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光伏农业发电单元

阅读：1021发布：2020-07-08

IPRDB可以提供光伏农业发电单元专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种光伏农业发电单元，所述光伏农业发电单元包括光伏发电装置和农业设施；所述光伏发电装置包括光伏支架、光伏组件、光伏并网设备和光伏控制设备，所述光伏支架设置于农作物上方，所述光伏控制设备控制部分所述光伏组件为所述农业设施供电，其余所述光伏组件连接于所述光伏并网设备以接入市电网络。本发明能有效利用农村耕地开发清洁能源，又能提高农业现代化水平，还能增加农业效益。，下面是光伏农业发电单元专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光伏农业发电单元，其特征在于，所述光伏农业发电单元包括光伏发电装置和农业设施；

所述光伏发电装置包括光伏支架、光伏组件、光伏并网设备和光伏控制设备，所述光伏支架设置于农作物上方，所述光伏控制设备控制部分所述光伏组件为所述农业设施供电，其余所述光伏组件连接于所述光伏并网设备以接入市电网络。

2.如权利要求1所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述光伏组件设置在农作物上方的一定高度处。

3.如权利要求2所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述光伏组件设置在农作物上方2.5-3.5米高度处。

4.如权利要求1所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述农业设施包括光伏水泵、蓄水设施和灌溉设施。

5.如权利要求4所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述农业设施还包括杀虫灯。

6.如权利要求5所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述杀虫灯具有锂电池作为蓄电装置。

7.如权利要求1所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述光伏支架的立柱底端通过地锚固定于地面，所述杀虫灯固定于所述立柱。

8.如权利要求1所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述光伏组件的太阳能电池板的阴影面积小于所述光伏农业发电单元所占用耕地总面积的30％，或大于所述光伏农业发电单元所占用耕地总面积的50％。

9.如权利要求5所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述杀虫灯通过光控或时控开启。

10.如权利要求9所述的光伏农业发电单元，其特征在于，所述杀虫灯的灯体与所述杀虫灯的控制器和锂电池做成一个整体。

说明书全文

光伏农业发电单元

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能光伏发电综合应用技术领域，尤其涉及一种光伏农业发电单元。

背景技术

[0002] 在石油、煤炭等能源短缺的现状下，各国都加紧了发展新能源的步伐。太阳能光伏发电是清洁、安全、潜力最大的新兴发电方式，由于太阳能的使用具有节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展和提高人民生活水平的重要意义，所以开发利用太阳能已得到世界各国一致的认可。中国是一个农业大国，对农业耕地的需求量依然很大，对农业设施的需求也越来越广泛。如何在不影响农业种植的基础上，发展光伏系统。并通过光伏发电系统所发出的电源来发展绿色农业又成为一个新兴课题。

[0003] 开发利用太阳能需要建设太阳能电站，而电站的建设需要建筑用地；而农业生产需要用到电能，用电带动灌溉设施等，但农村电网设施又跟不上现代化农业的需求；农民在进行农业生产时，用电需要增加支出，减低了农民收入。

[0004] 因此，需要开发一种既能有效利用农村耕地开发清洁能源，又能提高农业现代化水平，还能增加农业效益的光伏农业发电单元。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能有效利用农村耕地开发清洁能源，又能提高农业现代化水平，还能增加农业效益的光伏农业发电单元。

[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

[0007] 一种光伏农业发电单元，所述光伏农业发电单元包括光伏发电装置和农业设施；所述光伏发电装置包括光伏支架、光伏组件、光伏并网设备和光伏控制设备，所述光伏支架设置于农作物上方，所述光伏控制设备控制部分所述光伏组件为所述农业设施供电，其余所述光伏组件连接于所述光伏并网设备以接入市电网络。

[0008] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述光伏组件设置在农作物上方的一定高度处。

[0009] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述光伏组件设置在农作物上方2.5-3.5米高度处。

[0010] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述农业设施包括光伏水泵、蓄水设施和灌溉设施。

[0011] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述农业设施还包括杀虫灯。

[0012] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述杀虫灯固定在所述光伏支架上。

[0013] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述杀虫灯具有锂电池作为蓄电装置。

[0014] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述光伏支架包括立柱、主梁、次梁和斜支撑。

[0015] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述立柱底端通过地锚固定于地面。

[0016] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述地锚为钉入地面的角钢，所述立柱底端焊接于所述角钢。

[0017] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述光伏组件的太阳能电池板的阴影面积小于所述光伏农业发电单元所占用耕地总面积的30％，或为所述光伏农业发电单元所占用耕地总面积的50-80％。

[0018] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述杀虫灯通过光控或时控开启。

[0019] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述杀虫灯下方设置有接虫袋。

[0020] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述杀虫灯固定于所述立柱。

[0021] 本发明的光伏农业发电单元，优选的，所述杀虫灯的灯体与所述杀虫灯的控制器和锂电池做成一个整体。

[0022] 本发明的有益效果在于，本发明提供的是一种可以在农业耕地上使用的光伏农业发电单元，既不会影响到农作物的正常生长，也可以保证小型农业机械的正常作业。太阳能电池板被光伏支架固定在距农作物2.5米至3.5米的高处形成光伏方阵，其中一部分与市电网络连接为电网输送电量，通过售电所得增加农民收入。另一部分则通过控制系统单独为农业设施如水泵、杀虫灯等提供电源，作为农业设施的主要能源供应。杀虫灯可以直接固定在光伏支架上并使用锂电池作为蓄电装置减少施工费用增加使用寿命。光伏支架使用地锚固定，不会产生任何建筑垃圾。也不需要在耕地上专门为杀虫灯搭建固定支架。

附图说明

[0023] 图1为本发明实施例的光伏农业发电单元的示意图。

[0024] 图2为本发明实施例的光伏农业发电单元中的光伏并网设备的示意图。

[0025] 图3为本发明实施例的光伏农业发电单元中的水泵控制系统的示意图。

[0026] 图4为本发明实施例的光伏农业发电单元的杀虫灯的示意图。

具体实施方式

[0027] 体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

[0028] 如图1所示，本发明实施例的光伏农业发电单元，包括光伏发电装置和农业设施。其中，光伏发电装置包括光伏支架、光伏组件、光伏并网设备和光伏控制设备，而本实施例中，农业设施包括光伏水泵22、蓄水池23、喷灌设施或滴灌设施、以及杀虫灯32。

[0029] 多块太阳能光伏板组成光伏方阵，其中一部分组成光伏并网方阵41，另一部分组成光伏自用方阵，光伏自用方阵包括但不限于是为光伏水泵22供电的光伏水泵方阵21和为杀虫灯32供电的光伏杀虫灯方阵31。

[0030] 光伏组件所发电量，一部分为农业设施供电，另一部分则接入市电网络。其中，光伏控制设备控制光伏自用方阵的光伏组件为农业设施供电。

[0031] 光伏并网方阵41的光伏组件则连接于光伏并网设备42以接入市电网络，光伏并网方阵41也可称为光伏并网阵列41。虽然所发电量有自用和上网的区别，但两类光伏组件的设置位置、角度调整等方面均相同。

[0032] 光伏并网方阵41，将太阳能转化为直流电的电能，如图2所示，通过直流汇流箱中的避雷器和直流断路器并入太阳能并网逆变器，太阳能并网逆变器采用MPPT最大功率点跟踪，将直流电转换为交流电，从太阳能并网逆变器逆变出的交流电，接入交流断路器和双向智能电表并入市电网络，双向智能电表随时监测发电及用电数据。

[0033] 为了保证农作物的光照，在设置光伏组件时，光伏组件的太阳能电池板的阴影面积通常应小于耕地总面积的30％，具体的说是小于光伏农业发电单元所占用耕地总面积的30％，不会影响到农作物的正常生长。若种植作物为黄芪、苜蓿、草莓等对阳光需求较少的植物，还可以增加太阳能电池板的数量，使阴影面积大于光伏农业发电单元所占用耕地总面积的50％，最高可以到80％，以提高发电量。

[0034] 光伏支架包括立柱11、主梁12、次梁13和斜支撑18。光伏支架的主梁12、次梁13、斜支撑18以及立柱11均使用的是热镀锌钢管，其中主梁11与主梁11之间、12次梁与次梁12之间使用水平扣件15连接，主梁12与次梁13和立柱11之间、次梁13与立柱11之间使用直角扣件17连接，斜支撑18与立柱11、主梁12、次梁13之间使用旋转扣件16连接。光伏组件的太阳能电池板设置在次梁13上，并具有角度调整装置来调整太阳能电池板的角度，以适应早晚和四季光照角度的变化。

[0035] 由上可知，光伏支架是通过直角扣件17、水平扣件15和旋转扣件16与热镀锌圆管组装成为整体框架，并在形成立柱的钢管底部连接有地锚14。地锚14可以是将角钢钉入土壤当中，立柱11底部与角钢焊接，但本发明并不以此为限。因此，本发明实施例的光伏农业发电单元，其光伏支架结构稳定、安装便捷，并且没有使用混凝土基础，不会产成任何建筑垃圾。

[0036] 如图1所示，光伏组件设置在农作物上方的一定高度处，例如是在农作物上方2.5-3.5米高度处，也即光伏组件的太阳能电池板被光伏支架固定在距农作物2.5米至3.5米的高处形成光伏方阵，不会影响到农作物的正常生长，也可以保证小型农业机械的正常作业。

[0037] 对于农业灌溉，大部分都是以水泵从蓄水装置(例如蓄水池)或河流中抽取水源然后将水送入灌溉设施，实现农业种植。

[0038] 而本实施例中，光伏水泵方阵21将太阳能转化为直流电的电能后，如图3所示的水泵控制系统24，通过直流断路器进入光伏水泵逆变控制器，光伏水泵逆变控制器将直流电转化为交流电，通过交流断路器连接光伏水泵22，以控制蓄水池23中的光伏水泵22的转速和频率。如图1和图3所示，光伏水泵22通过水流管道25连接农业灌溉设施26(滴灌或喷灌)，实现对农业灌溉设施26的光伏供电。

[0039] 为防止虫害，需安装杀虫灯32，杀虫灯32通常在夜间使用，因此需要对电量进行存蓄。在夜间，杀虫灯32的LED诱虫灯源点亮后，由于害虫的向光性，会吸引害虫靠近。在害虫靠近后通过高频电网将害虫杀死。

[0040] 如图4所示，杀虫灯32的能源主要来自内置的蓄电装置，例如锂电池，而为锂电池充电的是太阳能。具体原理为光伏杀虫灯方阵31通过控制器为杀虫灯的锂电池进行充电，控制器对锂电池进行过充过放以及短路保证，并且可以光控和时控开启杀虫灯32，使黑夜杀虫灯32可以正常工作。其中，光控开启，是检测环境的光照强度，当达到设定的光照强度以下时开启杀虫灯；而时控开启，则是当到达设定的开启时间时开启杀虫灯。

[0041] 如图1所示，杀虫灯32固定在杀虫灯支架33上，而杀虫灯支架33固定在光伏支架上，具体的说，是固定在立柱11上，但本发明不以此为限，也可以固定在主梁12、次梁13和斜拉梁18上。杀虫灯32下方设置有接虫袋。

[0042] 杀虫灯32是利用365±50nm波长紫外光对昆虫具有激备较强的趋光、趋波、趋色、趋性的特性原理，确定对昆虫的诱导波长，研制杀虫灯用光源，利用放电产生的低温等离子体，紫外光辐射对害虫间的趋光兴奋效应，引诱害虫扑向灯的光源，配置高压击杀网，杀死害虫，使害虫落下并落入接虫袋内，达到灭杀害虫的目的。

[0043] 其中，杀虫灯32的控制器、锂电池、诱虫灯源、高频电网、接虫袋可做成一个整体，便于安装。

[0044] 本发明实施例的光伏农业发电单元，实现了对耕地的综合利用，打造全新的绿色农业经济。并入市电网络的光伏并网方阵可以通过国家政策直接卖电给国家，增加农民经济收入。接入农业设施的光伏水泵方阵可以解决农业设施用电问题，通过为光伏水泵供电，农业灌溉方式由漫灌改为节水灌溉，节省水资源科学灌溉。将杀虫灯的控制器、锂电池、灯体结构做成一个整体，使杀虫灯系统更加简单合理又通过光伏农业支架既解决了杀虫灯的支撑问题，又为杀虫灯提供了稳定持久的电源。

[0045] 本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

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