CN220565851U - 一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，包括：太阳能电池板、围挡挡板、上横杆、下横杆、立柱、逆变器、接线箱及智能控制系统；太阳能电池板和围挡挡板平行设置在上横杆和下横杆的凹槽中，并由横支撑在太阳能电池板和围挡挡板外表面进一步固定，横支撑、上横杆和下横杆的两端均安装在立柱上，立柱通过基座固定在基础上，立柱和基础之间设置斜支撑；太阳能电池板、逆变器、接线箱及智能控制系统电连接，太阳能电池板实时产生电能，智能控制系统控制电能通过逆变器、接线箱给负载供电，当电量不够时接入电网进行供电。本发明为工地提供清洁电能，兼顾环境隔离和供电两项功能。

Description

一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统

技术领域

本实用新型涉及工程施工领域，具体涉及一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统。

背景技术

碳排放是人类正在面临的重要挑战之一，为此我国提出了“2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”的双碳目标。施工工地是用电大户，一个占地1.4万平的建筑工地，一个月用电量可达11万度。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能转变为电能的技术，是一种清洁能源，它的应用可以降低工地碳排放量。然而，光伏矩阵占地面积大，在工地内实施势必大大减小作业面积，影响施工。因此，急需研发能够为工地提供清洁电能，并且不影响施工作业的光伏发电系统。

有关围挡的现有技术中，如“全预制组装式施工围挡及其施工方法(CN105696851A)”、“一种施工围挡(CN108533062A)”、“一种施工用高度可调节围挡(CN108590336A)”、“一种建筑施工场地用封闭围挡结构(CN113719191A)”等，其中涉及围挡均仅具有“将施工环境和周边环境隔离开”这一项功能。在“双碳”背景下，需要研发拓展施工围挡的使用功能，使其除了具有环境隔离功能外，还具有发电供电的功能，以期能够为打造低碳工地作贡献。

实用新型内容

本实用新型的目的是：为了克服现有技术的缺陷，提供一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，适用于建筑工地、市政工程工地等有围挡的工地，兼顾环境隔离和供电两项功能，为工地提供清洁电能，促进施工工地节能降碳，有助于打造低碳工地。

本拼装式光伏发电施工围挡系统包括：太阳能电池板、围挡挡板、上横杆、下横杆、立柱、逆变器、接线箱及智能控制系统；

所述上横杆和下横杆均平行设置两个凹槽，所述太阳能电池板和所述围挡挡板分别插入所述凹槽中，所述太阳能电池板和所述围挡挡板平行设置，所述上横杆和所述下横杆沿长度方向的两端安装在所述立柱上；

所述太阳能电池板、逆变器、接线箱及智能控制系统电连接，所述太阳能电池板实时产生电能，所述智能控制系统控制电能通过所述逆变器、接线箱给负载供电；

作为本实用新型的一种优选方式，还包括基础和基座，每个所述立柱下端设置一个所述基础和所述基座，所述基座固定在所述基础上，所述立柱下端与所述基座固接。

作为本实用新型的一种优选方式，所述上横杆与所述下横杆沿长度方向的两端均比所述太阳能电池板和所述围挡挡板长出不少于5cm，所述上横杆与所述下横杆两端长出部分插入到所述立柱上对应位置的方孔中。

作为本实用新型的一种优选方式，还包括横支撑和斜支撑，所述横支撑与所述太阳能电池板和所述围挡挡板的外表面固接，所述横支撑沿长度方向的两端与所述立柱固接，所述斜支撑一端固接所述立柱，另一端固接所述基础。

作为本实用新型的一种优选方式，所述太阳能电池板在工地的东侧和南侧朝向工地外侧安装，在工地的西侧和北侧向工地朝向内侧安装。

作为本实用新型的一种优选方式，还包括太阳能电池电表、电网电表及蓄电池；

所述智能控制系统与蓄电池电连接，所述智能控制系统用于将多余电能储存至所述蓄电池；所述太阳能电池电表与所述逆变器电连接，用于记录所述采用太阳能电池板及所述蓄电池供电的电量总数；外部电网和电网电表与所述接线箱电连接，所述电网电表用于记录采用电网供电的电量总数。

有益效果：

(1)为工地提供清洁电能，兼顾环境隔离和供电两项功能，促进工地节能降碳，有助于打造低碳工地，将太阳能电池板设置在围挡上，可不占用施工场地。

(2)上横杆和下横杆均平行设置两个凹槽，方便安装和拆卸太阳能电池板和围挡挡板，也可方便调换太阳能电池板和围挡挡板的位置。

(3)上横杆和下横杆左右两端均比太阳能电池板和围挡挡板长出不少于5cm，用于插进立柱进行固定，便于组装和拆卸。

(4)根据工地围挡位置确定太阳能电池板的朝向，提高太阳能发电效率。

(5)能够智能控制取电来源，负载用电时优先采用太阳能电池板实时产生的电，不够用时从蓄电池中供电，再不够时则启动电网供电，太阳能电池板发电和电网用电分别使用不同电表进行计数，便于进行成本管理。

附图说明

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型侧视图；

图3为本实用新型剖面图；

图4为本实用新型的电路连接示意图；

其中：1-太阳能电池板；2-围挡挡板；4-立柱；5-基础；7-蓄电池；8-逆变器；9-智能控制系统；10-基座；11-电网；12-接线端口；14-接线箱；15-负载；3-1-上横杆；3-2-下横杆；6-1-横支撑；6-2-斜支撑；13-1-太阳能电池电表；13-2-电网电表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。

参见附图1-3，本围挡系统包括太阳能电池板1、围挡挡板2、横杆、立柱4、基础5、支撑、蓄电池7、逆变器8和智能控制系统9。

本施工围挡高1.5～2.5米，长度2.0～3.0米，具体尺寸根据工地周长的具体需要决定。

横杆包括上横杆3-1和下横杆3-2，分别设置在太阳能电池板1和围挡挡板2的上端和下端，为不锈钢、塑钢、断桥铝等材料制成，上横杆3-1的下部和下横杆3-2的上部设置有两个凹槽，用于安装太阳能电池板1和围挡挡板2，上横杆3-1和下横杆3-2左右两端均比太阳能电池板1和围挡挡板2长不少于5cm，上横杆3-1和下横杆3-2左右两端长出部分插入到立柱4上对应位置的方孔中，立柱4为不锈钢、砖、混凝土或钢筋混凝土材料制成。

围挡挡板2可采用彩钢板、PVC板或镀锌钢板等，固定在上横杆3-1和下横杆3-2的凹槽中，与太阳能电池板1平行设置。

太阳能电池板1可采用多种类型的太阳能电池(例如晶体硅太阳能电池、硅基薄膜太阳能电池、多元化合物太阳能电池、有机太阳能电池或染料敏化太阳能电池)，太阳能电池板1面向东侧、南侧或东南侧布置，即工地东侧和南侧围挡的太阳能电池板1朝向工地外侧安装，工地西侧和北侧围挡的太阳能电池板1面向工地内侧安装，在工地转角处，若尺寸不合适，可以只设置围挡挡板2，不设太阳能电池板1。

太阳能电池板1和围挡挡板2固定在上横杆3-1和下横杆3-2的凹槽内，并由横支撑6-1在太阳能电池板1和围挡挡板2的外表面进一步固定，横支撑6-1通过焊接或者黏结与太阳能电池板1和围挡挡板2固定在一起，横支撑6-1两端可插入立柱4上对应位置处的方孔进行固定或者通过铁丝绑在立柱4上。

在本施工围挡下方左右两端，立柱4的下方设置基础5，基础5采用混凝土基础或钢筋混凝土基础，基础5上通过螺栓固定基座10，立柱4插入到基座10内并通过螺栓固定，当立柱4超过设定高度时，需在立柱4的一侧设置斜支撑6-2进行固定，斜支撑6-2一端固接立柱4，另一端固接基础5，以达到稳固和防风要求。

参见附图4，电表包括太阳能电池电表13-1和电网电表13-2，太阳能电池板1两两通过接线端口12连接，太阳能电池板1与智能控制系统9电连接，智能控制系统9具有光伏控制器的功能，包括：高压断开与恢复、欠压告警与恢复、低压断开与恢复、短路保护、温度补偿等功能；智能控制系统9能够智能控制供电系统，负载15用电时优先采用太阳能电池板1实时产生的电，通过逆变器8将太阳能电池板1产生的直流电转换为交流电，通过接线箱14给负载15供电；若太阳能电池板1实时产生的电不够用时，智能控制系统9控制蓄电池7进行供电，采用太阳能电池板1和蓄电池7供电均通过太阳能电池电表13-1进行计数；若蓄电池7的电还不够用时，智能控制系统9启动电网11进行供电，电网11直接通过接线箱14为负载15进行供电，采用电网11进行供电通过电网电表13-2进行计数；当负载15不用电时，智能控制系统9控制太阳能电池板1产生的电进入蓄电池7储存。本实用新型所发电优先直接用于工地施工机械用电、工地照明用电，以及工地内办公用地、生活用电，暂时不用的电储存在蓄电池7内，蓄电池7可以为镍氢电池、镍镉电池、锂电池中的一种，存电量约为整个光伏围挡1～2天的发电量。蓄电池7、逆变器8、智能控制系统9、太阳能电池电表13-1和电网电表13-2统一安装在工地指定位置的箱式房内。

根据工地的规划占地面积决定围挡的尺寸和布置数量，根据围挡的尺寸及数量决定安装太阳能电池板1的尺寸及数量，利用下列公式进行工地自发总电量的初步计算，然后根据工地的负载15的用电量的估算，计算出需要购入的电网用电量，以做好工程预算；对太阳能电池板1发电量计算同时和太阳能电池板1的成本进行比对，计算出前期投入的太阳能电池板1的成本预计在什么时候可以回本。

本围挡所发电量计算公式如下：

其中，P为年发电量(kwh)，H为当地年总辐射能(kwh/m²)，h_i为某一面围挡的光伏电池板高度(m)，l_i为某一面围挡的光伏电池板长度(m)，为组件转换效率，单晶硅组件取14％～15％，多晶硅组件取13％～14％，k_i为某一面围挡的光伏电池板的修正系数，n为围挡面数，i为某一面围挡的项数。

k_i＝K₁·K₂·K₃·K₄·K₅

式中，K₁为电池长期运行性能衰降修正系数，一般取0.8；K₂为灰尘遮挡及温度升高造成组件功率下降修正系数，一般取0.82；K₃为线路损耗修正系数，一般取0.95；K₄为逆变器8的效率，一般取0.85；K₅为光伏方阵朝向及倾角修正系数(参见表1)，本实用新型的光伏发电施工围挡倾角为90度，朝向为南向、东向或东南向。

表1太阳能电池板朝向与倾角的修正系数

本围挡的组装过程如下：

(1)根据工地规模设计太阳能电池板1和围挡挡板2的大小和数量；

(2)太阳能电池板1和围挡挡板2的制造与生产；

(3)光伏围挡在工地现场的安装与调试：

1、建造基础5(若现场为混凝土路面，省略此步骤)；

2、安装基座10(若立柱4为砖砌、混凝土或钢筋混凝土结构，省略此步骤)；

3、建造及安装立柱4；

4、将太阳能电池板1和围挡挡板2插入到上横杆3-1、下横杆3-2的凹槽中；

5、将上横杆3-1、下横杆3-2插入立柱4的上、下方孔内，在太阳能电池板1和围挡挡板2的外表面固定横支撑6-1，若立柱4高度过高，在立柱4与基础5之间设置斜支撑6-2，整个工地的围挡均按照上述步骤进行安装；

6、布置与安装电线、蓄电池7、逆变器8、接线箱14、电表、智能控制系统9，连接电路并进行系统调试。

实施例1：

某建筑施工工地占地2.4万平方米，位于广州市，工地规模为200m*120m，施工工期为2020.7.16～2022.7.15，采用高2.5米、长3.0米的光伏围挡，施工期间光伏发电量为18.8万度，该工地总用电量为50.5万度，光伏围挡的使用为该项目节约用电37.2％，给该项目带来了可观的经济效益，并且促使该项目成为低碳施工的典范。

实施例2：

广西某高速路施工项目，项目标段长11.25km，南北向，施工工期为2020.1.1～2022.6.30，采用高2.0米、长2.0米的光伏围挡，施工期间光伏发电量为541.7万度，该工地总用电量为637.3万度，光伏围挡的使用为该项目节约用电85.0％，给该项目带来了可观的经济效益，并减轻了项目地用电负荷的压力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，其特征在于，包括：太阳能电池板、围挡挡板、上横杆、下横杆、立柱、逆变器、接线箱及智能控制系统；

所述上横杆和下横杆均平行设置两个凹槽，所述太阳能电池板和所述围挡挡板分别插入所述凹槽中，所述太阳能电池板和所述围挡挡板平行设置，所述上横杆和所述下横杆沿长度方向的两端安装在所述立柱上；

所述太阳能电池板、逆变器、接线箱及智能控制系统电连接，所述太阳能电池板实时产生电能，所述智能控制系统控制电能通过所述逆变器、接线箱给负载供电。

2.如权利要求1所述的一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，其特征在于，还包括基础和基座，每个所述立柱下端设置一个所述基础和所述基座，所述基座固定在所述基础上，所述立柱下端与所述基座固接。

3.如权利要求1所述的一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，其特征在于，所述上横杆与所述下横杆沿长度方向的两端均比所述太阳能电池板和所述围挡挡板长出不少于5cm，所述上横杆与所述下横杆两端长出部分插入到所述立柱上对应位置的方孔中。

4.如权利要求2所述的一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，其特征在于，还包括横支撑和斜支撑，所述横支撑与所述太阳能电池板和所述围挡挡板的外表面固接，所述横支撑沿长度方向的两端与所述立柱固接，所述斜支撑一端固接所述立柱，另一端固接所述基础。

5.如权利要求1或2所述的一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，其特征在于，所述太阳能电池板在工地的东侧和南侧朝向工地外侧安装，在工地的西侧和北侧向工地朝向内侧安装。

6.如权利要求1-4任一项所述的一种适用于低碳工地的拼装式光伏发电施工围挡系统，其特征在于，还包括太阳能电池电表、电网电表及蓄电池；

所述智能控制系统与蓄电池电连接，所述智能控制系统用于将多余电能储存至所述蓄电池；所述太阳能电池电表与所述逆变器电连接，用于记录所述太阳能电池板及所述蓄电池供电的电量总数；外部电网和电网电表与所述接线箱电连接，所述电网电表用于记录采用电网供电的电量总数。