的长边(502)悬空；所述长边(502)与连杆(9)固定连接。
3.如权利要求1所述的光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，其特征在于：所述双面镜导光栅(5)均匀排布且平行于所述光伏发电组件(4)。
4.如权利要求1所述的光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，其特征在于：所述双面镜导光栅(5)每片导光栅的间距为100～300mm。
5.如权利要求1所述的光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，其特征在于：所述控制模块(10)采用时钟芯片或单片机。
6.如权利要求1所述的光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，其特征在于：所述电源为光伏发电。
7.如权利要求1所述的光照均匀的双面镜导光栅光伏温室，其特征在于：所述温室透光覆盖材料(3)采用塑料薄膜或玻璃薄膜。
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