专利名称：柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装 置。属于新能源农业机械'绿色'技术领域。
背景技术：
江苏省无锡市的56万亩水稻种植面积中有百分之九十的栽插面积是靠插秧 机来完成的，现有的插秧机全部加用柴油，单纯依靠化石能源供给内燃机产生 动力。2008年5月，在插秧的紧要关头，无锡市和许多地方同样发生了柴油供 应临时中断，严重影响了水稻生产。无锡市农机局在江南晚报上发表文章，首 次公开了农忙季节插秧机缺少柴油的信息，呼吁多渠道调运柴油来保证粮食生 产。发明人缪同春曾担任过中国农业机械学会能源动力学会理事，而且在水田 里亲身参加过十年拔秧、挑秧、插秧的艰苦体力劳动，参加过六年制造和推广 插秧机的工作，繆同春读到这条新闻，立即拍案而起，决心运用新能源向插秧 机提供新的动力，以切实保障粮食生产。本发明人认为太阳能电池的光电转 换效率越来越高，薄膜太阳电池的重量越来越轻，太阳能光伏发电的成本越来 越低，已经可以和柴油发电机一起向插秧机提供混合动力，在混合动力中所占 的比例可以逐步增大，从而使插秧机摆脱单纯依靠柴油供应的局面，开始进入 使用柴油发电和太阳能光伏发电相结合的阶段，最终进入完全使用清洁能源一 由太阳能光伏发电技术提供动力的新时代。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，根据世界石油资源逐日减少，世界 石油价格涨落多变，世界化石能源的开发使用严重污染自然环境并造成气候变 化的客观事实，研发利用太阳能光伏发电新技术和柴油发龟数码新技术一起提 供混合动力来驱动插秧机，减少环境污染，建设美好的新农村。
本发明的技术解决方案是这样的
一种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，采用柴油 发电系统和太阳能光伏发电系统组成供电装置向插秧机提供混合动力。柴油发 电系统包括柴油发电机7和导电线6，从柴油发电机7输出的电力通过导电线6 输入电动机8;太阳能发电系统包括太阳电池l、导电线6、控制器13、逆变 器ll、锂离子电池9;在阳光照射下，从太阳电池1输出的直流电通过导电线6
进入控制器13进行调整后，再输入逆变器11转换成交流电输入电动机8，也可 以输入锂离子电池9贮存备用。
电动机8运转时，将电能转换成机械能， 一部分机械能驱动行走轮旋转轴
10带动行走轮16向前方转动；另一部分机械能驱动插秧装置各部件的运动插
秧爪14围绕插秧爪移动轴15作圆周运动，从秧苗箱2内抓取秧苗栽插到水田
里，插秧爪移动轴15向左或向右移动，均匀供应秧苗给插秧爪14抓取；
电器护罩12保护安放在其内的控制器13和逆变器11的安全；驾驶员坐在
驾驶椅4上操纵方向盘5控制并操纵插秧机的各项运动。支撑竿3支撑太阳电 池1的重量，确保太阳电池1呈斜面安放，接受更多的阳光照射；用新材料铜 铟镓硒薄膜太阳能柔性电池可以制成面积更大的插秧机顶蓬，保护已安放在秧 苗箱2中的碧绿的秧苗免遭烈日暴晒脱水、影响栽插秧苗的成活率，同时大量接受阳光照射发出更大的电流量；铜铟镓硒薄膜太阳能电池的厚度只有1 5微 米，用沉积法生产的塑料衬底的铜铟镓硒薄膜太阳能电池可以巻曲和折叠、重
量十分轻、光电转换效率可达10 20%，使用寿命长达30 50年，十分适合用 作为插秧机的新能源。
一种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，将从电动 机8输出的0. 1%—0. 8%的电流量供给安装在秧苗箱2的后部的发光二极管17 的照明，使运送、供应秧苗到插秧机上的工作人员能及时发现漏插秧苗的事故， 及时排除故障，提高机械插秧的质量，延长插秧机在阴雨天和夜间的工作时间。
图l为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述
本发明涉及一种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装 置，属于新能源农业机械'绿色'技术领域。采用柴油发电机7输出的电流和 太阳能光伏发电产生的电流输入电动机8提供混合动力。柴油发电机7运转时 输出的电力通过金属导电线6输入电动机8;在阳光照射下，太阳能电池l方阵 产生直流电，直流电通过控制器13的调整后进入逆变器11转换成交流电，交
流电输入锂离子电池9储存备用；插秧机工作时，从锂离子电池9输出的电流
和从柴油发电机7输出的电流一起通过金属导电线6输送到电动机8，将电能转换成机械能，接着通过传动带，将机械能输送到插秧装置，通过插秧装置里各 个部件的运动来完成插秧机在水田中的行走和运送、抓取、栽插水稻秧苗的多 道工序。
柴油发电与光伏发电混合动力插秧机是纯柴油插秧机向纯太阳能光伏插秧 机的过渡产品。随着太阳能光伏发电技术的进步，由太阳能光伏发电提供的动 力所占的比例将越来越大，其发展方向是推广绿色、节能、环保的太阳能光伏 插秧机。目前主要采用五项先进技术
1. 无污染的太阳能光伏发电新技术，无锡制造的单晶硅太阳电池的光电转 换效率己达20%，多晶硅太阳电池的光电转换效率已达18%，插秧机在农田里 工作时，活动空间大，适合安装面积较大的太阳能电池板，以求接受更多的阳 光、发出更大量的电流，向插秧机提供更大的动力，独立太阳能光伏发电系统 适合安装在移动性强的插秧机上，与受到'道路交通法'限制的电动自行车互 相比较，电动自行车车座后面的架子上安装太阳能电池板的面积不能过大，面 积大了会影响电动自行车在道路上行驶时的安全，而在田间工作的插秧机上安 装面积较大的太阳能电池板，就不存在交通安全问题，何况随着技术的进步， 硅基太阳电池的光电转换效率还在不断提高，因此，人类实现太阳能光伏插秧 机要比实现太阳能光伏电动自行车要容易一些。
2. 近年来，薄膜太阳能电池的技术进步很快， 一种光电转换效率达到18%、 使用寿命长达30 50年，对环境无污染的铜铟镓硒薄膜太阳能电池已问世(据
与本项专利发明人合作的美国留学生提供的信息，在美国的实验室里，铜铟镓 硒薄膜太阳能电池的光电转换效率已经超过20%，将来可以达到50%)，其重 量只有硅太阳电池的六分之一，沉积在塑料衬底上的铜铟镓硒太阳电池可以巻曲，便于展开或收縮，十分适合制作成插秧机的遮阳顶蓬，既能大面积接受阳 光的照射，又能保护放置在插秧机上的秧苗和驾驶员免遭烈日的暴晒，真正做 到化害为利。采用轻巧的薄膜太阳能电池向插秧机提供越来越强大的动力己不 是遥远的事。
3. 采用数码技术的柴油发电机进步很快，其结构更加合理，体积更加縮小， 体形更加紧凑，动力更加强大，无锡开普动力有限公司生产的节能减排的数码 柴油机远销欧美、日本和世界各地，十分适合安装在插秧机上。
4. 锂离子电池的充放电次数和对工作环境的要求适合安装在插秧机上。锂 离子电池中不含有铅、镉等有毒金属，有利于环境保护，是一种绿色电池。特 别是可充放电500次以上的锂二次电池的工作环境充电0-C到45。C，放电
-10 i:到60 °C，电力可以储存30天。插秧机在田野上工作，机械散热条件比 较好，锂离子电池9在许可的温度范围以内工作，不会缩短使用寿命。
5. 安装在秧苗箱2的后面的发光二极管照明时节电70—80%，能耗相当少， 只需耗用电动机8输出的电力的0. 1%—0. 8%，就能照亮插秧装置后半部的插 秧实际效果和刚插入水田的秧苗分布和扦插实况。
由于太阳能电池的种类、形状和功能不完全相同，对太阳电池1安装在插 秧机上的部位和方式有不同的要求，举出实施例如下 实施例一
由于中国的水稻产区位于北半球的中纬度，为了能接受更多的阳光照射太 阳电池1的电池板平面，无锡地区安装在插秧机上的硅太阳电池1的平面与地
平面之间的夹角以70度为合适的安装角度，可以较多的接收到靠太阳电池1发 电驱动插秧机工作所需要的更多的阳光照射量，在插秧机休息时，插秧机要朝南方停放，结合由数码柴油发电机提供的电力一起来满足插秧机的动力需求。 让插秧机上的太阳电池1在更长的时间里接受更大的阳光照射量，太阳电池1 发出并在锂离子电池9中储存更大量的电力。 实施例二-
由于在机动插秧机上安装顶蓬既可以保护秧苗和插秧机操纵人员免除烈日 暴晒，也可以保护插秧机整体，包括柴油机不在烈日照射下的高温环境里工作， 真正建成人机和谐、工作舒适的现代化插秧机，可以在插秧机的顶部设置并安 装面积比插秧机停放时占地面积大2 3倍的遮阳顶蓬，设计可以折叠的插秧机 顶蓬在其上面安装巻帘式薄膜太阳电池顶蓬，其展开的面积也可以大于插秧机
占地面积的4 8倍，以提供更大量的光伏电力来供应插秧机工作。在顶蓬上安 装铜铟镓硒薄膜太阳能电池或价格较低的非晶硅薄膜太阳能电池，无论插秧机 在行走时还是停放时，都可以大量接受太阳光的强烈辐射，太阳电池1发出并 由锂离子电池9储存大量的电力结合由数码柴油发电机提供的电力一起来供应 插秧机的工作需要。2009年5月荣获江苏省首届民间发明创新奖的七十岁的本 专利发明人繆同春和他本人创办的、作为本专利申请人的'无锡市新区梅村镇 同春太阳能光伏农业种植园，的全体员工高兴的看到，由于人类的努力，己可 以在每一台插秧机的顶部安装一座轻巧的、绿色的、能提供可再生能源的采用 先进技术的薄膜太阳能电池组件构成的'可移动发电厂'来和传统能源柴油发 电一起源源不断地向插秧机输送绿色能源。在中国农村和世界农村将会出现成 群的安装有美丽的顶蓬的插秧机往返穿梭在水田里留下一幅又一幅栽插整齐的 碧绿秧苗进行光合作用，为人类的生存和发展生产大量的、宝贵的粮食。
权利要求
1、一种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，其特征是，采用柴油发电系统和太阳能光伏发电系统组成供电装置向插秧机提供混合动力；柴油发电系统包括柴油发电机(7)和导电线(6)，从柴油发电机(7)输出的电力通过导电线(6)输入电动机(8)；太阳能光伏发电系统包括太阳电池(1)、导电线(6)、控制器(13)、逆变器(11)、锂离子电池(9)；在阳光照射下，从太阳电池(1)输出的直流电通过导电线(6)进入控制器(13)进行调整后，再输入逆变器(11)转换成交流电输入电动机(8)，也可以输入锂离子电池(9)贮存备用；电动机(8)运转时，将电能转换成机械能，一部分机械能驱动行走轮旋转轴(10)带动行走轮(16)向前方转动；另一部分机械能驱动插秧装置各部件的运动插秧爪(14)围绕插秧爪移动轴(15)作圆周运动，从秧苗箱(2)内抓取秧苗栽插到水田里，插秧爪移动轴(15)向左或向右移动，均匀供应秧苗给插秧爪(14)抓取；电器护罩(12)保护安放在其内的控制器(13)和逆变器(11)的安全；驾驶员坐在驾驶椅(4)上操纵方向盘(5)控制并操纵插秧机的各项运动；支撑竿(3)支撑太阳电池(1)的重量，确保太阳电池(1)呈斜面安放，接受更多的阳光照射；用新材料铜铟镓硒薄膜太阳能柔性电池可以制成面积更大的可以收缩、可以伸展的插秧机顶蓬，保护已安放在秧苗箱(2)中的碧绿的秧苗免遭烈日暴晒脱水、影响栽插秧苗的成活率，同时大量接受阳光照射发出更大的电流量；铜铟镓硒薄膜太阳能电池的厚度只有1～5微米、用沉积法生产的塑料衬底的铜铟镓硒薄膜太阳能电池可以卷曲和折叠、重量十分轻、光电转换效率可达10～20％，使用寿命长达30～50年，十分适合用作为插秧机的新能源。
2. —种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，其特征 是，将从电动机(8)输出0. 1%—0.8%的电流量供给安装在秧苗箱(2)的后 部的发光二极管(17)的照明，使运送、供应秧苗到插秧机上的工作人员能及 时发现漏插秧苗的事故，及时排除故障，提高机械插秧的质量，延长插秧机在 阴雨天和夜间的工作时间。
全文摘要
本发明涉及一种柴油发电与光伏发电互补应用在插秧机上的混合动力装置，属于新能源农业机械“绿色”技术领域。采用柴油发电机输出的电流和太阳能光伏发电产生的电流输入电动机提供混合动力。柴油发电机运转时输出的电力通过金属导电线输入电动机；在阳光照射下，太阳能电池方阵产生直流电，直流电通过控制器的调整后进入逆变器转换成交流电，交流电输入锂离子电池储存备用；插秧机工作时，从锂离子电池输出的电流和从柴油发电机输出的电流一起通过金属导电线输送到电动机，将电能转换成机械能，接着通过传动带，将机械能输送到插秧装置，通过插秧装置里各个部件的运动来完成插秧机在水田中的行走和运送、抓取、栽插水稻秧苗的多道工序。
文档编号F21Y101/02GK101558703SQ200910027679
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者缪同春 申请人:无锡市新区梅村镇同春太阳能光伏农业种植园