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CN204090645U - 一种锯齿形连栋光伏农业种植大棚 - Google Patents

一种锯齿形连栋光伏农业种植大棚 Download PDF

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CN204090645U CN201320738494.4U CN201320738494U CN204090645U CN 204090645 U CN204090645 U CN 204090645U CN 201320738494 U CN201320738494 U CN 201320738494U CN 204090645 U CN204090645 U CN 204090645U
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roof
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刘建
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Landscapes

  • Greenhouses (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Abstract

本实用新型专利公开了一种锯齿形屋面的光伏发电农业种植大棚,包括一个以上的跨数和开间数的大棚本体。大棚屋面呈锯齿形、不等坡,屋面南侧铺设光伏电池组件和PC板(或玻璃),屋面北侧铺设园艺用防虫网(或塑料薄膜)。大棚屋面光伏组件可进行发电,大棚内部可种植蔬菜或花卉等农作物;大棚屋面光伏组件之间均匀的设置了采光带,采用PC板(或玻璃)覆盖,使得光伏组件为作物提供遮荫环境的同时也不影响作物生产采光,还可减少暴雨、台风对棚内作物的冲刷和吹打;大棚屋面北侧和四周墙面设置了防虫网覆盖的通风口(或卷膜开窗机构),可降低大棚夏季生产温度;本实用新型适用于我国长江以南(特别是我国热区)及自然环境与之相似的地区。

Description

一种锯齿形连栋光伏农业种植大棚
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用与农业设施大棚技术领域,特别是涉及一种锯齿形连栋光伏农业种植大棚。
背景技术
随着时代的发展,对于新能源的利用需求日益增加;同时利用设施大棚进行农业生产的技术日益成熟,种植面积巨大。发展太阳能光伏发电需要大量的土地资源;发展设施大棚需要降低其建造成本但又需获得更好的室内生产环境。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新的农业种植大棚结构形式,实现大棚屋顶能够充分的利用太阳能进行发电,大棚室内可为蔬菜或花卉提供一个良好的生产环境,更好的满足太阳能发电对“大面积土地”和农业种植对“低成本”和“适宜生产环境”的需求。
本实用新型的发明人注意到,目前在世界各地及中国已经建立起部分光伏发电和农业种植相结合的大棚结构形式,但是由于没有注意与自然环境和农业种植的要求相结合,使得建成的大棚要么种植效益差,要么发电效益不佳,较难取得农业和光伏发电的双重盈利。
由此,本实用新型是在充分考虑了农业种植条件和自然环境的基础上,设定满足农业生产的基本要求为前提,开发设计了一种新的、带有地区适用性的光伏发电农业种植大棚的结构形式。
为了实现上述目的,本实用新型采取了以下的设计方案:一种连栋的锯齿形屋面的光伏农业种植大棚,包括一个以上的跨度数和开间数的大棚本体。大棚南侧的屋面采用光伏电池板和PC板(或玻璃)进行间隔布置安装;大棚的北侧屋面及大棚四周的墙面采用园艺用防虫网或塑料薄膜(含卷膜开窗机构)进行覆盖。
另外,在大棚连栋之间设置由镀锌板压制的天沟或在大棚室内地面设置铺设土工布的排水沟(兼作种植走道)。
由此,所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚的优点是:既能为蔬菜、花卉生产提供良好的生产环境,也可以将电能输入电网、少部分可用于大棚种植灌溉等机械所需的电能。光伏电池组件为棚内作物遮挡了大部分强光,为作物提供了一个良好的环境;同时所述的大棚屋面的北侧设置了防虫网覆盖的通风口,配合光伏大棚四周墙面防虫网覆盖的通风口,可以形成良好的自然通风,加上光伏电池组件的遮荫作用,可较好的降低大棚内部的温度,大棚屋面南侧的光伏电池组件和PC板可阻挡暴雨对农作物的袭击,同时其强度较传统的塑料薄膜强度大,可最大限度的减少台风暴雨对棚内作物的损害。可见所述的大棚可以充分利用农业种植土地提供清洁能源,又能为棚内作物提供一个良好的生产环境。基于所述大棚的特点,其适合在我国的热区进行规模化发展,如海南省和广东、广西、云南、四川等省的部分地区、以及自然环境与之相似的地区。当然,通过改变其部分覆盖的形式,可更大范围的适用于我国长江以南地区。
附图说明
图1为本实用新型整体结构及屋面覆盖第一种布置方式示意图。
图2为本实用新型连跨方向的剖面示意图。
图3为本实用新型北侧屋面“夹角为0°时”结构示意图(局部)。
图4为本实用新型北侧屋面“夹角为60°时”结构示意图(局部)。
图5为本实用新型屋面覆盖第二种布置方式示意图。
图6为本实用新型屋面覆盖第三种布置方式示意图。
具体实施方式
如图1、2所示,本实用新型锯齿形连栋光伏农业种植大棚包括一个以上的跨数和开间数(实际应用中可根据需求选择任意跨数和开间数的组合,本图示例中为3跨、3开间)的大棚本体。大棚南侧的屋面采用光伏电池组件和PC板(或玻璃)进行间隔布置安装,大棚北侧屋面及大棚四周墙面采用园艺用防虫网或塑料薄膜(含卷膜开窗机构)进行覆盖。
图中所示的1为“普通晶硅太阳能电池”、“薄膜太阳能电池”或“双玻晶硅太阳能电池”等太阳能电池组件安装组成,电池组件采用螺栓及卡扣固定于大棚屋面的纵向檩条上,檩条可采用C型、几字型等热镀锌管件,便于安装和长期使用。
图中所示的2为PC板或玻璃覆盖,采用铝合金压条、边框及螺栓固定于大棚屋面的纵向檩条上,压条及边框之间采用成型的密封胶条或密封胶进行密封。
图中所示的3为大棚的北侧屋面,在具体实施中,北侧屋面与竖直方向的夹角可以取0°~60°之间(如图2中12所示)。当此夹角为0°~20°时,该侧屋面可采用20~60目的园艺用防虫网进行覆盖;当此夹角大于20°时,宜在防虫网的外侧增设一层塑料薄膜覆盖(含卷膜开窗机构),在非雨期及温度较高季节可将塑料薄膜卷至屋顶,形成通风窗,降低室内温度;下雨或温度较低时将塑料薄膜卷下阻挡暴雨对室内作物的冲刷或提高室内温度。由此,根据作物对大棚保温的需求,建议冬季平均温度在10℃以上的地区,上述夹角采用0°~20°,优选0°;冬季平均温度在0℃~10℃的地区,上述夹角采用20°~60°,优选60°。
图中所示的4为大棚的屋面排水天沟,采用镀锌板压制而成。如果雨水对室内作物影响不大,可用其它的热镀锌管件代替天沟,以降低造价。此时,屋面的排水会直接进入大棚的室内,为此在天沟垂直下方一侧的室内地面上增设了0.5m宽的排水沟(如图2中5所示),排水沟深度根据当地的雨量和大棚的长度(沿开间方向的尺寸)而定。同时在沟内直接铺设土工布,既不会破坏农田的结构形态(尽量少使用砖、石、混凝土)、又能使排水顺畅、同时还可以兼作室内种植的操作走道,一地多用,节约土地资源。
图中所示的6为大棚的南侧屋面光伏电池组件分组间隔采光带的尺寸,在0.5m~1.0m之间取得。根据作物的对采光的需求而定,优选0.8m;需要说明的是:当选用“普通晶硅太阳能电池”、“薄膜太阳能电池”光伏电池组件时,需要布置图中6所示的采光带,并可按图1及图5的屋面覆盖布置方式布置;当采用“双玻晶硅太阳能电池”光伏电池组件时,则图中所示的6(采光带尺寸)为0,此时可按图6所示的屋面覆盖布置方式布置。
图中所示的7为大棚的屋面光伏电池组件采取间隔布置方式时,电池组件阵列的长度(沿开间方向)尺寸,在2.0m~4.0m之间取得,根据光伏组件的规格和作物对采光的需求而定,优选3.4m。
图中所示的8为大棚的开间尺寸,在2.0m~5.0m之间取得,优选4.0m。
图中所示的9为大棚的跨度尺寸,在5.0m~6.0m之间取得,优选5.5m。
图中所示的10为大棚的肩高尺寸(肩高及基础面到天沟下部的高度),在2.0m~3.0m之间取得,优选2.4m。
图中所示的11为大棚四周的墙面,在具体实施中,根据作物对大棚保温的需求,建议冬季平均温度在10℃以上的地区采用20~60目的园艺用防虫网进行覆盖,冬季平均温度在0℃~10℃的地区宜在防虫网的外侧增设一层塑料薄膜覆盖(含卷膜开窗机构),在温度较高时可将塑料薄膜卷至屋顶,形成通风窗,降低室内温度,温度较低时将塑料薄膜卷下,提升室内温度。
图中所示的13为太阳能光伏组件在大棚的屋面阵列的宽度尺寸,在3.5m~4.5m之间取得,优选4m。
另外:所述大棚南侧屋面与水平面的夹角为10°~18°(如图2中14所示)。取值时应根据当地计算日的太阳高度角的大小取得,使得太阳光线尽量与屋面垂直(现有技术);所述大棚只给出了基本的结构形式,骨架材料应按大棚的结构要求采用热镀锌材料,材料的截面和大棚基础应按有关规范要求进行具体设计(现有技术)。

Claims (10)

1.一种锯齿形连栋光伏农业种植大棚,包括一个以上的跨度数和开间数,其特征在于:连栋的棚顶为锯齿形,每个锯齿屋面的南侧布置太阳能光伏电池组件、并间隔布置PC板或玻璃采光带,每个锯齿屋面的北侧和大棚四周的墙面布置园艺用防虫网或塑料薄膜,所述塑料薄膜包含卷膜开窗机构。
2.根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:所述锯齿屋面的南侧与水平面的夹角在10°~18°之间。
3.根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:所述锯齿屋面的北侧与竖直方向的夹角在0°~60°之间。
4. 根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:大棚的肩高尺寸在2.0m~3.0m之间,所述肩高是指基础顶面到天沟底面的高度,跨度尺寸在5.0m~6.0m之间,开间尺寸在2.0m~5.0m之间。
5.根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:每个南侧屋面的光伏组件的宽度在3.5m~4.5m之间,所述南侧屋面的光伏组件的宽度沿跨度方向。
6.根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:所述的光伏电池组件为“普通晶硅太阳能电池”或“薄膜太阳能电池”或“双玻晶硅太阳能电池”。
7.根据权利要求1或6所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:南侧屋面采用“普通晶硅太阳能电池”与“薄膜太阳能电池”作为屋面光伏电池组件时,屋面光伏组件需分组,预留PC板或玻璃覆盖的采光带,分组之间间隔采光带的宽度为0.5m~1.0m,间隔采光带布置方向“平行于跨度”方向或“平行于开间”方向;当间隔采光带平行于跨度方向时,每组光伏电池组件阵列的长度在2.0m~4.0m之间,所述光伏电池组件阵列的长度沿开间方向。
8.根据权利要求1或6所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:南侧屋面采用“双玻晶硅太阳能电池”作为屋面光伏电池组件时,则不设置分组间隔采光带。
9.根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:北侧屋面及大棚四周墙面采用园艺用防虫网覆盖,或采用塑料薄膜覆盖,所述塑料薄膜包含卷膜开窗机构。
10.根据权利要求1所述的锯齿形连栋光伏农业种植大棚,其特征在于:屋面跨与跨之间部位采用压型镀锌板天沟作为连接、排水构件;当不采用天沟作为排水方式、采用管件代替其连接作用时,则需在原天沟位置垂直下方一侧地面设置0.5m宽的凹槽、内铺土工布作为排水沟,兼作种植走道。
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