專利名稱：柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的動力裝置，屬于新能
源農(nóng)業(yè)機械'綠色'技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水稻是高產(chǎn)的糧食作物，全世界有一半以上的人口以稻米為主食，稻米的營養(yǎng)豐 富，長期食用稻米有益人體的健康。本專利的發(fā)明人年已七十歲、目睹了中國近60年水稻 生產(chǎn)的演變，本專利的申請人是發(fā)明人創(chuàng)辦的農(nóng)業(yè)企業(yè)無錫市新區(qū)梅村鎮(zhèn)同春太陽能光 伏農(nóng)業(yè)種植園。在上世紀的五十年代和六十年代，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟占有較大的比重，每年的4月至 5月，江蘇北部水稻產(chǎn)區(qū)里的農(nóng)婦拎著竹籃子在田埂上挑秧草，一籃子接一籃子的秧草倒 進秧田，用作綠肥埋入泥漿中，腐爛后用作為水稻秧苗的肥料；江蘇南部的水稻產(chǎn)區(qū)里一片 片開著紫紅色花朵的紫云英用作為秧田的綠肥、是培育水稻壯秧的物質(zhì)基礎(chǔ)。這些生產(chǎn)方 式在2009年都看不到了，農(nóng)民撒進秧田里的是以石油產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的化學肥料-尿素。 1963年，我到天津附近的國營蘆臺農(nóng)場考察水稻機械化生產(chǎn)，那里的農(nóng)業(yè)機械全部使用柴 油到2009年，江蘇省無錫市56萬畝水稻種植面積中的百分之九十的面積采用機械插秧， 現(xiàn)有的插秧機多數(shù)加用柴油，2008年5月出現(xiàn)了柴油供應暫時中斷，許多人急的手忙腳亂， 縱觀六十年來的水稻生產(chǎn)發(fā)展過程，就可以看到對石油供應的依賴性越來越大。中國是石 油消費大國，2008年消費的石油有一半靠從國外進口，本發(fā)明人曾在原石油工業(yè)部、南京煉 油廠、江蘇油田工作七年，對未來的世界石油供應有一定的認識。中國是一個人口大國，糧 食安全至關(guān)重要，毛澤東同志早就指出'必須把糧食抓緊'、'深挖洞、廣積糧、不稱霸'，糧 食是寶中之寶。用現(xiàn)代生產(chǎn)方式大量生產(chǎn)糧食離不開可靠的能源供應的支撐。六十年來， 我們對充分利用農(nóng)村中普遍存在的、可以在農(nóng)業(yè)上、特別是農(nóng)業(yè)機械上就地利用的太陽能 和風能沒有投入充足的資金來加快開發(fā)和應用。毛澤東同志指出"農(nóng)業(yè)的根本出路在于機 械化"，機械插秧技術(shù)成熟，進步很快?？墒侨珖f臺插秧機中有一半要靠從國外長途運 來的、價格不斷上漲的柴油或汽油才能啟動，這對中國的糧食安全是值得深思的。 新中國成立六十年來，特別是改革開放以來，中國的'綠色'能源技術(shù)在農(nóng)業(yè)、特別 在農(nóng)業(yè)機械上的應用 一直是作為中國能源研究會會員、中國農(nóng)業(yè)機械學會能源動力學會理 事的本發(fā)明人長期關(guān)注和不斷學習的。節(jié)油、輕巧、靜音、能提供高品質(zhì)電力的柴油逆變發(fā) 電機具有發(fā)動機與高效多極發(fā)電機巧妙結(jié)合的設計及由微型計算機控制的逆變器系統(tǒng)，適 合安裝在插秧機上提供部分動力。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)進步快、光電轉(zhuǎn)換效率不斷提高，特 別是重量輕的、中國南通已經(jīng)能夠大量生產(chǎn)的非晶硅薄膜太陽能電池和即將在蘇州、天津 投產(chǎn)的、對環(huán)境無污染、光電轉(zhuǎn)換效率高、使用壽命長的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池適合安裝 在插秧機的大面積頂蓬上既遮擋住陽光對秧苗和操作人員的暴曬，更能發(fā)出大量的電力供 應插秧機對清潔能源的要求，中國制造的、適合在近地面以上1. 5米高和3米高距離使用的 微型風力發(fā)電機2只需要有每秒3米及3米以上的風速吹動葉片1就可以持續(xù)發(fā)電。中國 已擁有先進的鋰離子電池12制造基地，可以大批量制造適合插秧機使用的高效鋰離子電池12。本發(fā)明人采用數(shù)碼柴油發(fā)電機10、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和鋰離子電 池四種新能源技術(shù)中的長處、取長補短、相互補充，組成向插秧機供電的混合動力裝置，為 建設當代新農(nóng)村、為保障糧食生產(chǎn)提供前所未有的新能源'綠色'插秧機。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，根據(jù)世界石油資源逐日減少，石油價格漲 落多變，世界化石能源的開發(fā)使用嚴重污染自然環(huán)境、造成氣候變化的總趨勢，充分利用數(shù) 碼柴油發(fā)電機、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和鋰離子電池四項有利于節(jié)能減排，保 護生態(tài)環(huán)境的'綠色'能源新技術(shù)來共同向插秧機提供混合動力。 為了解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 —種柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，其特征是，采用 數(shù)碼柴油發(fā)電機、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、鋰離子電池共同向插秧機提供混合 動力；數(shù)碼柴油發(fā)電機通過導電線連接電動機；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽電池，太陽 電池通過導電線依次連接光伏控制器、光伏逆變器，太陽電池還通過導電線連接鋰離子電 池；風力發(fā)電系統(tǒng)包括葉片、與葉片通過導電線連接的微型風力發(fā)電機，微型風力發(fā)電機通 過導電線與風力發(fā)電控制器連接，風力發(fā)電控制器連接風力發(fā)電逆變器，風力發(fā)電逆變器 通過導電線連接鋰離子電池；行走輪轉(zhuǎn)動軸連接水田行走輪，插秧爪移動軸連接插秧爪，插 秧爪移動軸上方設置有秧苗箱板。 柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，還包括駕駛椅、方向 盤；防護罩、在防護罩內(nèi)的光伏控制器和光伏逆變器。 所述的太陽電池既可以采用單晶硅太陽電池板或多晶硅太陽電池板呈斜面安裝 在插秧機上，也可以采用銅銦鎵硒薄膜太陽電池或非晶硅薄膜太陽電池安裝在插秧機的大 面積頂蓬上，頂蓬的面積可以比插秧機停放時的占地面積大2-8倍。 [ooog]所述的微型風力發(fā)電機是離網(wǎng)微型風力發(fā)電機。 柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，所述的微型風力發(fā)電 機2是體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、發(fā)電效率高的離網(wǎng)微型風力發(fā)電機2，微型風力發(fā)電機2十分 靈敏，當秧田上的低空風速達到每秒3米及3米以上時，葉片1就可以轉(zhuǎn)動，微型風力發(fā)電 機2就能發(fā)出電力向插秧機提供動力；微型風力發(fā)電機2適合在插秧機頂部迎著風向合理 安裝2臺至8臺，可以用導電線3連接并網(wǎng)供電，使風力發(fā)電清潔能源電流量占插秧機所需 的全部電流量的比例達到20-30%。
圖1為本發(fā)明的機構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實施例作進一步描述 —種柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，采用數(shù)碼柴油發(fā) 電機、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、鋰離子電池四項'綠色'新能源技術(shù)共同向插秧 機提供混合動力；具有輕便、節(jié)油、低噪音、高品質(zhì)電力優(yōu)點的數(shù)碼柴油發(fā)電機IO發(fā)出的電 力通過導電線3輸入電動機11 ;太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽電池5、導電線3、光伏控制 器17、光伏逆變器15、鋰離子電池12，在陽光的照射下，從太陽電池5輸出的直流電通過導電線3輸入光伏控制器17調(diào)整后再輸入光伏逆變器15轉(zhuǎn)換成交流電輸入電動機11，也可 以輸入鋰離子電池12儲存?zhèn)溆?；風力發(fā)電系統(tǒng)包括葉片1、微型風力發(fā)電機2、導電線3、風 力發(fā)電控制器4、風力發(fā)電逆變器19、鋰離子電池12 ;當田野上的風速達到每秒3米及3米 以上時，葉片1轉(zhuǎn)動，微型風力發(fā)電機2發(fā)出的直流電通過導電線3輸入風力發(fā)電控制器4， 接著輸入風力發(fā)電逆變器19轉(zhuǎn)換成交流電，然后輸入電動機11 ，也可以輸入鋰離子電池12 儲存?zhèn)溆?；鋰離子電池12是理想的動力電源，具有使用壽命長，100XD0D充放電可達900 次以上；當采用淺深度(30% DOD)充放電時，循環(huán)次數(shù)已經(jīng)超過5000次；從常規(guī)供電網(wǎng)或 插秧機上各種供電源輸入鋰離子電池12的電流，可以儲存?zhèn)溆茫z型聚合物鋰離子電池 和全固態(tài)聚合物鋰離子電池的儲能作用都相當好；從鋰離子電池12輸出的電流通過導電 線3輸入電動機11 ;電動機11運轉(zhuǎn)時，將電能轉(zhuǎn)換成機械能，使用一部分機械能可以使行 走輪轉(zhuǎn)動軸13發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而帶動水田行走輪14在整平的秧田里向前運動；使用另一部分 機械能驅(qū)動插秧爪移動軸20發(fā)生左右移動和插秧爪18圍繞插秧爪移動軸20作圓周運動， 從而使固定在插秧爪移動軸20上的插秧爪18可以向左或向右作勻速運動，從整齊放置在 秧苗箱板6上的秧苗上自左向右、然后自右向左往返按照順序抓取適量秧苗，及時插入水 田耕作層上部適宜的深度，將水稻秧苗按照不同的水稻品種對插秧的行距、株距、每穴苗數(shù) 的不同要求，不誤農(nóng)時及時進行機械插秧，確保糧食豐收。 所述的柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，插秧機操作人 員坐在駕駛椅8上，掌握方向盤9和其他器具操縱插秧機的各個部件的運動；防護罩16保 護安放在防護罩16內(nèi)的光伏控制器17和光伏逆變器15的安全。 柴油發(fā)電和風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，所述的太陽電池1既 可以采用單晶硅太陽電池板或多晶硅太陽電池板呈斜面安裝在插秧機上，也可以采用銅銦 鎵硒薄膜太陽電池或非晶硅薄膜太陽電池安裝在插秧機的大面積頂蓬上，頂蓬的面積可以 比插秧機停放時的占地面積大2-8倍，以便接受更多的太陽輻射量，發(fā)出更大量的光伏電 流，使太陽能光伏清潔能源產(chǎn)生的電力在插秧機所需的全部電力中所占的比例達到30 50%。 柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，所述的微型風力發(fā)電 機2是體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊、發(fā)電效率高的離網(wǎng)微型風力發(fā)電機2，微型風力發(fā)電機2十分 靈敏，當秧田上的低空風速達到每秒3米及3米以上時，葉片1就可以轉(zhuǎn)動，微型風力發(fā)電 機2就能發(fā)出電力向插秧機提供動力；微型風力發(fā)電機2適合在插秧機頂部迎著風向合理 安裝2臺至8臺，可以用導電線3連接并網(wǎng)供電，使風力發(fā)電清潔能源電流量占插秧機所需 的全部電流量的比例達到20-30%。 本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及一種柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動 力裝置，屬于新能源農(nóng)業(yè)機械'綠色'技術(shù)領(lǐng)域。采用安裝在插秧機上的數(shù)碼柴油發(fā)電機、太 陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和鋰離子電池四項有利于節(jié)能減排的新能源動力共同向 插秧機提供混合動力；數(shù)碼柴油發(fā)電機發(fā)出的電力通過導電線輸入電動機；太陽電池產(chǎn)生 的電力通過導電線、光伏控制器、光伏逆變器輸入電動機，重量輕的薄膜太陽電池適合安裝 在插秧機的大面積頂蓬上接受陽光的大量照射，產(chǎn)生更多的電流量，提供較大的動力；微型 風力發(fā)電機發(fā)出的電流通過另一套導電線、風力發(fā)電控制器、風力發(fā)電逆變器輸入電動機； 電流也可以進入鋰離子電池儲存?zhèn)溆?。[0020] 新能源插秧機是當代綠色、節(jié)能、環(huán)保的插秧機，主要采用了四項新能源技術(shù) 1.太陽能光伏發(fā)電清潔能源技術(shù)；2.風力發(fā)電清潔能源技術(shù)；3.數(shù)碼柴油發(fā)電機節(jié)油技 術(shù)；4.鋰離子充放電技術(shù)。 在中國南方和北方不同的水稻產(chǎn)區(qū)，對安裝在插秧機上的太陽電池5的面積大小 和微型風力發(fā)電機的數(shù)量多少有不同的要求 實施例一 中國廣東省地處經(jīng)緯較低的地區(qū)，夏季接受太陽光直射的天數(shù)比較多，光照比較 強，安裝在插秧機頂蓬上的薄膜太陽能電池5的上表面面積比插秧機停放時的占地面積大 2倍，安裝在插秧機上的微型風力發(fā)電機2的數(shù)量為六臺。 實施例二 中國黑龍江省地處經(jīng)度較高的地區(qū)，接受太陽光的斜射，夏季的陽光照射強度比 南方要弱一些，安裝在插秧機頂蓬上的薄膜太陽電池5的上表面的面積比插秧機停放時的 占地面積大4倍，安裝在插秧機上的微型風力發(fā)電機2的數(shù)量為8臺。
權(quán)利要求一種柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，其特征是，采用數(shù)碼柴油發(fā)電機、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、鋰離子電池共同向插秧機提供混合動力；數(shù)碼柴油發(fā)電機(10)通過導電線(3)連接電動機(11)；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽電池(5)，太陽電池(5)通過導電線(3)依次連接光伏控制器(17)、光伏逆變器(15)，太陽電池(5)還通過導電線(3)連接鋰離子電池(12)；風力發(fā)電系統(tǒng)包括葉片(1)、與葉片(1)通過導電線(3)連接的微型風力發(fā)電機(2)，微型風力發(fā)電機(2)通過導電線(3)與風力發(fā)電控制器(4)連接，風力發(fā)電控制器(4)連接風力發(fā)電逆變器(19)，風力發(fā)電逆變器(19)通過導電線(3)連接鋰離子電池(12)；行走輪轉(zhuǎn)動軸(13)連接水田行走輪(14)，插秧爪移動軸(20)連接插秧爪(18)，插秧爪移動軸(20)上方設置有秧苗箱板(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置， 其特征是，包括駕駛椅(8)、方向盤(9);防護罩(16)、在防護罩(16)內(nèi)的光伏控制器(17) 和光伏逆變器(15)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置， 其特征是，所述的太陽電池(1)既可以采用單晶硅太陽電池板或多晶硅太陽電池板呈斜面 安裝在插秧機上，也可以采用銅銦鎵硒薄膜太陽電池或非晶硅薄膜太陽電池安裝在插秧機 的大面積頂蓬上，頂蓬的面積可以比插秧機停放時的占地面積大2-8倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置， 其特征是，所述的微型風力發(fā)電機(2)是離網(wǎng)微型風力發(fā)電機(2)。
專利摘要本實用新型涉及一種柴油發(fā)電與風光發(fā)電互補應用在插秧機上的混合動力裝置，屬于新能源農(nóng)業(yè)機械“綠色”技術(shù)領(lǐng)域。采用安裝在插秧機上的數(shù)碼柴油發(fā)電機、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)和鋰離子電池四項有利于節(jié)能減排的新能源動力共同向插秧機提供混合動力。碼柴油發(fā)電機發(fā)出的電力通過導電線輸入電動機；太陽電池產(chǎn)生的電力通過導電線、光伏控制器、光伏逆變器輸入電動機，重量輕的薄膜太陽電池適合安裝在插秧機的大面積頂篷上接受陽光的大量照射，產(chǎn)生更多的電流量，提供較大的動力；微型風力發(fā)電機發(fā)出的電流通過另一套導電線、風力發(fā)電控制器、風力發(fā)電逆變器輸入電動機；電流也可以進入鋰離子電池儲存?zhèn)溆谩?br> 文檔編號F02B63/04GK201528527SQ20092004485
公開日2010年7月21日 申請日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者繆同春 申請人:無錫市新區(qū)梅村鎮(zhèn)同春太陽能光伏農(nóng)業(yè)種植園