[0018] 如图1-2所示,本发明装置安装在日光温室内部,安装位置靠近日光温室后立墙垂直面10。有多个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2间隔排列固定放置在固定框架1上,多个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2与温室后立墙垂直面10相平行。太阳能光伏发电玻璃是指在非晶硅、单晶体硅或者多晶硅太阳能电池的上下表面均覆盖有玻璃的光伏发电玻璃,这主要是为了使太阳能电池与外界空气隔离避免太阳能电池在温室内潮湿的环境中被腐蚀;太阳能光伏发电薄膜也是指在太阳能电池的上下表面覆盖有塑料薄膜的光伏发电薄膜。
[0019] 在每个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2与固定框架1接触的上下端对应位置处,均安装有一个定位夹具6,多个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2通过定位夹具6固定连接固定框架1。竖向支撑件3上端通过U型卡槽4固定连接固定框架1,竖向支撑3件下端通过金属垫板5 垂直固定连接日光温室地面11;竖向支撑件3上端焊接有U型卡槽4,下端焊接有金属垫板5。金属垫板5通过螺栓与日光温室地面11固定。固定框架1的下端安装固定在U型卡槽4内。太阳能光伏发电玻璃或薄膜2与电线7连接,构成并联电路。电线7与蓄电池8连接,蓄电池8再连接温室生产和管理设备9,太阳能光伏发电玻璃或薄膜2在白天转化生成的电能通过电线7,传送到蓄电池8内存储,蓄电池8利用存储的电能为温室生产和管理设备9工作提供能源。
[0020] 如图2所示,固定框架1由一个上水平支架13、一个下水平支架14和两个竖直支架15组成的方形结构。其中,上水平支架13和下水平支架14为截面尺寸相同的表面镀锌的角钢,或者截面尺寸相同截面形状为“L”形的铝合金;竖直支架15为截面形状为中空矩形的铝合金。两个竖直支架15端部分别通过螺栓16及相配的螺母与上水平支架13和下水平支架14端部固定。
[0021] 如图3所示,该装置在水平方向上依靠水平支撑件12实现整个装置工作位置的确定。水平支撑件12水平设置,水平支撑件12的前、后两端分别焊接有U型卡槽4和金属垫板5。水平支撑件12前端通过U型卡槽连接固定框架1上端,水平支撑件12后端通过金属垫板5固定连接日光温室后立墙垂直面10。金属垫板5通过与螺栓16配合,将水平支撑件12固定在日光温室后立墙垂直面10上。上水平支架13安装在水平支撑件12一端的U型卡槽4内。
[0022] 如图4所示,日光温室的前后跨度为B,日光温室后立墙垂直面10的高度为H,日光温室左右开间宽度为L。安装在日光温室内的太阳能光伏发电利用装置与日光温室左右两侧墙之间的距离均为l,太阳能光伏发电玻璃或薄膜2距离日光温室地面11的高度为h,太阳能光伏发电玻璃或薄膜2与日光温室后立墙垂直面10之间的距离为d。太阳能光伏发电利用装置上安装的每个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2高度为h1,宽度为l1,每两个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2之间的间距相同均为l2。太阳能光伏发电利用装置上安装的太阳能光伏发电玻璃或薄膜2的个数为n,间距数量为n-1。
[0023] 假设照射到日光温室后立墙的太阳辐射能的日平均值为Q,安装太阳能光伏发电利用装置之前,日光温室后立墙垂直面10在白天吸热过程中吸收能量的日平均值为Q1,其中:
[0024]
[0025] α——平均吸热系数,由温室所处地理纬度和后立墙材质决定,根据经验其取值范围为0.3~0.5。
[0026] 安装太阳能光伏发电利用装置之后,照射到后立墙的太阳辐射能为Q2,其中:
[0027]
[0028]
[0029]
[0030]
[0031] A1——日光温室后立墙垂直面的面积;
[0032] A2——太阳能光伏发电玻璃或薄膜间距的总面积;
[0033] A3——太阳能光伏发电玻璃或薄膜的总面积;
[0034] β——太阳能光伏发电玻璃或薄膜的辐射能透过率,由材料自身属性决定。
[0035] 为保证太阳能光伏发电利用装置的发电效率最高,同时又使日光温室后立墙垂直面10获得足够的太阳辐射能,则应该使各构件的几何尺寸关系满足以下关系式:
[0036] Q2≥Q1,即:
[0037] (1)
[0038] 同时,太阳能光伏发电利用装置长度方向几何尺寸应满足如下关系式:
[0039] (2)
[0040] 温室后立墙垂直面10在白天吸热并通过升温来存储能量,在晚间缓慢降温释放能量,该装置整体热传导率大于温室内空气,为保证后立墙垂直面10在夜间能缓慢放热,因而该装置安装太阳能光伏发电玻璃或薄膜2时沿跨度方向与后立墙垂直面10存在一定的间距d,其中:
[0041]
[0042] 当利用本发明装置时,其步骤如下,
[0043] 第一步:确定需要安装该装置的日光温室的基本几何尺寸信息,即日光温室的跨度B,温室后立墙垂直面10的高度H,温室的开间总宽度L。根据温室后立墙的材质和地理纬度信息,根据经验确定后立墙的平均吸热系数α。根据温室跨度B确定太阳能光伏发电玻璃或薄膜2安装平面与温室后立墙垂直面10的距离d。
[0044] 第二步:预选取太阳能光伏发电玻璃或薄膜2,确定相关尺寸参数信息,即高度h1、宽度l1和辐射透过率β。预确定太阳能光伏发电玻璃或薄膜2安装位置距离温室左右两侧墙的距离l 和距离温室地面的高度h。
[0045] 第三步:为保证温室后立墙获得足够太阳辐射能,同时使太阳能光伏发电玻璃或薄膜发电效率最高,将确定的相关参数的具体数值带入式(1)、式(2),,计算确定太阳能光伏发电玻璃或薄膜的安装个数n 和之间的间距l2,应使太阳能光伏发电玻璃或薄膜安装个数n 最多,同时太阳能光伏发电玻璃或薄膜之间的间距l2 最小,本发明间隔距离取为0.2 m~0.3m。当温室跨度B 小于等于6.5m时选择间距为0.2m。
[0046] 第四步:根据确定的各构件的几何尺寸,安装竖向支撑和水平支撑,将固定框架安装在竖向支撑和水平支撑上。固定框架1安装固定完毕后,将太阳能光伏发电玻璃或薄膜安装在固定框架1上,并利用定位夹具6固定。利用电线将各个太阳能光伏发电玻璃或薄膜2连接构成并联电路,并联电路与蓄电池连8接,蓄电池8与温室内的生产和管理设备9连接,为其工作提供能量。