本發(fā)明涉及一種農(nóng)作物光照補(bǔ)償裝置，具體為一種光伏電站中農(nóng)作物光照補(bǔ)償系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著能源消耗的不斷上升，以及化石燃料能源的不斷減少，世界各國都把目光轉(zhuǎn)向開發(fā)新型的可再生能源以維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。太陽能是一種清潔的可再生能源，利用光伏電池可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能。在發(fā)電過程中不消耗其他能源，相關(guān)技術(shù)在近十年中得到了快速的發(fā)展。

中國是全球太陽能電池的第一生產(chǎn)大國，電池片產(chǎn)能占到全球近80％的份額。我國的光伏利用形式主要以集中式電站為主。然而在人口較為密集的東部鮮有大片平坦的荒地，要建立大型電站不可避免地要與農(nóng)業(yè)用地產(chǎn)生沖突。在這種形勢下，人們開始探尋一種能夠同時保證光伏電站正常工作和農(nóng)作物的農(nóng)光互補(bǔ)的新型土地利用模式。

目前國內(nèi)的農(nóng)光互補(bǔ)的項(xiàng)目中，主要采用百葉窗的結(jié)構(gòu)，即每個電池組件以一定的傾角安裝或帶有單軸或雙軸跟蹤，通過提高組件安裝高度和擴(kuò)大相鄰組件間的預(yù)留空間，能夠有效地降低太陽能電池組件對農(nóng)作物的影響，但是其缺點(diǎn)也十分明顯，由于電池組件間隔較大，導(dǎo)致單位面積上的裝機(jī)量下降，發(fā)電成本上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種新型的光伏電站中農(nóng)作物光照補(bǔ)償系統(tǒng)，用于解決農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目中現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種光伏電站中農(nóng)作物光照補(bǔ)償系統(tǒng)，包括太陽能電池板和光照補(bǔ)償系統(tǒng)，太陽能電池板由多塊太陽能電池組件采用緊密排布的方式并排安裝構(gòu)成，相鄰太陽能電池板之間預(yù)留空間作為陽光收集區(qū)域，光照補(bǔ)償系統(tǒng)安裝在預(yù)留空間內(nèi)，將陽光導(dǎo)入太陽能電池組件下方，對太陽能電池組下方作物進(jìn)行光照補(bǔ)償。

光照補(bǔ)償系統(tǒng)包括雙鏡面反射部分和漫反射部分，雙鏡面反射部分由兩塊不同傾角的有機(jī)玻璃平面鏡構(gòu)成，其中，與地面夾角較大的平面鏡直接將陽光反射至地面，與地面夾角較小的平面鏡將陽光反射至太陽能電池組件背面，每塊平面鏡與地面的夾角大小均為可調(diào)；漫反射部分為鋁箔，貼設(shè)于太陽能電池組件的背面，接收平面鏡反射來的光，并將光漫反射至太陽能電池組件下方的地面。

使用本發(fā)明時，相鄰的兩個光照補(bǔ)償系統(tǒng)間的太陽能電池組件個數(shù)可以根據(jù)安裝地點(diǎn)的平均陽光照度以及組件下方種植的農(nóng)作物的需光量來確定。兩塊平面鏡的安裝角度可根據(jù)太陽能電池組件個數(shù)以及安裝地點(diǎn)的維度進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整，確保從日出到日落之間，平面鏡均能夠?qū)㈥柟夥瓷涞教柲茈姵亟M件下方的地面上，從而在確保太陽能電池組件正常發(fā)電的同時，對太陽能電池組件下方種植的農(nóng)作物進(jìn)行光照補(bǔ)償，使農(nóng)作物正常生長。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1太陽能電池組件及光照補(bǔ)償系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2光照補(bǔ)償系統(tǒng)的前視圖。

圖3三種不同角度的陽光光照下，光照補(bǔ)償系統(tǒng)的工作示意圖。

其中，1-太陽能電池組件；2-地面；3-光照補(bǔ)償系統(tǒng)a；4-光照補(bǔ)償系統(tǒng)b；5-鋁箔；6-平面鏡a1；7-平面鏡b1；8-平面鏡a2；9-平面鏡b2；10-角度為30°的光線；11-角度為45°的光線；12-角度為90°的光線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1～圖3對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。

參見圖1、圖2，太陽能電池組件1的尺寸為100cm×200cm，沿東西方向采用緊密排布的方式并排安裝，相鄰太陽能電池組件1的間隔為2cm，太陽能電池組件1距離地面2高度為200cm。每隔5塊太陽能電池組件1空出100cm寬的空間，用于安裝光照補(bǔ)償系統(tǒng)a3、光照補(bǔ)償系統(tǒng)b4。太陽能電池組件1背面貼有鋁箔5，可在表面產(chǎn)生漫反射作用。

光照補(bǔ)償系統(tǒng)a3由兩塊有機(jī)玻璃材質(zhì)的平面鏡a1、平面鏡b1構(gòu)成，光照補(bǔ)償系統(tǒng)a4由兩塊有機(jī)玻璃材質(zhì)的平面鏡a2、平面鏡b2構(gòu)成，分別安裝在太陽能電池板左右兩側(cè)的預(yù)留空間。其中，平面鏡a1、平面鏡a2的鏡面尺寸為70cm×200cm，與地面2夾角為α；平面鏡b1、平面鏡b2的鏡面尺寸為46cm×200cm，與地面2夾角為β。平面鏡a1、平面鏡a2的鏡面最高點(diǎn)高于太陽能電池組件1上表面30cm，距離太陽能電池組件1邊緣50cm。

平面鏡a1、平面鏡a2的鏡面與地面2的夾角大小可以根據(jù)安裝所在地的維度來確定。夾角α的選擇原則為確保陽光能夠被反射到第五塊太陽能電池組件1下方的地面。平面鏡b1、平面鏡b2的鏡面與地面2夾角β的選擇原則為確保陽光垂直地面照射時，陽光經(jīng)過鏡面能夠被反射到最中間一塊太陽能電池組件1背面的鋁箔5上。假設(shè)太陽角度為30°時開始有效照射，則夾角α應(yīng)該選為94°，夾角β應(yīng)該選為50°。

圖3是角度為30°的光線10、角度為45°的光線11、角度為90°的光線12三種不同角度的光照下，光照補(bǔ)償系統(tǒng)b4的工作情況。其中，角度值為光線在所示平面的投影與地面的夾角大小。

太陽在上午位于偏東方向，陽光會照射在光照補(bǔ)償系統(tǒng)b4上。當(dāng)光線角度為30°時，陽光照射在平面鏡a2的鏡面上，光線直接被反射至最東邊的一塊太陽能電池組件1下方的地面上。

當(dāng)光線角度為45°時，陽光照射在平面鏡a2的鏡面上，光線直接被反射至最中間的一塊太陽能電池組件1下方的地面上。

當(dāng)光線角度為90°時，陽光照射在平面鏡a2的鏡面上，光線被反射至最中間的一塊太陽能電池組件1背面的鋁箔5上，再漫反射至下方地面上。

太陽在下午位于偏西方向，陽光會照射在光照補(bǔ)償系統(tǒng)a3上。當(dāng)光照角度不同時，光照補(bǔ)償系統(tǒng)a3的工作情況與光照補(bǔ)償系統(tǒng)b4類似。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光伏電站中農(nóng)作物光照補(bǔ)償系統(tǒng)，包括太陽能電池板和光照補(bǔ)償系統(tǒng)，太陽能電池板由多塊太陽能電池組件采用緊密排布的方式并排安裝構(gòu)成，光照補(bǔ)償系統(tǒng)安裝在相鄰太陽能電池板之間的預(yù)留空間內(nèi)，光照補(bǔ)償系統(tǒng)包括雙鏡面反射部分和漫反射部分，雙鏡面反射部分由兩塊不同傾角的有機(jī)玻璃平面鏡構(gòu)成，每塊平面鏡與地面的夾角大小均為可調(diào)，漫反射部分為鋁箔，貼設(shè)于太陽能電池組件的背面。本發(fā)明有利于在確保太陽能電池組件正常發(fā)電的同時，對太陽能電池組件下方種植的農(nóng)作物進(jìn)行光照補(bǔ)償，使農(nóng)作物正常生長。

技術(shù)研發(fā)人員：陳國慶;馬超群;朱純;吳亞敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.07
技術(shù)公布日：2017.08.22