專利名稱：等腰頂連棟光伏大棚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種等腰頂連棟光伏大棚。
背景技術(shù)：
隨著時代的發(fā)展，對于能源的需求逐漸增加。但是，目前所使用的主要能源(例如石油、天然氣、煤炭、鈾礦等)的儲量非常有限，而且其形成周期通常需要上百萬年，形成條件也非常復(fù)雜。因此，需要開發(fā)新的能源來滿足對能源的需求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種新的裝置或設(shè)計來充分地利用太陽能，以更好地滿足對能源的需求。本實用新型的發(fā)明人注意到，目前在世界各地，尤其是在中國已經(jīng)建立了大量的大棚，以在冬天或比較寒冷的時候種植蔬菜。本實用新型的發(fā)明人還注意到，可以利用太陽能電池板來將太陽能轉(zhuǎn)化為電能以存儲起來或供應(yīng)至電網(wǎng)。由此，本實用新型的發(fā)明人設(shè)想利用大棚來進行種植與發(fā)電。更具體地，本實用新型提供一種等腰頂連棟光伏大棚，所述等腰頂連棟光伏大棚包括立面圍合裝置和至少兩跨設(shè)置在所述立面圍合裝置上方的棚頂，每跨所述棚頂包括南坡面和北坡面，且所述南坡面與所述北坡面具有大致相等的面積，在所述南坡面和所述北坡面上設(shè)置有太陽能電池陣列。由此，所述等腰頂連棟光伏大棚既可以用于種植蔬菜，也可以用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。所轉(zhuǎn)化的電能即可以用于由蓄電池收集，例如用于溫室大棚或周圍設(shè)施的照明等用途；也可以用于輸入至電網(wǎng)，通過電網(wǎng)向各處的用電設(shè)備供電。所述南坡面與所述北坡面具有大致相等的面積使得南坡面和北坡面形成一個等腰結(jié)構(gòu)，從而具有較高的剛度。另外， 在南坡面和北坡面上都設(shè)置太陽能電池陣列使得可以布設(shè)較多的太陽能電池。而且，此種等腰頂連棟光伏大棚可以充分利用現(xiàn)有的大量農(nóng)業(yè)用地資源，具有很好的規(guī)模效應(yīng)。由于連棟結(jié)構(gòu)包括多個跨，從而所述等腰頂連棟光伏大棚相對于單體溫室大棚具有更大的圍合面積以及更大的日光照射面積。這一方面提高了溫室種植面積的規(guī)模，另一方面提高了光伏發(fā)電的規(guī)模，能夠產(chǎn)生較顯著的規(guī)模效益。而且，所述連棟結(jié)構(gòu)使得可以節(jié)省單位圍合面積上的成本。例如，在跨的鄰接處可以無需設(shè)置分離墻或分離立面。優(yōu)選的是，所述等腰頂連棟光伏大棚內(nèi)部是敞開式的，也就是在圍合裝置內(nèi)不設(shè)置分離墻和分離立面。這即可以降低成本，還便于規(guī)?；?jīng)營和自動化耕作。需要指出的是，文中的術(shù)語“南坡面”是指朝陽的坡面，而并非必然指“朝南”的坡面。當在北半球時，所述“南坡面”朝南；但是當在南半球時，所述“南坡面”實際上朝北。優(yōu)選地，所述南坡面相對于水平面的傾角可以在10度與45度之間。從而，根據(jù)所述等腰頂連棟光伏大棚的實際使用地域(緯度位置)，合理地設(shè)置南坡面相對于水平面的傾角。傾角在10度與45度之間的南坡面通?？梢赃m用于地球上大部分光照良好區(qū)域。大多數(shù)情況下，太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的方陣傾角一般等于或接近當?shù)鼐暥鹊慕^對值，這個傾角通常使全年在方陣表面上的太陽輻射能達到最大，適于全年工作系統(tǒng)使用。優(yōu)選地，所述南坡面相對于水平面的傾角可以為18度。在此傾角下，特別適用于中國的浙江及周邊地區(qū)或緯度相當?shù)牡貐^(qū)。在這些區(qū)域內(nèi)，緯度較低，而且光照較好，也種植較多的經(jīng)濟作物，比較適合本實用新型的等腰頂連棟光伏大棚的應(yīng)用。優(yōu)選地，所述太陽能電池陣列由透明薄膜太陽能電池板組成。從而，部分陽光可以透過太陽能電池板，照射到溫室大棚內(nèi)，從而增加溫室大棚內(nèi)的光照強度。優(yōu)選地，所述等腰頂連棟光伏大棚可以進一步包括鋪設(shè)在所述太陽能電池陣列下側(cè)的保溫反光材料。從而，可以同時起到保溫與反光的作用，提高太陽能發(fā)電的效率。優(yōu)選地，所述保溫反光材料可以以可卷起和可再鋪開的方式設(shè)置。這樣，可以根據(jù)實際情況而選擇是卷起還是鋪開所述保溫反光材料。優(yōu)選地，所述南坡面和/或北坡面上可以進一步設(shè)置有透氣天窗。從而改善所述等腰頂連棟光伏大棚的透氣性。尤其是在關(guān)閉其余門窗(如果有的話)時的透氣性。優(yōu)選地，所述太陽能電池陣列可以采用密布式固定支架安裝。從而以密集的方式排列太陽能電池板或其它太陽能發(fā)電裝置。優(yōu)選地，每跨棚頂覆蓋的區(qū)域為矩形，該矩形區(qū)域的南北寬度為11米，東西長度為80米，立面圍合裝置的高度為5米，所述南坡面相對于水平面的傾角為18度。一方面， 矩形的區(qū)域設(shè)置使得能夠比較高效地利用土地資源，避免邊角區(qū)域的浪費例如，如果圍合區(qū)域設(shè)置為圓形，圓形外圍的區(qū)域?qū)⑹请y以利用的。另一方面，所述尺寸設(shè)計使得大棚具有較大的室內(nèi)面積，便于實施機械化操作；而且如此大的圍合面積使得單個大棚的發(fā)電量可以較大(例如，在理想狀態(tài)下，甚至可以達到50. 4kW)，從而具有一定的發(fā)電規(guī)模，便于電能的經(jīng)濟利用與輸送。較大的高度使得有足夠的空間用于農(nóng)用機械的操作和運行，也適于種植需要較高空間的作物。優(yōu)選地，所述立面圍合裝置包括東立面、南立面、西立面和北立面，其中，所述東立面、西立面和北立面為密封磚墻保溫結(jié)構(gòu)，所述南立面由陽光板鋪設(shè)。從而進一步提高所述等腰頂連棟光伏大棚的保溫性能，同時提高采光性能。優(yōu)選地，所述等腰頂連棟光伏大棚可以進一步包括多個鋼筋混凝土立柱，所述鋼筋混凝土立柱在所述立面圍合裝置的周長上每隔10米設(shè)置一個，每個所述鋼筋混凝土立柱的尺寸為長0. 1米，寬0. 1米，高2. 5米和/或長0. 1米，寬0. 1米，高2. 0米(根據(jù)地質(zhì)情況、最大風速等參數(shù)選用)，并且每個所述鋼筋混凝土立柱的配筋為4根受力鋼筋，每個所述鋼筋混凝土立柱具有一個獨立式基礎(chǔ)，所述獨立式基礎(chǔ)的尺寸為長0. 7米，寬0. 7米， 深1. 0米，基礎(chǔ)之內(nèi)的縱橫兩方向配筋都是受力鋼筋，通過螺桿與法蘭連接。從而，所述立面圍合裝置能夠具有較好的強度與穩(wěn)固性。

圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的光伏大棚的側(cè)視示意圖。圖2是根據(jù)本實用新型一實施例的連棟等腰頂連棟光伏大棚的側(cè)視示意圖。
具體實施方式
[0022]根據(jù)本實用新型一實施例的等腰頂連棟光伏大棚包括立面圍合裝置和至少兩跨 (例如，7跨、9跨、21跨等)設(shè)置在所述立面圍合裝置上方的棚頂，每跨所述棚頂包括南坡面和北坡面，且所述南坡面與所述北坡面具有大致相等的面積，在所述南坡面和所述北坡面上設(shè)置有太陽能電池陣列。由此，所述等腰頂連棟光伏大棚既可以用于種植蔬菜，也可以用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。所轉(zhuǎn)化的電能即可以用于由蓄電池收集，例如用于溫室大棚或周圍設(shè)施的照明等用途；也可以用于輸入至電網(wǎng)，通過電網(wǎng)向用電設(shè)備供電。此處的“南坡面”是指朝陽的坡面，而并非限定為朝南的坡面。例如，當在北半球時，所述“南坡面”朝南； 而當在南半球時，所述“南坡面”實際上朝北。根據(jù)本實用新型的等腰頂連棟光伏大棚的設(shè)置地理位置，所述南坡面相對于水平面的傾角可以在10度與45度之間。從而，根據(jù)所述等腰頂連棟光伏大棚的實際使用地域 (緯度位置)，合理地設(shè)置南坡面相對于水平面的傾角。傾角在10度與45度之間的南坡面通常可以適用于地球上大部分光照良好區(qū)域。通常，太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的方陣傾角一般等于當?shù)鼐暥鹊慕^對值，這個傾角通常使全年在方陣表面上的太陽輻射能達到最大，適于全年工作系統(tǒng)使用。例如，在中國的浙江及周邊地區(qū)或緯度相當?shù)牡貐^(qū)(北緯22度左右或者南緯22度左右的地區(qū))，所述南坡面(在南半球時朝北)相對于水平面的傾角優(yōu)選為18 度。在這些區(qū)域內(nèi)，緯度較低，而且光照較好，也種植較多的經(jīng)濟作物，比較適合本實用新型的等腰頂連棟光伏大棚的應(yīng)用。在一優(yōu)選實施例中，所述太陽能電池陣列由透明薄膜太陽能電池板組成。從而，部分陽光可以透過太陽能電池板，照射到溫室大棚內(nèi)，從而增加溫室大棚內(nèi)的光照強度。所述太陽能電池陣列可以采用密布式固定支架安裝。從而以密集的方式排列太陽能電池板或其它太陽能發(fā)電裝置。所述等腰頂連棟光伏大棚可以進一步包括鋪設(shè)在所述太陽能電池陣列下側(cè)的保溫反光材料。從而，可以同時起到保溫與反光的作用，提高太陽能發(fā)電的效率。優(yōu)選地，所述保溫反光材料可以以可卷起和可再鋪開的方式設(shè)置。這樣，可以根據(jù)實際情況而選擇是卷起還是鋪開所述保溫反光材料。在一優(yōu)選實施例中，所述北坡面上的部分面積上設(shè)置有透氣天窗。透氣天窗的大小和數(shù)量可以根據(jù)整個大棚的面積設(shè)置。從而改善所述等腰頂連棟光伏大棚的透氣性。尤其是在關(guān)閉其余門窗時的透氣性。也可以在南坡面上設(shè)置透氣天窗，或者在南坡面和北坡面上都設(shè)置透氣天窗，以滿足作物生產(chǎn)的需要。在優(yōu)選實施例中，等腰頂連棟光伏大棚的每跨棚頂覆蓋的區(qū)域為矩形。圖1僅僅示出了一個單體光伏溫室大棚的側(cè)視圖。如圖所示，該單體光伏溫室大棚(即等腰頂連棟光伏大棚的一個跨)的南北寬度為11米，立面圍合裝置的高度為5米。而且，光伏溫室大棚東西長度為80米(圖中沒有示出)。矩形的區(qū)域設(shè)置一方面使得能夠比較高效地利用土地資源，避免邊角區(qū)域的浪費例如，如果圍合區(qū)域設(shè)置為圓形，圓形外圍的區(qū)域?qū)⑹请y以利用的。另一方面，所述尺寸設(shè)計使得大棚具有較大的室內(nèi)面積，便于實施機械化操作；而且如此大的圍合面積使得單個大棚的發(fā)電量可以較大(例如，在理想狀態(tài)下，額定發(fā)電量甚至可以達到50. 4kW)，從而具有一定的發(fā)電規(guī)模，便于電能的經(jīng)濟利用與輸送。較大的高度使得有足夠的空間用于農(nóng)用機械的操作和運行，也適于種植需要較高空間的作物。仍然參見圖1，所述南坡面相對于水平面的傾角為18度，所述南坡面的寬度為5. 8米。如此設(shè)置的大棚能夠具有較好的結(jié)構(gòu)強度。需要指出的是，盡管在圖1中沒有示出，但是，所述棚頂或棚頂?shù)闹Ъ懿捎萌切谓Y(jié)構(gòu)。例如，棚頂?shù)闹Ъ馨ㄟB接成三角形的水平邊、南拉桿和北拉桿，以及需要的話其它支撐件，以使得棚頂具有堅固的結(jié)構(gòu)?？梢岳斫獾氖牵隽⒚鎳涎b置包括東立面、南立面、西立面和北立面，其中，所述東立面、西立面和北立面為密封磚墻保溫結(jié)構(gòu)，所述南立面由陽光板鋪設(shè)。所述陽光板例如是可以是市售的陽光板。陽光板是一種綜合性能較佳的工程塑料，具有良好的物理、機械、電氣和熱性能，有良好的抗沖擊、隔熱、隔沖沖擊、隔熱、隔音、采光、防紫外線、阻燃等優(yōu)點。例如，本實施例中選用5mm厚的、半透明陽光板。在南立面處采用陽光板，有利于進一步提高所述等腰頂連棟光伏大棚的保溫性能。而且，進出溫室大棚的門可以設(shè)置在東立面和/或西立面的中間位置處，當然也可以根據(jù)需要設(shè)置在其它位置處。盡管沒有示出，圖1中的光伏溫室大棚進一步包括多個鋼筋混凝土立柱。所述鋼筋混凝土立柱在所述立面圍合裝置的周長上每隔10米設(shè)置一個，每個所述鋼筋混凝土立柱的尺寸為長0. 1米，寬0. 1米，高2. 5米(其中，2. 5米為高度)，并且每個所述鋼筋混凝土立柱的配筋為4根受力鋼筋，每個所述鋼筋混凝土立柱具有一個獨立式基礎(chǔ)，所述獨立式基礎(chǔ)的尺寸為長0. 7米，寬0. 7米，深1. 0米，基礎(chǔ)之內(nèi)的縱橫兩方向配筋都是受力鋼筋，通過螺桿與法蘭連接。從而，所述立面圍合裝置能夠具有較好的強度與穩(wěn)固性。需要指出的是，鋼筋混凝土立柱的尺寸也可以選用長0. 1米，寬0. 1米，高2. 0米，或者同時采用長0. 1 米，寬0. 1米，高2. 5米和長0. 1米，寬0. 1米，高2. 0米兩種此種。這根據(jù)項目地的地質(zhì)情況、最大風速等參數(shù)選用。還可以設(shè)置高度為5. 0米的鋼筋混凝土立柱。另外，盡管沒有示出，在圖1所示的光伏溫室大棚中，采用密布式固定支架安裝太陽能電池陣列，也就是說，太陽能電池陣列固定安裝，電池板之間沒有間隙，用橡膠條和固定膠固定。在太陽能電池陣列內(nèi)側(cè)鋪設(shè)保溫反光材料，所述保溫反光材料可以根據(jù)需要卷起和鋪開。北坡面部分面積上鋪設(shè)陽光板和透氣天窗。連結(jié)處采用塑鋼材料和橡膠條固定， 玻璃膠密封，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，防止?jié)B漏。東、西、北立面采用密封磚墻保溫結(jié)構(gòu)。南立面采用陽光板鋪設(shè)，并可以帶有部分移動窗。下面對南坡面的傾斜角度與輻射量的關(guān)系做簡要說明。1)傾斜面上直接輻射量的確定在工程設(shè)計中，傾斜面直接輻射量采用以下公式進行計算Rb = Hbt/Hb，其中
權(quán)利要求1.一種等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，包括立面圍合裝置和至少兩跨設(shè)置在所述立面圍合裝置上方的棚頂，每跨所述棚頂包括南坡面和北坡面，且所述南坡面與所述北坡面具有大致相等的面積，在所述南坡面和所述北坡面上設(shè)置有太陽能電池陣列。
2.如權(quán)利要求1所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述南坡面相對于水平面的傾角在10度與45度之間。
3.如權(quán)利要求1所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述太陽能電池陣列由透明薄膜太陽能電池板組成。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，進一步包括鋪設(shè)在所述太陽能電池陣列下側(cè)的保溫反光材料。
5.如權(quán)利要求4所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述保溫反光材料以可卷起和可再鋪開的方式設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述太陽能電池陣列采用密布式固定支架安裝。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，每跨所述棚頂覆蓋的區(qū)域為矩形，所述矩形區(qū)域的南北寬度為11米，東西長度為80米，所述立面圍合裝置的高度為5米。
8.如權(quán)利要求8所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述南坡面相對于水平面的傾角為18度。
9.如權(quán)利要求8所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述等腰頂連棟光伏大棚內(nèi)部是敞開式的。
10.如權(quán)利要求9所述的等腰頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述等腰頂連棟光伏大棚進一步包括多個鋼筋混凝土立柱，所述鋼筋混凝土立柱在所述立面圍合裝置的周長上每隔 10米設(shè)置一個，每個所述鋼筋混凝土立柱的尺寸為長0. 1米，寬0. 1米，高2. 5米或長0. 1 米，寬0. 1米，高2. 0米，并且每個所述鋼筋混凝土立柱的配筋為4根受力鋼筋，每個所述鋼筋混凝土立柱具有一個獨立式基礎(chǔ)，所述獨立式基礎(chǔ)的尺寸為長0. 7米，寬0. 7米，深1. 0 米，基礎(chǔ)之內(nèi)的縱橫兩方向配筋都是受力鋼筋，通過螺桿與法蘭連接。
專利摘要本實用新型提供一種等腰頂連棟光伏大棚，其包括立面圍合裝置和至少兩跨設(shè)置在所述立面圍合裝置上方的棚頂，每跨棚頂包括南坡面和北坡面，且所述南坡面與所述北坡面具有大致相等的面積，在南坡面和北坡面上設(shè)置有太陽能電池陣列。所述等腰頂連棟光伏大棚既可以用于種植蔬菜，也可以用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。所轉(zhuǎn)化的電能即可以用于由蓄電池收集，例如用于溫室大棚或周圍設(shè)施的照明等用途；也可以用于輸入至電網(wǎng)，通過電網(wǎng)向各處的用電設(shè)備供電。所述南坡面與所述北坡面具有大致相等的面積使得南坡面和北坡面形成一個等腰結(jié)構(gòu)，從而具有較高的剛度。而且，此種連棟結(jié)構(gòu)可以充分利用現(xiàn)有的大量農(nóng)業(yè)用地資源，具有很好的規(guī)模效應(yīng)。
文檔編號A01G9/14GK202095329SQ2011200023
公開日2012年1月4日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者許德平, 金湘范 申請人:北京中建陽光低碳科技有限公司