專(zhuān)利名稱(chēng)：平面頂連棟光伏大棚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)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(shí)代的發(fā)展，對(duì)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(chǔ)量非常有限，而且其形成周期通常需要上百萬(wàn)年，形成條件也非常復(fù)雜。因此，需要開(kāi)發(fā)新的能源來(lái)滿(mǎn)足對(duì)能源的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新的裝置或設(shè)計(jì)來(lái)充分地利用太陽(yáng)能，以更好地滿(mǎn)足對(duì)能源的需求。本實(shí)用新型的發(fā)明人注意到，目前在世界各地，尤其是在中國(guó)已經(jīng)建立了大量的大棚，以在冬天或比較寒冷的時(shí)候種植蔬菜。本實(shí)用新型的發(fā)明人還注意到，可以利用太陽(yáng)能電池板來(lái)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能以存儲(chǔ)起來(lái)或供應(yīng)至電網(wǎng)。由此，本實(shí)用新型的發(fā)明人設(shè)想利用大棚來(lái)進(jìn)行種植與發(fā)電。更具體地，本實(shí)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(yáng)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(yáng)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?chē)O(shè)施的照明等用途；也可以用于輸入至電網(wǎng)，通過(guò)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(jiǎn)單，而且有更大的面積朝南，從而太陽(yáng)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(gè)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(duì)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(wú)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(kāi)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(duì)棚頂進(jìn)行支撐。這即可以降低成本，還便于規(guī)?；?jīng)營(yíng)和自動(dòng)化耕作。需要指出的是，文中的術(shù)語(yǔ)“朝陽(yáng)”并非必然指“朝南”。當(dāng)在北半球時(shí)，“朝陽(yáng)”實(shí)際是指朝北。優(yōu)選地，所述平面頂相對(duì)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(shí)際使用地域(緯度位置)，合理地設(shè)置平面頂相對(duì)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(yáng)能電池陣列由透明薄膜太陽(yáng)能電池板組成。從而，部分陽(yáng)光可以透過(guò)太陽(yáng)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(yáng)能電池陣列下側(cè)的保溫反光材料。從而，可以同時(shí)起到保溫與反光的作用，提高太陽(yáng)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(kāi)的方式設(shè)置。這樣，可以根據(jù)實(shí)際情況而選擇是卷起還是鋪開(kāi)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(mén)窗(如果有的話)時(shí)的透氣性。優(yōu)選地，所述太陽(yáng)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(yáng)能電池板或其它太陽(yáng)能發(fā)電裝置。優(yōu)選地，每跨所述棚頂覆蓋的區(qū)域?yàn)榫匦危摼匦螀^(qū)域的南北寬度為11米，東西長(zhǎng)度為80米，立面圍合裝置的高度為5米，所述平面頂相對(duì)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(fèi)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(jì)使得大棚具有較大的室內(nèi)面積，便于實(shí)施機(jī)械化操作；而且如此大的圍合面積使得單個(gè)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(yùn)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?yàn)槟蟼?cè))的高度。由于平面頂?shù)膬A角， 在高側(cè)(在北半球?yàn)楸眰?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(yáng)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(shí)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(gè)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(zhǎng)上每隔10米設(shè)置一個(gè)，每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱的尺寸為長(zhǎng)0. 1米、寬0. 1米及高2. 5米，并且每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱的配筋為4根受力鋼筋，每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱具有一個(gè)獨(dú)立式基礎(chǔ)，所述獨(dú)立式基礎(chǔ)的尺寸為長(zhǎng)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(guò)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(shí)用新型一實(shí)施例的平面頂光伏大棚的側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)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(yáng)的平面頂，在所述平面頂上設(shè)置有太陽(yáng)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(yáng)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?chē)O(shè)施的照明等用途；也可以用于輸入至電網(wǎng)，通過(guò)電網(wǎng)向用電設(shè)備供電。根據(jù)本實(shí)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(duì)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(shí)際使用地域(緯度位置)，合理地設(shè)置平面頂相對(duì)于水平面的傾角。傾角在 0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)。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(shí)用新型的平面頂溫室大棚的應(yīng)用。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述太陽(yáng)能電池陣列由透明薄膜太陽(yáng)能電池板組成。從而，部分陽(yáng)光可以透過(guò)太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池板或其它太陽(yáng)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(yáng)能電池陣列下側(cè)的保溫反光材料。從而，可以同時(shí)起到保溫與反光的作用，提高太陽(yáng)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(kāi)的方式設(shè)置。這樣，可以根據(jù)實(shí)際情況而選擇是卷起還是鋪開(kāi)所述保溫反光材料。在一優(yōu)選實(shí)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(gè)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(mén)窗時(shí)的透氣性。在圖1所示的實(shí)施例中，平面頂溫室大棚的每跨棚頂覆蓋的區(qū)域?yàn)榫匦?。圖1僅僅示出了該平面頂連棟溫室大棚的一個(gè)單體(或稱(chēng)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(zhǎng)度為80米(圖中沒(méi)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(fèi)。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(jì)使得大棚具有較大的室內(nèi)面積，便于實(shí)施機(jī)械化操作； 而且如此大的圍合面積使得單個(gè)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(yùn)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?yàn)槟蟼?cè))處的高度。由于平面頂?shù)膬A角，在高側(cè)(在北半球?yàn)楸眰?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(shí)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。可以理解的是，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(yáng)光板鋪設(shè)。所述陽(yáng)光板例如是可以是市售的陽(yáng)光板。陽(yáng)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(diǎn)。例如，本實(shí)施例中選用5mm厚的、半透明陽(yáng)光板。在南立面處采用陽(yáng)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(mén)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(méi)有示出，圖1中的平面頂溫室大棚進(jìn)一步包括多個(gè)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(zhǎng)上每隔10米設(shè)置一個(gè)，每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱的尺寸為長(zhǎng)0. 1米、寬0. 1米及高2. 5米(其中，2. 5米為高度)，并且每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱的配筋為4根受力鋼筋，每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱具有一個(gè)獨(dú)立式基礎(chǔ)，所述獨(dú)立式基礎(chǔ)的尺寸為長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)0. 1米、寬0. 1米及高 2.0米，或者同時(shí)采用長(zhǎng)0. 1米、寬0. 1米及高2. 5米和長(zhǎng)0. 1米、寬0. 1米及高2.0米兩種此種。這根據(jù)項(xiàng)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(méi)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(yáng)能電池陣列，也就是說(shuō)，太陽(yáng)能電池陣列固定安裝，電池板之間沒(méi)有間隙，用橡膠條和固定膠固定。在太陽(yáng)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(kāi)。平面頂上還可以鋪設(shè)部分陽(yáng)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(yáng)光板鋪設(shè)，并可以帶有部分移動(dòng)窗。下面對(duì)平面頂?shù)膬A斜角度與輻射量的關(guān)系做簡(jiǎn)要說(shuō)明。1)傾斜面上直接輻射量的確定在工程設(shè)計(jì)中，傾斜面直接輻射量采用以下公式進(jìn)行計(jì)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(yáng)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(duì)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(yáng)能電池陣列由透明薄膜太陽(yáng)能電池板組成。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)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(yáng)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(kāi)的方式設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)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(xiàng)所述的平面頂連棟光伏大棚，其特征在于，所述太陽(yáng)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(xiàng)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?yàn)榫匦危摼匦螀^(qū)域的南北寬度為11米，東西長(zhǎng)度為80米，圍合裝置的高度為 5米，所述平面頂相對(duì)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(yáng)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(gè)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(zhǎng)上每隔10米設(shè)置一個(gè)，每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱的尺寸為長(zhǎng)0. 1米、寬0. 1米及高2. 5米，并且每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱的配筋為4根受力鋼筋，每個(gè)所述鋼筋混凝土立柱具有一個(gè)獨(dú)立式基礎(chǔ)，所述獨(dú)立式基礎(chǔ)的尺寸為長(zhǎng)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(guò)螺桿與法蘭連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)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(yáng)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(yáng)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?chē)O(shè)施的照明等用途；也可以用于輸入至電網(wǎng)，通過(guò)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(jiǎn)單，而且有更大的面積朝南，從而太陽(yáng)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(hào)A01G9/14GK202178998SQ201120002309

公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京中建陽(yáng)光低碳科技有限公司