專利名稱：一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機，屬于新能源應用技術領 域。
背景技術：
目前，在全世界的水稻田里進行插秧作業的插秧機全部靠柴油機或汽油機提供動 力，柴油機或汽油機在工作時大量排放的二氧化碳和有害氣體污染了農村的生態環境，加 劇了全球變暖，引起了氣候變化。自光伏產業在中國大地誕生并崛起以來，進入2010年，由于保護地球上生態環境 和應對氣候變化的迫切需要，光伏產業作為新興產業開始迅速擴張，中國的光伏安裝量快 速增長，光伏應用的技術領域不斷拓寬。按照國家發改委編制的“可再生能源中長期發展規 劃”，到2020年我國光伏發電總容量220萬KW。同時，人類對太陽能電池的科學研究水平進一步提高，太陽能電池的光電轉化效 率不斷提高，南京中電開始N型電池商業化量產，光電轉化效率達到24. 7%;美國的一家公 司已在菲律賓大規模生產光電轉化效率達24. 2%的太陽能電池。由于太陽能電池在發電過 程中不排放二氧化碳、二氧化硫等，所以人類采用太陽能發電越多，向空氣中排放的二氧化 碳和有害氣體就越少，地球上的自然環境就要改善一些；氣候變化問題就不會越來越嚴重。聯合國副秘書長沙祖康在北京發言“應對氣候變化的不利影響，對大多數國家而 言，包括中國，已是迫在眉睫。” 2010年夏，中國南方、東北、西北多個地方突降暴雨，引發自 然災害，截至8月11日17時甘肅省甘南州舟曲縣特大山洪地質災害共造成1117人遇難， 627人失蹤。俄羅斯遭遇千年未見的酷署，頻發火災，濃煙污染了俄羅斯首都莫斯科的城市 空氣，影響著居民的呼吸。太陽能是一次能源、太陽能對環境無害，但有很強的區域性和時間性，必須在太陽 光強度高的時候儲存太陽能，以便在沒有太陽光時進行利用，單純靠蓄電池儲存太陽能，容 量小。太陽能發電雖然不排放二氧化碳，不產生溫室效應，有利于應對氣候變化，但太陽能 發電產生的電流如何才能得到大規模的高效利用，值得研究。
發明內容
本發明的目的在于克服上述不足之處，提供一種將太陽氫新能源作為動力裝置的 插秧機。氫能是二次能源，氫能是一種極具潛力的‘能源載體’。用氫能取代化石能源。可 以提供既不會產生溫室效應，也不會造成環境污染的清潔能源。白天，大規模的太陽能發電 產生大量的電流，電流通過電解水產生大量的氫，氫既可以儲存在氫燃料容器中，也可以通 過管道輸送到城鄉用戶，供氫燃料電池發電。清華大學核能與新能源技術研究院的科學家們正在開展‘太陽氫’、‘風氫’的研 究。氫完全可以成為太陽能的載體，太陽-氫能系統無污染，不含碳原子，當用氫產生熱或電時，副產物是清潔的水。電解水又可得到氫。所以太陽-氫能是一個清潔和可循環的系 統。地球上現有的二次能源可分為‘過程性能源’和‘含能體能源’，當今世界上應用最 廣泛的‘過程性能源’是電能，最廣泛的‘含能體能源’是汽油和柴油。作為‘過程性能源’ 的電能，無法直接儲存，人類發明了能夠間接儲電的蓄電池，有關蓄電池的技術不斷進步， 用鋰離子電池取代造成環境污染的鉛酸電池，新產品磷酸鐵鋰儲能電池已經增加了儲電容 量，并且延長了使用壽命。面對太陽能發電量的迅猛增長，僅靠蓄電池輸電是不夠的。清華 大學的科學家提出將屬于含能體能源的氫能作為太陽能的載體，從而為大容量儲存太陽能 光伏發電產生的大量電流開辟了新的途徑。江蘇省是中國光伏產業大省，江蘇省人民政府決心打造‘世界太陽能光伏第一 省’，江蘇省的沿海有一千萬畝鹽堿灘涂，本項專利的發明人繆同春曾經在沿海鹽堿灘涂地 上工作過，繆同春作為發明人在2009年8月3日申請的實用新型專利‘沿海灘涂上方建高 架橋式太陽能電站的獨立發電裝置’，國家知識產權局已發給專利證書，授權公告日為2010 年6月30日；繆同春向故鄉南通市的領導匯報這一項授權專利后，中共南通市委羅一民書 記、南通市人民政府丁大衛市長極其重視，都做了親筆批示，由南通市科學技術局發函通知 了在無錫創新創業的繆同春，準備伺機實施該項專利。正好繆同春讀到清華大學毛宗強教授編寫的2010年出版的、書名叫‘無碳能源 太陽氧’的新能源圖書，將書中的太陽-氫能這一清潔和可循環的系統與自己提出的在江蘇 沿海灘涂上建設大型太陽能電站的技術方案聯系到一起，確認清華大學毛宗強教授研究的 無碳能源-太陽氫新系統可以解決江蘇沿海灘涂進行大規模的太陽能發電以后，儲存并且 高效利用電能，生產氫能，并且用好氫能保護環境的現實問題。本項專利發明人繆同春抓住時機，趕緊寫信向清華大學毛宗強教授匯報了自己的 構想。毛宗強教授很快指使自己的研究生張揚給繆同春發來電子郵件，雙方先建立電子郵 件的溝通，張揚是清華大學的研究生，曾經是美國哈佛大學的研究生，從互聯網上可以看到 張揚的帥哥形象。在江蘇沿海鹽堿灘涂上大搞太陽能發電，將電能用于電解水生產氫，大量制取氫 能，江蘇產的‘太陽_氫能’將能完全滿足全省萬臺機動插秧機的能源需求，農民駕駛插秧 機進行作業，將無需購置柴油或汽油，在插秧機的工作過程中，將不再排放一絲一毫的二氧 化碳，從而將我們的家鄉江蘇省農村的生態環境保護好。繆同春盼望這一天的早日到來，今 年已經71歲的、身為中國農業機械學會能源動力學會理事的繆同春也就盡了一份責任。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的太陽光照射安裝在支撐架2上的太陽能電池1產生電流，電流通過導電線3輸入 電解水制氫效率達到70-90%的電解水制氫裝置4中產生氫氣，氫氣通過輸氫管道5輸入 氫燃料容器制造車間6，將氫氣制造成燃料儲存在一只又一只氫燃料容器7內；接著將氫燃 料容器7運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機17的底盤上，從氫燃料容器7輸出的氫燃料 通過氫燃料輸送管18輸入氫燃料電池9，氫燃料在氫燃料電池9內通過電化學反應直接將 氫燃料的化學能高效地轉化為電能，氫燃料電池就是氫發電裝置；發出的電流進入電動機 10，在電動機10內將電能轉換成機械能，計算機控制裝置14控制機械能通過機械傳動裝置 13用于驅動水田輪11和插秧爪12按照程序轉動，進行運送、抓 、栽插水稻秧苗的作業；按照插秧爪12的向左或向右的移動順序，從秧苗箱15內抓取秧苗；插秧機左、右兩側各一 只水田輪11和導向尾輪20共同支撐插秧機的重量和進行插秧機的前進、后退、左轉彎、右 轉彎運動，駕駛員坐在駕駛座椅19上，通過手動操縱裝置16和腳踏操縱裝置8操縱插秧機 各組成部件的的運動，進行高質量、無污染的插秧作業。電解水制氫裝置4是太陽能電解水制氫裝置，電_氫的轉化效率達到70-90%，一 年制氫量在1噸-10000噸。氫燃料電池9包括低溫燃料電池和高溫燃料電池兩大類；常見的低溫燃料電池 有1.質子交換膜燃料電池，2.磷酸燃料電池，3.堿性燃料電池；高溫燃料電池有1.固體 氧化物燃料電池(SOFC)，2.熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)。
圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面本發明將結合附圖中的實施例作進一步描述本發明涉及一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機，屬于新能源應用技術領 域。太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入電解水制氫裝置產生氫氣，氫氣 通過輸氫管道輸入氫燃料容器制造車間，將制造出的氫燃料容器移裝在“太陽氫燃料電池 插秧機”的底盤上，從氫燃料容器里輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池，在氫 燃料電池內通過電化學反應高效釋放出電能，電流進入電動機、將電能轉換成機械能，計算 機控制裝置控制機械能通過機械傳動裝置驅動插秧爪、水田輪的轉動，完成運送、抓取、栽 插水稻秧苗的作業。插秧機的駕駛員坐在駕駛座椅上，通過手動操縱裝置和腳踏操縱裝置 操縱插秧機的運動、進行高質量、無污染的插秧作業。本發明的目的是開發清潔能源，保護生態環境，保證糧食安全。本項專利的發明人 曾經在原石油工業部、江蘇油田、南京煉油廠工作過七年，開發和使用石油和煤炭促進了經 濟發展，也帶來了環境問題。地球上過去65萬年，自然因素僅使大氣中的二氧化碳含量從 180PPM增加到2005年的300PPM，然而近幾年，二氧化碳濃度迅速增加，全球在2030年使二 氧化碳濃度穩定在445-535PPM的任務十分艱巨，二氧化碳濃度的增加使全球平均氣溫升 高、海平面上升，干旱、洪澇、暴雨、泥石流、高溫、低溫多種災害頻發，人類喜愛的春季、秋季 縮短了 ；對人類有害的酷熱、嚴寒時間延長了。農業生產特別是糧食生產受到了威脅，糧食 產量的減少，糧食價格的上漲，將來會造成大批的環境難民。所以，努力發展可再生能源，擴 大太陽能、風能等可再生能源的應用范圍，已經刻不容緩。現舉出實施例如下實施例一太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入電解水制氫能力一年制氫 量8000噸、電-氫的轉化效率達到80%的電解水制氫裝置中產生氫氣，氫氣通過輸氫管 道輸入氫燃料容器制造車間，將氫燃料分別儲存在一只又一只氫燃料容器內；接著將氫燃 料容器運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機的底盤上，從氫燃料容器輸出的氫燃料通過氫 燃料輸送管輸入質子交換膜氫燃料電池，氫燃料在質子交換膜氫燃料電池內通過電化學反應直接將氫燃料的化學能高效地轉化為電能，質子交換膜氫燃料電池就是氫發電裝置；發 出的電流進入電動機，在電動機內將電能轉換成機械能，計算機控制裝置控制機械能通過 機械傳動裝置用于驅動水田輪和插秧爪按照程序轉動，進行運送、抓取、栽插水稻秧苗的作 業。實施例二 太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入電解水制氫能力一年制氫 量6000噸、電-氫的轉化效率達到85%的電解水制氫裝置中產生氫氣，氫氣通過輸氫管道 輸入氫燃料容器制造車間，將氫燃料分別儲存在一只又一只氫燃料容器內；接著將氫燃料 容器運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機的底盤上，從氫燃料容器輸出的氫燃料通過氫燃 料輸送管輸入磷酸氫燃料電池，氫燃料在磷酸氫燃料電池內通過電化學反應直接將氫燃料 的化學能高效地轉化為電能，磷酸氫燃料電池就是氫發電裝置；發出的電流進入電動機，在 電動機內將電能轉換成機械能，計算機控制裝置控制機械能通過機械傳動裝置用于驅動水 田輪和插秧爪按照程序轉動，進行運送、抓取、栽插水稻秧苗的作業。
權利要求
一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機，其特征是，太陽光照射安裝在支撐架(2)上的太陽能電池(1)產生電流，電流通過導電線(3)輸入電解水制氫效率達到70 90％的電解水制氫裝置(4)中產生氫氣，氫氣通過輸氫管道(5)輸入氫燃料容器制造車間(6)，將氫氣制造成燃料儲存在一只又一只氫燃料容器(7)內；接著將氫燃料容器(7)運送、移裝在太陽氫燃料電池插秧機(17)的底盤上，從氫燃料容器(7)輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管(18)輸入氫燃料電池(9)，氫燃料在氫燃料電池(9)內通過電化學反應直接將氫燃料的化學能高效地轉化為電能，氫燃料電池就是氫發電裝置；發出的電流進入電動機(10)，在電動機(10)內將電能轉換成機械能，計算機控制裝置(14)控制機械能通過機械傳動裝置(13)用于驅動水田輪(11)和插秧爪(12)按照程序轉動，進行運送、抓取、栽插水稻秧苗的作業；按照插秧爪(12)的向左或向右的移動順序，從秧苗箱(15)內抓取秧苗；插秧機左、右兩側各一只水田輪(11)和導向尾輪(20)共同支撐插秧機的重量和進行插秧機的前進、后退、左轉彎、右轉彎運動，駕駛員坐在駕駛座椅(19)上，通過手動操縱裝置(16)和腳踏操縱裝置(8)操縱插秧機各組成部件的的運動，進行高質量、無污染的插秧作業。
2.根據權利要求1所述的一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機，其特征是，所 述的電解水制氫裝置(4)是太陽能電解水制氫裝置，電-氫的轉化效率達到70-90%，一年 制氫量在1噸-10000噸。
3.根據權利要求1所述的一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機，其特征是，所 述的氫燃料電池(9)包括低溫燃料電池和高溫燃料電池兩大類；常見的低溫燃料電池有 1.質子交換膜燃料電池，2.磷酸燃料電池，3.堿性燃料電池；高溫燃料電池有1.固體氧 化物燃料電池(SOFC)，2.熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)。
全文摘要
本發明涉及一種將太陽氫新能源作為動力裝置的插秧機，屬于新能源應用技術領域。太陽光照射太陽能電池產生電流，電流通過導電線輸入電解水制氫裝置產生氫氣，氫氣通過輸氫管道輸入氫燃料容器制造車間，將制造出的氫燃料容器移裝在“太陽氫燃料電池插秧機”的底盤上，從氫燃料容器里輸出的氫燃料通過氫燃料輸送管輸入氫燃料電池，在氫燃料電池內通過電化學反應高效釋放出電能，電流進入電動機、將電能轉換成機械能，計算機控制裝置控制機械能通過機械傳動裝置驅動插秧爪、水田輪的轉動，完成運送、抓取、栽插水稻秧苗的作業。插秧機的駕駛員坐在駕駛座椅上，通過手動操縱裝置和腳踏操縱裝置操縱插秧機的運動、進行高質量、無污染的插秧作業。
文檔編號A01C11/02GK101946579SQ201010255700
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月14日 優先權日2010年8月14日
發明者繆同春 申請人:無錫同春新能源科技有限公司