申请/专利权人：浙江大学

申请日：2019-06-15

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN110199746B

主分类号：A01G13/02

分类号：A01G13/02;H02S20/22;F24S25/50

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.06#公开

摘要：本发明公开了一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，包括支架单元，支架单元包括两个分设于左右两端的刚性支撑框架，第一、第二横向承重拉索连接于两斜梁之间，多个光伏组件排固定在所述第一、第二横向承重拉索上面，横向稳定拉索位于第一、第二横向承重拉索的正中间下方，三角形刚性悬挂撑件的三个角分别固定在第一横向承重拉索、第二横向承重拉索和横向稳定拉索上，在两个端部撑梁之间设有可收放的遮阳网。本发明的基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，在提高柔性光伏支架抵抗风力性能的同时，弥补了光伏组件的遮阳缺陷，为茶树提供更加适宜的遮光效果，提高茶叶的品质和产量。

主权项：1.一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，包括三个支架单元，所述支架单元包括两个分设于左右两端的刚性支撑框架（1），所述刚性支撑框架（1）的顶端设有斜梁（1-1），该斜梁（1-1）与水平面的夹角为A，斜梁的下方设有水平梁（1-2），相互平行的第一、第二横向承重拉索（3、4）连接于两所述斜梁（1-1）之间，多个光伏组件（8）通过连接件并排固定在所述第一、第二横向承重拉索（3、4）上面，在左端的刚性支撑框架（1）的左侧设有左侧斜拉索（7），在右端刚性支撑框架（1）的右侧设有右侧斜拉索（7），在两所述水平梁（1-2）之间连接有横向稳定拉索（5），所述横向稳定拉索（5）位于第一、第二横向承重拉索（3、4）的正中间下方，还包括多个三角形刚性悬挂撑件（6），各所述三角形刚性悬挂撑件（6）的三个角分别固定在第一横向承重拉索（3）、第二横向承重拉索（4）和横向稳定拉索（5）上、且各三角形刚性悬挂撑件（6）均与水平面垂直，其特征在于：左右两端的刚性支撑框架（1）的水平梁（1-2）下方均设有端部撑梁（10-1），在两个所述端部撑梁（10-1）之间设有可收放的遮阳网（18），左右两端的所述端部撑梁（10-1）中间设有由固定支架（11）支撑的中部撑梁（10），所述遮阳网（18）由设置在中部撑梁（10）左右两侧的结构对称的左遮阳网（18）和右遮阳网构成，所述左遮阳网（18）包括：设置在左遮阳网（18）上面的用于防止该左遮阳网（18）上飘的压幕线（20），设置在左遮阳网（18）下面的用于托起该左遮阳网（18）的托幕线（21），左端的所述端部撑梁（10-1）上设有两个托幕线竖直换向轮（12），中部撑梁（10）上设有托幕线水平换向轮（19），在左端的刚性支撑框架（1）上设有由减速电机（15）驱动的驱动轴（16），所述驱动轴（16）上设置有卷线套筒（17），所述托幕线（21）的一端正向缠绕于卷线套筒（17）上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮（12）、托幕线水平换向轮（19）、后侧的托幕线竖直换向轮（12），最后反向缠绕于卷线套筒（17）上，所述左遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁（10-1）上，右端设有刚性撑展杆件（22），所述刚性撑展杆件（22）通过连接件（14）连接在托幕线（21）上，当所述减速电机（15）往复转动时，卷线套筒（17）同时收、放反向缠绕在其上的托幕线（21）的两端，托幕线（21）绕托幕线水平换向轮（19）往复运动，从而带动左遮阳网（18）在托幕线（21）和压幕线（20）之间往复移动，以实现左遮阳网（18）的收放，各所述斜拉索（7）、纵向稳定拉索（9）、第一横向承重拉索（3）、第二横向承重拉索（4）和横向稳定拉索（5）均设有各自的长度调节装置，斜拉索（7）、纵向稳定拉索（9）固定在各自相应的地基（2）上，所述长度调节装置为花篮螺栓；利用三角形刚性悬挂撑件（6）使横向稳定拉索（5）形成呈曲率向下的拱形；所述固定支架（11）前后两侧均设有纵向稳定拉索（9），各支架单元左右两端的端部撑梁（10-1）均为一体结构，各左遮阳网连接为一整网，各右遮阳网连接为一整网。

全文数据：基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统技术领域本发明涉及一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统。背景技术在我国,茶树已有几千年的人工栽培历史。茶树耐荫喜湿，国内外研究结果表明，对茶树合理遮阴能提高茶园的产量和改善茶叶的品质，如促进茶树新梢提早萌发，增加芽重和鲜叶产量，降低茶多酚含量，提高氨基酸和咖啡碱含量等。目前已有不少茶树遮阴设施和方法的相关专利获得授权，如专利“超微茶粉原料生产茶园遮阴装置”（授权公告号：CN204047402U）和“一种茶树的遮光栽培方法”（授权公告号：CN102265750B）等。近年来，为了有效利用茶园中被遮阳网遮挡的太阳光，在遮阳系统中引入光伏板替代部分遮阳网，大幅提高了阳光资源利用率，如专利“一种茶园的基于光伏板发电的大面积遮光装置”（授权公告号：CN206744077U）。然而，在坡陡地形复杂和使用农业机械等需要较大空间的情况下，采用传统固定式刚性支架遮阳系统存在以下缺陷：一、传统固定式刚性支架需要大量埋装在茶园中，整体安装成本和施工难度大幅增加；茶树是常年生植物，不允许挖掘机开进去作业（开进去会毁坏大量的茶树），只能人工开挖埋装，成本更高、效率更低；在有些地形复杂（如沟壑、丘陵）的茶园中大量埋装传统固定式光伏支架，更为困难；二、需要使用农机进行作业，埋装有大量传统固定式刚性支架的茶园，会大大压缩农机的作业空间，影响农机的作业效果。发明内容本发明的目的是提供一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，在提高柔性光伏支架抵抗风力性能的同时，弥补了光伏组件的遮阳缺陷，为茶树提供更加适宜的遮光效果，提高茶叶的品质和产量。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，包括至少一个支架单元，所述支架单元包括两个分设于左右两端的刚性支撑框架，所述刚性支撑框架的顶端设有斜梁，该斜梁与水平面的夹角为A，斜梁的下方设有水平梁，相互平行的第一、第二横向承重拉索连接于两所述斜梁之间，多个光伏组件通过连接件并排固定在所述第一、第二横向承重拉索上面，在左端的刚性支撑框架的左侧设有左侧斜拉索，在右端刚性支撑框架的右侧设有右侧斜拉索，在两所述水平梁之间连接有横向稳定拉索，所述横向稳定拉索位于第一、第二横向承重拉索的正中间下方，还包括多个三角形刚性悬挂撑件，各所述三角形刚性悬挂撑件的三个角分别固定在第一横向承重拉索、第二横向承重拉索和横向稳定拉索上、且各三角形刚性悬挂撑件均与水平面垂直，左右两端的刚性支撑框架的水平梁下方均设有端部撑梁，在两个所述端部撑梁之间设有可收放的遮阳网。所述遮阳网上面设有用于防止该遮阳网上漂的压幕线，遮阳网的下面设有用于托起该遮阳网的托幕线，左端的所述端部撑梁上设有两个托幕线竖直换向轮，右端的所述端部撑梁上设有一个托幕线水平换向轮，在左端的刚性支撑框架上设有由减速电机驱动的驱动轴，所述驱动轴上设置有卷线套筒，所述托幕线的一端正向缠绕于卷线套筒上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮、托幕线水平换向轮、后侧的托幕线竖直换向轮，最后反向缠绕于卷线套筒上，所述遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁上，右端设有刚性撑展杆件，所述刚性撑展杆件通过连接件连接在托幕线上，当所述减速电机往复转动时，卷线套筒同时收、放反向缠绕在其上的托幕线的两端，托幕线绕托幕线水平换向轮往复运动，从而带动遮阳网在托幕线和压幕线之间往复移动，以实现遮阳网的收放。左右两端的所述端部撑梁中间设有由固定支架支撑的中部撑梁，所述遮阳网由设置在中部撑梁左右两侧的结构对称的左遮阳网和右遮阳网构成，所述左遮阳网包括：设置在左遮阳网上面的用于防止该左遮阳网上漂的压幕线，设置在左遮阳网下面的用于托起该左遮阳网的托幕线，左端的所述端部撑梁上设有两个托幕线竖直换向轮，中部撑梁上设有托幕线水平换向轮，在左端的刚性支撑框架上设有由减速电机驱动的驱动轴，所述驱动轴上设置有卷线套筒，所述托幕线的一端正向缠绕于卷线套筒上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮、托幕线水平换向轮、后侧的托幕线竖直换向轮，最后反向缠绕于卷线套筒上，所述左遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁上，右端设有刚性撑展杆件，所述刚性撑展杆件通过连接件连接在托幕线上，当所述减速电机往复转动时，卷线套筒同时收、放反向缠绕在其上的托幕线的两端，托幕线绕托幕线水平换向轮往复运动，从而带动左遮阳网在托幕线和压幕线之间往复移动，以实现左遮阳网的收放。所述支架单元有三个，固定支架前后两侧均设有纵向稳定拉索，各支架单元左右两端的端部撑梁均为一体结构，各左遮阳网连接为一整网，各右遮阳网连接为一整网。各所述斜拉索、纵向稳定拉索、第一横向承重拉索、第二横向承重拉索和横向稳定拉索均设有各自的长度调节装置，斜拉索、纵向稳定拉索固定在各自相应的地基上，所述长度调节装置为花篮螺栓；利用三角形刚性悬挂撑件使横向稳定拉索形成呈曲率向下的拱形。与现有技术相比本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，多个光伏组件通过连接件并排固定在所述第一、第二横向承重拉索上面，横向稳定拉索位于第一、第二横向承重拉索的正中间下方，多个所述三角形刚性悬挂撑件的三个角分别固定在第一横向承重拉索、第二横向承重拉索和横向稳定拉索上、且各三角形刚性悬挂撑件均与水平面垂直，这种结构，当大风形成正压时，绷紧的第一、第二横向承重拉索，能够有效阻止风压将光伏组件向下推移，当大风形成负压时，绷紧的横向稳定拉索通过三角形刚性悬挂撑件能够有效阻止风压将光伏组件向上推移，提高了柔性光伏支架在风荷载特别是负风压作用下抵抗风力的能力，降低光伏组件因产生较大的机构性位移而损坏的风险，可适用于地形复杂、跨度大的茶园，大幅提高了阳光资源和土地资源的利用率，由于跨度大，光伏组件下也有利于农机作业，且结构简单，安装方便；左右两端的刚性支撑框架的水平梁下方均设有端部撑梁，在两个所述端部撑梁之间设有可收放的遮阳网，遮阳网的设置，可以弥补光伏组件遮挡不住阳光的区域，为茶树提供更加适宜的遮光效果，提高茶叶的品质和产量。进一步的有益效果是：所述压幕线、托幕线（兼做牵引遮阳网的作用）的设置，具有稳定和引导遮阳网移动的效果，防止风将遮阳网吹起，构造简单，安装方便，成本较低，可适用于地形复杂和需要大跨度的光伏茶园遮阳。三角形刚性悬挂撑件的设置，同样也为该遮阳网结构提供了框架的刚性支撑。再进一步的有益效果是：所述支架单元有三个，固定支架前后两侧均设有纵向稳定拉索，各支架单元左右两端的端部撑梁均为一体结构，各左遮阳网连接为一整网，各右遮阳网连接为一整网，这种结构，遮阳网弥补了相邻两排光伏组件之间间隔区域遮挡不住阳光的缺陷，通过遮阳网的收放，能够为茶树提供了更加适宜的遮光效果，提高茶叶的品质和产量，三个支架单元一组，遮阳网的中部和两侧均有压幕线和托幕线，这种整体结构的遮阳网，更稳定，更抗风；各支架单元左右两端的端部撑梁均为一体结构，使得刚性支撑框架更加牢固稳定。附图说明图1是本发明的结构示意图，为了清楚显示光伏组件、遮阳网下面的结构，图中光伏组件和遮阳网只给出了部分示意结构；图2是本发明优选方案的结构示意图；图3是图2的A-A向剖切结构示意图；图4是图2的B-B向剖切结构示意图；图5是图2的立体结构示意图。具体实施方式为了使本发明的技术方案更加清晰，以下结合附图1至4，对本发明进行详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明的保护范围。本发明是一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，包括至少一个支架单元，所述支架单元包括两个分设于左右两端的刚性支撑框架1，所述刚性支撑框架1的顶端设有斜梁1-1，该斜梁1-1与水平面的夹角为A，斜梁的下方设有水平梁1-2，相互平行的第一、第二横向承重拉索3、4连接于两所述斜梁1-1之间，多个光伏组件8通过连接件并排固定在所述第一、第二横向承重拉索3、4上面，在左端的刚性支撑框架1的左侧设有左侧斜拉索7，在右端刚性支撑框架1的右侧设有右侧斜拉索7，在两所述水平梁1-2之间连接有横向稳定拉索5，所述横向稳定拉索5位于第一、第二横向承重拉索3、4的正中间下方，还包括多个三角形刚性悬挂撑件6，各所述三角形刚性悬挂撑件6的三个角分别固定在第一横向承重拉索3、第二横向承重拉索4和横向稳定拉索5上、且各三角形刚性悬挂撑件6均与水平面垂直，左右两端的刚性支撑框架1的水平梁1-2下方均设有端部撑梁10-1，在两个所述端部撑梁10-1之间设有可收放的遮阳网18。作为优选，所述遮阳网18上面设有用于防止该遮阳网18上漂的压幕线20，遮阳网18的下面设有用于托起该遮阳网18的托幕线21，左端的所述端部撑梁10-1上设有两个托幕线竖直换向轮12，右端的所述端部撑梁10-1上设有一个托幕线水平换向轮19，在左端的刚性支撑框架1上设有由减速电机15驱动的驱动轴16，所述驱动轴16上设置有卷线套筒17，所述托幕线21的一端正向缠绕于卷线套筒17上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮12、托幕线水平换向轮19、后侧的托幕线竖直换向轮12，最后反向缠绕于卷线套筒17上，所述遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁10-1上，右端设有刚性撑展杆件22，所述刚性撑展杆件22通过连接件14连接在托幕线21上，当所述减速电机15往复转动时，卷线套筒17同时收、放反向缠绕在其上的托幕线21的两端，托幕线21绕托幕线水平换向轮19往复运动，从而带动遮阳网18在托幕线21和压幕线20之间往复移动，以实现遮阳网18的收放。当茶园跨度很大时，左右两端的所述端部撑梁10-1中间可以设有由固定支架11支撑的中部撑梁10，所述遮阳网18由设置在中部撑梁10左右两侧的结构对称的左遮阳网18和右遮阳网构成，所述左遮阳网18包括：设置在左遮阳网18上面的用于防止该左遮阳网18上漂的压幕线20，设置在左遮阳网18下面的用于托起该左遮阳网18的托幕线21，左端的所述端部撑梁10-1上设有两个托幕线竖直换向轮12，中部撑梁10上设有托幕线水平换向轮19，在左端的刚性支撑框架1上设有由减速电机15驱动的驱动轴16，所述驱动轴16上设置有卷线套筒17，所述托幕线21的一端正向缠绕于卷线套筒17上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮12、托幕线水平换向轮19、后侧的托幕线竖直换向轮12，最后反向缠绕于卷线套筒17上，所述左遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁10-1上，右端设有刚性撑展杆件22，所述刚性撑展杆件22通过连接件14连接在托幕线21上，当所述减速电机15往复转动时，卷线套筒17同时收、放反向缠绕在其上的托幕线21的两端，托幕线21绕托幕线水平换向轮19往复运动，从而带动左遮阳网18在托幕线21和压幕线20之间往复移动，以实现左遮阳网18的收放。与左遮阳网18左右对称的右遮阳网的结构，不再赘述。设置固定支架11支撑和中部撑梁10，是为了提高大跨度结构的稳定性，该结构与第一种技术方案相比，除设置“固定支架11支撑和中部撑梁10”外，其它结构均可以相互适用。一组茶园遮阳系统可以包含三个所述的支架单元，各支架单元左右两端的端部撑梁10-1均为一体结构，各左遮阳网连接为一整网，各右遮阳网连接为一整网，所述固定支架11上设有纵向稳定拉索9，该纵向稳定拉索9穿过相应的三角形刚性悬挂撑件6下面的两条边参见图5。一个茶园内可以设置多组茶园遮阳系统即基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统。各所述斜拉索7、纵向稳定拉索9、第一横向承重拉索3、第二横向承重拉索4和横向稳定拉索5均设有各自的长度调节装置，斜拉索7、纵向稳定拉索9固定在各自相应的地基2上，所述长度调节装置为花篮螺栓；利用三角形刚性悬挂撑件6使横向稳定拉索5形成呈曲率向下的拱形。利用所述长度调节装置，各拉索施加预张力，增强整体结构刚度和形状稳定性，通过三角形刚性悬挂撑件6使横向稳定拉索5形成曲率向下的拱形。关于采用所述三角形刚性悬挂撑件6的技术方案，本发明与申请号为201910301758.1的发明专利申请《一种预应力双层悬索光伏支架》基本相同，不再展开赘述。该结构能够有效提高柔性光伏支架在风荷载特别是负风压作用下抵抗风力的能力，降低光伏组件因产生较大的机构性位移而损坏的风险；其结构构造简单，安装方便，适用于跨度较大、地形复杂的茶园，不影响农机作业。

权利要求：1.一种基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，包括至少一个支架单元，所述支架单元包括两个分设于左右两端的刚性支撑框架（1），所述刚性支撑框架（1）的顶端设有斜梁（1-1），该斜梁（1-1）与水平面的夹角为A，斜梁的下方设有水平梁（1-2），相互平行的第一、第二横向承重拉索（3、4）连接于两所述斜梁（1-1）之间，多个光伏组件（8）通过连接件并排固定在所述第一、第二横向承重拉索（3、4）上面，在左端的刚性支撑框架（1）的左侧设有左侧斜拉索（7），在右端刚性支撑框架（1）的右侧设有右侧斜拉索（7），在两所述水平梁（1-2）之间连接有横向稳定拉索（5），所述横向稳定拉索（5）位于第一、第二横向承重拉索（3、4）的正中间下方，还包括多个三角形刚性悬挂撑件（6），各所述三角形刚性悬挂撑件（6）的三个角分别固定在第一横向承重拉索（3）、第二横向承重拉索（4）和横向稳定拉索（5）上、且各三角形刚性悬挂撑件（6）均与水平面垂直，其特征在于：左右两端的刚性支撑框架（1）的水平梁（1-2）下方均设有端部撑梁（10-1），在两个所述端部撑梁（10-1）之间设有可收放的遮阳网（18）。2.根据权利要求1所述的基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，其特征在于：所述遮阳网（18）上面设有用于防止该遮阳网（18）上漂的压幕线（20），遮阳网（18）的下面设有用于托起该遮阳网（18）的托幕线（21），左端的所述端部撑梁（10-1）上设有两个托幕线竖直换向轮（12），右端的所述端部撑梁（10-1）上设有一个托幕线水平换向轮（19），在左端的刚性支撑框架（1）上设有由减速电机（15）驱动的驱动轴（16），所述驱动轴（16）上设置有卷线套筒（17），所述托幕线（21）的一端正向缠绕于卷线套筒（17）上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮（12）、托幕线水平换向轮（19）、后侧的托幕线竖直换向轮（12），最后反向缠绕于卷线套筒（17）上，所述遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁（10-1）上，右端设有刚性撑展杆件（22），所述刚性撑展杆件（22）通过连接件（14）连接在托幕线（21）上，当所述减速电机（15）往复转动时，卷线套筒（17）同时收、放反向缠绕在其上的托幕线（21）的两端，托幕线（21）绕托幕线水平换向轮（19）往复运动，从而带动遮阳网（18）在托幕线（21）和压幕线（20）之间往复移动，以实现遮阳网（18）的收放。3.根据权利要求1所述的基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，其特征在于：左右两端的所述端部撑梁（10-1）中间设有由固定支架（11）支撑的中部撑梁（10），所述遮阳网（18）由设置在中部撑梁（10）左右两侧的结构对称的左遮阳网（18）和右遮阳网构成，所述左遮阳网（18）包括：设置在左遮阳网（18）上面的用于防止该左遮阳网（18）上漂的压幕线（20），设置在左遮阳网（18）下面的用于托起该左遮阳网（18）的托幕线（21），左端的所述端部撑梁（10-1）上设有两个托幕线竖直换向轮（12），中部撑梁（10）上设有托幕线水平换向轮（19），在左端的刚性支撑框架（1）上设有由减速电机（15）驱动的驱动轴（16），所述驱动轴（16）上设置有卷线套筒（17），所述托幕线（21）的一端正向缠绕于卷线套筒（17）上，然后依次绕过前侧的托幕线竖直换向轮（12）、托幕线水平换向轮（19）、后侧的托幕线竖直换向轮（12），最后反向缠绕于卷线套筒（17）上，所述左遮阳网左端固定连接在左端的端部撑梁（10-1）上，右端设有刚性撑展杆件（22），所述刚性撑展杆件（22）通过连接件（14）连接在托幕线（21）上，当所述减速电机（15）往复转动时，卷线套筒（17）同时收、放反向缠绕在其上的托幕线（21）的两端，托幕线（21）绕托幕线水平换向轮（19）往复运动，从而带动左遮阳网（18）在托幕线（21）和压幕线（20）之间往复移动，以实现左遮阳网（18）的收放。4.根据权利要求3所述的基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，其特征在于：所述支架单元有三个，固定支架（11）前后两侧均设有纵向稳定拉索（9），各支架单元左右两端的端部撑梁（10-1）均为一体结构，各左遮阳网连接为一整网，各右遮阳网连接为一整网。5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的基于柔性光伏支架的茶园遮阳系统，其特征在于：各所述斜拉索（7）、纵向稳定拉索（9）、第一横向承重拉索（3）、第二横向承重拉索（4）和横向稳定拉索（5）均设有各自的长度调节装置，斜拉索（7）、纵向稳定拉索（9）固定在各自相应的地基（2）上，所述长度调节装置为花篮螺栓；利用三角形刚性悬挂撑件（6）使横向稳定拉索（5）形成呈曲率向下的拱形。

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