專利名稱：平面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，特別是涉及一種平面頂連棟光伏大棚。
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(jìn)行種植與發(fā)電。更具體地，本實用新型提供一種平面頂連棟光伏大棚，所述平面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，每跨所述棚頂為平面頂，在各所述平面頂上設(shè)置有太陽能電池陣列。由此，所述平面頂連棟溫室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。所述平面頂使得大棚的整體結(jié)構(gòu)較為簡單，而且有更大的面積朝南，從而太陽能利用效率更高。而且，此種平面頂溫室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)。尤其適合在低緯度地區(qū)以及風(fēng)速較低地區(qū)使用。由于連棟結(jié)構(gòu)包括多個跨(例如7跨、9跨、21跨等)，從而所述平面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，所述平面頂連棟光伏大棚內(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，但根據(jù)需要可以存在支柱對棚頂進(jìn)行支撐。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“朝陽”并非必然指“朝南”。當(dāng)在北半球時，“朝陽”實際是指朝北。優(yōu)選地，所述平面頂相對于水平面的傾角可以在0度與18度之間。從而，根據(jù)所述平面頂連棟光伏大棚的實際使用地域(緯度位置)，合理地設(shè)置平面頂相對于水平面的傾角。傾角在ο度與18度之間的平面頂通?？梢赃m用于地球上大部分光照良好區(qū)域，且更佳地適用于低緯度地區(qū)。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(qiáng)度。優(yōu)選地，所述平面頂溫室大棚可以進(jìn)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，所述平面頂上可以進(jìn)一步設(shè)置有透氣天窗。從而改善所述平面頂溫室大棚的透氣性。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，每跨所述棚頂覆蓋的區(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，所述平面頂相對于水平面的傾角為3-5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(jī)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(dá)到50. 4kW)，從而具有一定的發(fā)電規(guī)模，便于電能的經(jīng)濟(jì)利用與輸送。較大的高度使得有足夠的空間用于農(nóng)用機(jī)械的操作和運行，也適于種植需要較高空間的作物。3-5度的較小傾角則使得在熱帶、亞熱帶地區(qū)比較適用。此處圍合裝置的高度指的是低側(cè)(在北半球為南側(cè))的高度。由于平面頂?shù)膬A角， 在高側(cè)(在北半球為北側(cè))處的高度將高于低側(cè)的高度。東側(cè)和西側(cè)處從南側(cè)向北側(cè)高度逐漸升高。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(jìn)一步提高所述平面頂溫室大棚的保溫性能，同時提高采光性能。優(yōu)選地，所述平面頂溫室大棚可以進(jìn)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米及高2. 5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米及深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(qiáng)度與穩(wěn)固性。
圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的平面頂光伏大棚的側(cè)視示意圖。
具體實施方式
根據(jù)本實用新型一實施例的平面頂光伏大棚包括立面圍合裝置和設(shè)置在所述立面圍合裝置上方的棚頂，所述棚頂為朝陽的平面頂，在所述平面頂上設(shè)置有太陽能電池陣列。由此，所述平面頂溫室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。根據(jù)本實用新型的平面頂溫室大棚的設(shè)置
4地理位置，所述平面頂相對于水平面的傾角可以在0度與18度之間。從而，根據(jù)所述平面頂溫室大棚的實際使用地域(緯度位置)，合理地設(shè)置平面頂相對于水平面的傾角。傾角在 0度與18度之間的平面頂通常可以適用于地球上大部分光照良好區(qū)域，且更佳地適用于低緯度地區(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(jì)作物，比較適合本實用新型的平面頂溫室大棚的應(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(qiáng)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。所述平面頂溫室大棚可以進(jìn)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，所述平面頂上設(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。從而改善所述平面頂溫室大棚的透氣性。尤其是在關(guān)閉其余門窗時的透氣性。在圖1所示的實施例中，平面頂溫室大棚的每跨棚頂覆蓋的區(qū)域為矩形。圖1僅僅示出了該平面頂連棟溫室大棚的一個單體(或稱為一跨)的側(cè)視圖。如圖1中所示，該平面頂溫室大棚單體的南北寬度為11米，立面圍合裝置的高度為5米。而且，平面頂溫室大棚，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(jī)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(dá)到50. 4kW)，從而具有一定的發(fā)電規(guī)模，便于電能的經(jīng)濟(jì)利用與輸送。較大的高度使得有足夠的空間用于農(nóng)用機(jī)械的操作和運行，也適于種植需要較高空間的作物。3-5 度的較小傾角則使得在熱帶、亞熱帶地區(qū)比較適用。此處圍合裝置的高度指的是低側(cè)(在北半球為南側(cè))處的高度。由于平面頂?shù)膬A角，在高側(cè)(在北半球為北側(cè))處的高度將高于低側(cè)的高度。東側(cè)和西側(cè)處從南側(cè)向北側(cè)高度逐漸升高。實際上，在傾角較小的情況下(例如3-5度)，南北側(cè)的高度差異很小?？梢岳斫獾氖?，所述立面圍合裝置包括東立面、南立面(高5米)、西立面和北立面(高約5. 18米，平面頂?shù)膬A角為3度)，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(jī)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(jìn)一步提高所述平面頂溫室大棚的保溫性能。 而且，進(jìn)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(dāng)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中的平面頂溫室大棚進(jìn)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米及高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米及深1. 0米(其中，1. 0米為深度)，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(qiáng)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米及高 2.0米，或者同時采用長0. 1米、寬0. 1米及高2. 5米和長0. 1米、寬0. 1米及高2.0米兩種此種。這根據(jù)項目地的地質(zhì)情況、最大風(fēng)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所示的平面頂溫室大棚單體中，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Polynum材料，所述保溫反光 Polynum材料可以根據(jù)需要卷起和鋪開。平面頂上還可以鋪設(shè)部分陽光板和透氣天窗。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。下面對平面頂?shù)膬A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(jìn)行計算Rb = Hbt/Hb，其中
權(quán)利要求1.一種平面頂連棟光伏大棚，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，每跨所述棚頂為平面頂，在各所述平面頂上設(shè)置有太陽能電池陣列。
2.如權(quán)利要求1所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述平面頂相對于水平面的傾角在0度與18度之間。
3.如權(quán)利要求1所述的平面頂連棟光伏大棚，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中任一項所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，進(jìn)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所述的平面頂連棟光伏大棚，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中任一項所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述平面頂上進(jìn)一步設(shè)置有透氣天窗。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的平面頂連棟光伏大棚，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。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，每跨所述棚頂覆蓋的區(qū)域為矩形，該矩形區(qū)域的南北寬度為11米，東西長度為80米，圍合裝置的高度為 5米，所述平面頂相對于水平面的傾角為3-5度。
9.如權(quán)利要求8所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，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)。
10.如權(quán)利要求8所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，進(jìn)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米及高2. 5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米及深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平面頂連棟光伏大棚，所述平面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，每跨所述棚頂為平面頂，在各所述平面頂上設(shè)置有太陽能電池陣列。所述平面頂連棟溫室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。所述平面頂使得大棚的整體結(jié)構(gòu)較為簡單，而且有更大的面積朝南，從而太陽能利用效率更高。而且，此種平面頂溫室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)。尤其適合在低緯度地區(qū)以及風(fēng)速較低地區(qū)使用。
文檔編號A01G9/14GK202178998SQ201120002309

公開日2012年4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