CN114051875A - 光伏茶园的遮阳保温装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光伏茶园的遮阳保温装置及方法，遮阳保温装置包括支架和光伏板阵列，支架上于光伏板阵列下方设有遮阳装置，遮阳装置包括至少一个遮阳模块，遮阳模块包括有至少两块遮阳布的遮阳布阵列和驱动该阵列中各遮阳布在相邻光伏板行间同时展开或收拢的滑轮牵引绳传动系统；该系统包括主动轮和从动轮组，各从动轮通过环形牵引绳的依次绕接形成联动的闭合绕绳线路，各遮阳布的两侧边均绕经有同向移动的牵引绳；遮阳布的固定边固定在支架上、移动边的两端部固定连接在对应侧的牵引绳上，牵引绳带动遮阳模块内的各遮阳布的移动边沿着列的方向联动；同列的遮阳布开合移动方向相同，当有至少两列遮阳布时，相邻列的遮阳布开合移动方向相反。

Description

光伏茶园的遮阳保温装置及方法

技术领域

本发明涉及光伏茶园遮阳技术领域。

背景技术

茶树是一种既喜光又不能过度光照的多年生常绿耐荫木本植物，在茶树上方架设光伏系统，既不影响茶树生长，又能够进行光伏发电，大大提高了土地和光能利用率，实现了农光互补。

中国专利文献公告号为CN207460067U的《茶园光伏系统之基于空格布局的光伏板阵列结构》中公开了一种茶园光伏系统，该系统包括在茶树上方设置的多条平行的光伏板，每条光伏板均由多个矩形光伏板块构成，相邻光伏板块之间具有空格，从而形成光伏板阵列；各条光伏板均设置在相应的上下两根固定梁上，上下两根固定梁安装在竖直支架上端的斜三角支架上面，竖直支架的下端固定在茶园土地中。该光伏系统中各条光伏板的支架相互间是独立设置的，这种支架结构使得光伏系统的抗风性能较差。

抹茶生产在茶叶采摘前需要10--15天全覆盖遮阳，若采用上述茶园光伏系统，虽然光伏板能起到一定的遮阳作用，但仍然无法满足抹茶生产的全覆盖遮阳要求，也无法实现初春茶园保温、“倒春寒”期间保温、夏季遮阳降温等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏茶园的遮阳保温方法，既能实现农光互补，又能实现全覆盖遮阳，实现初春茶园保温、“倒春寒”期间保温、夏季遮阳降温等功能。本发明同时还提供实现该方法的光伏茶园的遮阳保温装置。

为实现上述目的，本发明光伏茶园的遮阳保温方法采用如下技术方案：

光伏茶园的遮阳保温方法，在茶园光伏板阵列下方设置遮阳装置，遮阳装置采用遮阳模块组合，遮阳模块利用滑轮牵引绳传动系统将模块中排成阵列的多块遮阳布连接起来形成一个联动的遮阳布阵列，由牵引绳带动遮阳布阵列中的各遮阳布同时展开或者收拢。

进一步优化的技术方案是，所述遮阳布阵列为两行N列，同列的遮阳布开合移动方向相同，相邻列的遮阳布开合移动方向相反；所述牵引绳绕接遮阳布的顺序是：先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第N列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第N列依次绕至第二行第一列。

本发明光伏茶园的遮阳保温装置采用如下技术方案：

光伏茶园的遮阳保温装置，包括支架和固定在支架上的光伏板阵列，定义东西方向延伸为行，在支架上于光伏板阵列下方设有可覆盖茶树的遮阳装置，该遮阳装置包括至少一个遮阳模块，遮阳模块包括有至少两块遮阳布的遮阳布阵列和驱动该阵列中各遮阳布在相邻光伏板行间同时展开或收拢的滑轮牵引绳传动系统；滑轮牵引绳传动系统包括由动力驱动旋转的主动轮和由主动轮带动的包含有多个从动轮的从动轮组，各从动轮通过环形牵引绳的依次绕接形成联动的闭合绕绳线路，各从动轮的布设与遮阳布阵列相匹配，各遮阳布的两侧边均绕经有同向移动的牵引绳；遮阳布的固定边处于相应光伏板行的下方并固定在支架上、移动边的两端部固定连接在对应侧的牵引绳上，牵引绳带动遮阳模块内的各遮阳布的移动边沿着列的方向联动；同列的遮阳布开合移动方向相同，当有至少两列遮阳布时，相邻列的遮阳布开合移动方向相反。

进一步优化的技术方案是，所述遮阳布阵列为两行且有至少两列。

进一步优化的技术方案是，所述主动轮布置在第一列遮阳布靠外一侧的牵引绳的外侧，主动轮通过与所述牵引绳的绕接带动从动轮组联动。

进一步优化的技术方案是，所述主动轮为双绳槽滑轮。

进一步优化的技术方案是，所述遮阳布阵列有N列，所述绕绳线路绕接遮阳布的顺序是：先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第N列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第N列依次绕至第二行第一列。

进一步优化的技术方案是，所述从动轮组中，位于遮阳布阵列相邻四块遮阳布布角汇合处的从动轮为两个双绳槽滑轮或者一个四绳槽滑轮。

进一步优化的技术方案是，所述支架包括固定在立桩组上端部的由横梁和纵梁构成的整体式网格框架，所述横梁与光伏板行对应且位于光伏板行的下方，所述各从动轮设于对应的横梁或者纵梁上。

进一步优化的技术方案是，所述遮阳布移动边的两端部还安装有可在相应纵梁上滚动的行走轮；所述主动轮由电机驱动旋转；遮阳装置还包括电机控制单元，该单元包括与控制器电连接的温度传感器和光照传感器，所述控制器与电机电连接。

本发明的有益效果是：

1、通过在光伏板阵列下方设置遮阳装置，既实现了茶园农光互补，还能够对茶树进行遮阳保温。在应用中，能够很好地满足抹茶生产的需要，实行白天覆盖、晚上收拢，提高抹茶产量和质量；在初春季节，通过晚上覆盖遮阳布可对茶园保温；在出现“倒春寒”时，通过覆盖遮阳布，可以减少茶叶叶面与天空辐射换热，提升茶叶叶面温度，防止茶叶冻害；在夏季，太阳照射茶叶叶面温度过高不利于茶叶生长时，通过覆盖遮阳布便能起到遮阳降温的效果。本发明不仅适用于茶园的遮阳和保温，也适用于其他对遮阳或者保温有要求的农作物种植。

2、遮阳装置采用了遮阳模块结构，且遮阳模块又采用了由多块排列成阵列的遮阳布，这样，一方面，在实际应用中，可以根据茶园面积大小选用适合数量的遮阳模块和适合规格的遮阳布阵列进行组合，非常容易就能实现不同面积茶园全覆盖遮阳，使用灵活方便；另一方面，遮阳模块采用遮阳布阵列，既保证了一个遮阳模块具有较大的遮阳面积，又解决了同等遮阳面积下采用独块遮阳布时会产生遮阳布严重下垂的问题；第三方面，遮阳模块中的各遮阳布在滑轮牵引绳传动系统的驱动下产生联动，能同时自动展开覆盖茶园也能够同时收拢，自动化程度较高。

3、遮阳模块中，各遮阳布的联动是通过滑轮牵引绳传动系统的传动连接实现的，这种传动结构，可以使遮阳模块中相邻行或者相邻列的遮阳布具有不同的倾角，另外，相邻遮阳模块的相邻行也可以布置成具有不同的倾角，从而使本发明可以与所铺设的茶园地形相适应，既能在平地茶园安装使用，又能在多面坡向茶园安装使用，加上遮阳模块的数量和遮阳布阵列的规格均可根据茶园面积大小及长宽尺寸进行选择，使得本发明具有更强的适应性，在不同地形、不同大小及不同形状的茶园均可适用。

附图说明

图1是本发明光伏茶园的遮阳保温装置一种实施例的结构示意图；

图2是图1中的局部放大图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3中遮阳装置的俯视图；

图5是图4中的上半部分的局部放大图；

图6是图4中下半部分的局部放大图；

图7是图4的滑轮牵引绳传动系统的结构示意图；

图8是本发明另一实施例应用于山地的结构示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是图8中的遮阳装置的俯视图。

图中，1是立桩，21是横梁，22是纵梁，3是光伏板，4是遮阳布，5是牵引绳，6是主动轮，71是单绳槽滑轮，72是双绳槽滑轮。

具体实施方式

本发明光伏茶园的遮阳保温方法是通过在茶园光伏板阵列下方设置遮阳装置，遮阳装置采用由若干个遮阳模块组合的方式，遮阳模块利用滑轮牵引绳传动系统将模块中排成阵列的多块遮阳布连接起来形成一个联动的遮阳布阵列，由牵引绳带动遮阳布阵列中的各遮阳布同时展开或者收拢。遮阳布阵列优选为两行N列，且同列的遮阳布开合移动方向相同，相邻列的遮阳布开合移动方向相反，此时，牵引绳绕接各遮阳布的顺序是：先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第N列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第N列依次绕至第二行第一列，其中，N可以是2、3、4或其他数字，具体根据实际情况确定。

本发明光伏茶园的遮阳保温装置的一种实施例见图1至图7所示，定义东西方向延伸为行，南北方向延伸为列，该实施例包括支架、光伏板阵列和遮阳装置，支架用于架设固定在茶园土地上，光伏板阵列和遮阳装置均固定在支架上，光伏板阵列用于光伏发电实现农光互补，遮阳装置位于光伏板阵列的下方，遮阳装置可展开其遮阳布覆盖在茶树的上方，以实现对茶树的遮阳或者保温。

光伏板阵列是由安装在支架上的排列成矩阵形式的光伏板3构成，每行中的光伏板3呈间隔设置，相邻光伏板行之间具有一定的间距。光伏板阵列的行数、列数以及行间距和列间距根据茶园面积大小和实地其他情况进行适应性布设，行数可以为两行或者三行、四行、N行，为方便附图清晰表达，附图中画出三行光伏板，它可以是一个光伏板阵列，也可以是N行光伏板阵列中的局部。

支架包括由若干立桩1构成的立桩组，在立桩组上端部固定设置有网格框架，网格框架是由若干横梁21和若干纵梁22构成的整体式网格结构，通过连接使网格框架与各个立桩1形成了一个主体呈整体式框架结构的支架，这样的支架其结构稳定性较好，且具有较强的抗风能力，进而可以降低对立桩1的基础要求，在实地安装时更利于施工。支架中的立桩、横梁以及纵梁数量应根据光伏板阵列规格进行匹配，其中，横梁21的数量与光伏板行数相同且一一上下对应设置，也就是说在每行光伏板的下方都对应有一根横梁。

遮阳装置包括至少一个遮阳模块，遮阳模块的数量应根据光伏板阵列规格进行相应的配置，以达到茶树覆盖要求为准。

遮阳模块包括遮阳布阵列和滑轮牵引绳传动系统，滑轮牵引绳传动系统驱动该遮阳模块内的各遮阳布在相邻光伏板行间联动，即同时展开或者收拢。遮阳布阵列有至少两块遮阳布4，可以呈单行排布也可以呈两行排布，最好采用两行排布的方式，这样更便于滑轮牵引绳传动系统的布设，可以有效利用牵引绳，使该系统的结构简单紧凑，遮阳布阵列的列数则可根据该遮阳模块横向所要覆盖的长度进行具体设定，各遮阳布4的固定边处于相应光伏板行的下方并固定在支架的横梁21上，同列的遮阳布开合移动方向相同，当有至少两列遮阳布时，相邻列的遮阳布开合移动方向相反。

滑轮牵引绳传动系统包括由动力驱动旋转的主动轮6和由主动轮带动的包含有多个从动轮的从动轮组，各从动轮通过环形牵引绳5的依次绕接形成联动的闭合绕绳线路，从动轮组中的各从动轮设于对应的横梁或者纵梁上，从动轮组与遮阳布阵列匹配设置，从动轮组中各从动轮的布设应保证在各遮阳布的两侧边均绕经有可同向移动的牵引绳，各遮阳布移动边的两端部则固定连接在各自对应侧的牵引绳上并由牵引绳带动沿着列的方向联动。在遮阳布移动边两端部的下面还安装有可在相应纵梁上滚动的行走轮，一方面可以对遮阳布进行支撑，另一方面可以减少移动阻力，保障遮阳布能够平稳顺利地开合。如图4所示，当遮阳布阵列为两行N列时，奇数列中两块遮阳布的固定边处于第一、第二光伏板行下方，偶数列中两块遮阳布的固定边则处于第二、第三光伏板行下方，在遮阳布展开后，各遮阳布的移动边与相邻遮阳布的固定边对齐，以实现一个遮阳布阵列中同行相邻遮阳布的开合移动方向相反，此时，其绕绳线路绕接各遮阳布的顺序是：先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第N列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第N列依次绕至第二行第一列。

图4所示是一个遮阳模块，其遮阳布阵列采用的是两行四列，遮阳布前面的箭头为遮阳布的展开方向，牵引绳上的箭头为各段牵引绳移动运行的方向，图7所示是该遮阳模块的滑轮牵引绳传动系统，该系统的从动轮组所布设的三行从动轮分别与支架中依次排列的三根横梁相对应，第一、第三行的从动轮71采用单绳槽滑轮，第二行从动轮72也就是位于遮阳布阵列相邻四块遮阳布布角汇合处的从动轮，其可以采用两个双绳槽滑轮或一个四绳槽滑轮，从动轮组用于实现牵引绳5的换向并将牵引绳引导布设在各遮阳布的两侧边；该系统的主动轮6布置在第一列遮阳布靠外一侧的牵引绳的外侧，主动轮通过与牵引绳5的绕接带动从动轮组联动。该遮阳模块中，绕绳线路绕接各遮阳布的顺序是：由主动轮6开始，先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第四列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第四列依次绕至第二行第一列，再绕向主动轮6形成闭环。

本实施例中，主动轮6采用的是单绳槽滑轮，且由电机驱动旋转，图中未示出电机。在实际应用中，如果在该遮阳模块主动轮的另一侧并排设有另一个遮阳模块，此时，如果电机功率足够大，可以将主动轮改用双绳槽滑轮，这样，两个遮阳模块可以共用一个电机，从而节约成本。为了实现根据环境温度高低和光照强弱来自动控制遮阳布开合，遮阳装置还可以增设电机控制单元，该控制单元包括与控制器电连接的温度传感器和光照传感器，控制器与电机电连接，这样，就可以根据所设定的抹茶遮阳期条件、保温期气温条件、夏季遮阳条件实现遮阳装置全智能运行，在抹茶生产期，白天自动启动进行覆盖、晚上自动收拢以提高抹茶产量和质量，当光照过强时自动启动电机打开遮阳布实现自动遮阳，当温度过低又无光照时比如三月份的晚上，可以自动展开遮阳布起到保温作用。

图8至图10所示的实施例中，光伏板阵列采用的是五行光伏板，遮阳装置由两个并排的遮阳模块组成，遮阳模块的遮阳布阵列采用两行三列，每个遮阳模块都有对应的电机控制遮阳布开合。图8所示是本实施例应用于山地的示意图，图中可见，遮阳模块内相邻行的遮阳布以及相邻遮阳模块的相邻行的遮阳布展开后的倾角是不同的，倾角大小与地面高低倾斜状况相适应。

Claims (10)

1.光伏茶园的遮阳保温方法，其特征在于：在茶园光伏板阵列下方设置遮阳装置，遮阳装置采用遮阳模块组合，遮阳模块利用滑轮牵引绳传动系统将模块中排成阵列的多块遮阳布连接起来形成一个联动的遮阳布阵列，由牵引绳带动遮阳布阵列中的各遮阳布同时展开或者收拢。

2.根据权利要求1所述的光伏茶园的遮阳保温方法，其特征在于：所述遮阳布阵列为两行N列，同列的遮阳布开合移动方向相同，相邻列的遮阳布开合移动方向相反；所述牵引绳绕接遮阳布的顺序是：先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第N列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第N列依次绕至第二行第一列。

3.光伏茶园的遮阳保温装置，包括支架和固定在支架上的光伏板阵列，定义东西方向延伸为行，其特征在于：

在支架上于光伏板阵列下方设有可覆盖茶树的遮阳装置，该遮阳装置包括至少一个遮阳模块，遮阳模块包括有至少两块遮阳布的遮阳布阵列和驱动该阵列中各遮阳布在相邻光伏板行间同时展开或收拢的滑轮牵引绳传动系统；

滑轮牵引绳传动系统包括由动力驱动旋转的主动轮和由主动轮带动的包含有多个从动轮的从动轮组，各从动轮通过环形牵引绳的依次绕接形成联动的闭合绕绳线路，各从动轮的布设与遮阳布阵列相匹配，各遮阳布的两侧边均绕经有同向移动的牵引绳；遮阳布的固定边处于相应光伏板行的下方并固定在支架上、移动边的两端部固定连接在对应侧的牵引绳上，牵引绳带动遮阳模块内的各遮阳布的移动边沿着列的方向联动；同列的遮阳布开合移动方向相同，当有至少两列遮阳布时，相邻列的遮阳布开合移动方向相反。

4.根据权利要求3所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述遮阳布阵列为两行且有至少两列。

5.根据权利要求4所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述主动轮布置在第一列遮阳布靠外一侧的牵引绳的外侧，主动轮通过与所述牵引绳的绕接带动从动轮组联动。

6.根据权利要求5所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述主动轮为双绳槽滑轮。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述遮阳布阵列有N列，所述绕绳线路绕接遮阳布的顺序是：先绕第一行遮阳布，自第一行第一列依次绕至第一行第N列；然后绕向第二行遮阳布，自第二行第N列依次绕至第二行第一列。

8.根据权利要求7所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述从动轮组中，位于遮阳布阵列相邻四块遮阳布布角汇合处的从动轮为两个双绳槽滑轮或者一个四绳槽滑轮。

9.根据权利要求2-6中任一项所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述支架包括固定在立桩组上端部的由横梁和纵梁构成的整体式网格框架，所述横梁与光伏板行对应且位于光伏板行的下方，所述各从动轮设于对应的横梁或者纵梁上。

10.根据权利要求9所述的光伏茶园的遮阳保温装置，其特征在于：所述遮阳布移动边的两端部还安装有可在相应纵梁上滚动的行走轮；所述主动轮由电机驱动旋转；遮阳装置还包括电机控制单元，该单元包括与控制器电连接的温度传感器和光照传感器，所述控制器与电机电连接。

Images