CN101790945A

CN101790945A - 农用太阳能照射装置

Info

Publication number: CN101790945A
Application number: CN200910227707A
Authority: CN
Inventors: 翟萍; 曹国华; 翟震; 张晓黎; 赵亮
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2010-08-04

Abstract

本发明涉及一种农用太阳能照射装置。其包括太阳能电池板单元、发光器件、光敏器件、充放电控制器和蓄电池/蓄电池组、支撑架及安装支撑架的固定脚；所述太阳能电池板单元、发光器件、蓄电池/蓄电池组、光敏器件及充放电控制器分别安装在支撑架中的对应位置上；所述充放电控制器控制着太阳能电池板单元对蓄电池/蓄电池组充电，并根据光敏器件发出的信号，控制蓄电池/蓄电池组对发光器件供电的通断。本发明能将太阳能转化光肥，延长植物受光照的时间，促进作物生长，提高产量，增加农民收入；使用本发明能减少农药和化肥的使用量，降低有害残留物，还能减少环境污染；本发明投资少(一次性投资)，安装使用方便，可长期使用，生产、使用维护成本低。

Description

农用太阳能照射装置

技术领域

本发明涉一种光照装置，具体涉及一种农用太阳能照射装置。

背景技术

随着现代科学技术的发展，在农业上，除了传统的氮、磷、钾肥外，经过长期研究，发现电、声、光、风、磁等物理现象，经过巧妙利用，也可促进农作物的生长。因此，继有机肥料(粪肥、植物肥)和无机肥料(化肥)之后，物理肥料作为第三类肥料在农业生产的应用中已愈来愈受到各国植物生理学家的密切关注和高度重视。常规的化学肥料不但在生产时需要耗费大量的能源和原材料，而且使用后易引发一系列的环境问题。而“光肥”是取之不尽，用之不竭的、清洁、环保、经济、高效的新型肥料，符合生态农业的低耗、高效、安全、无污染等条件，并能使粮食增产。“光肥”的推广应用将有利于防治和缓解我国由于长期、大量、超标使用化肥和农药在成大气污染和中国75％的湖泊及地下水的污染，以及化肥和农药造成的农产品质量的下降，食品生产不安全等人类生存的问题。“光肥”的推广有可能大大减少我国化肥的施用量，同样达到原增产效果，这样不但利于环保，还节省大量石油、天然气、煤炭等不可再生资源。

当前，尚未见有低成本的“光肥”转化装置或生产设备，严重制约着“光肥”的推广使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可利用光能制造“光肥”的农用太阳能照射装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种农用太阳能照射装置，包括，

至少一个/组太阳能电池板单元；

至少一只/组发光器件；

感知环境光照强度的光敏器件，例如，可根据情况选用NDL3200、NDL5800C、PS-T1、PS-T2、PS-55等类型的任意一种；

充放电控制器和蓄电池/蓄电池组；

支撑架及安装支撑架的固定脚；

所述太阳能电池板单元、发光器件、蓄电池/蓄电池组、光敏器件及充放电控制器分别安装在支撑架中的对应位置上；所述充放电控制器分别通过电缆线或信号线与发光器件、太阳能电池板单元、蓄电池/蓄电池组、光敏器件相连，该充放电控制器控制着太阳能电池板单元对蓄电池充电，并根据光敏器件发出的信号，控制蓄电池对发光器件供电的通断。

所述发光器件为白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯(HID)、发光二极管(LED)中的任意一种。

所述支撑架为类伞架；所述太阳能电池板单元安装在其分支肋骨的远伞架主轴端；所述发光器件设置在太阳能电池板单元下方；所述光敏器件、充放电控制器和蓄电池/蓄电池组安装在类伞架主轴的顶部。

所述类伞架展开的角度可调，以使太阳能电池接受较多的太阳光照射。

在所述类伞架主轴的顶端还设置有锥形防护罩。

在所述锥形防护罩上设置有避雷器。

所述固定脚由一端带法兰的地脚套筒、接地螺钉、固定螺栓组成，接地螺钉穿过地脚套筒法兰上螺孔接地固定，固定螺栓穿过地脚套筒的螺孔固定类伞架主轴的下端。

所述发光器件为红光、红橙光或蓝紫光发光器件。研究表明：波长390～410微米的蓝紫光可活跃叶绿体的运动，这是与蓝光能激发气孔开放有关。波长500～560微米的绿色会被叶绿体反射透射，使植物光合作用能力下降，不利于生物体的生长；波长600～700微米的红橙光，可增强叶绿素的光合作用能力，它们都能促进植物的生长。红光能提高作物的含糖量；蓝光能提高作物的蛋白质的含量。在植物生命史中对光最灵敏的时候是在傍晚时，一定波长和强度的红光大大促进了植物生长。甜瓜在红光照射下，不仅能显著提高瓜肉糖份和维生素含量，增产20％以上；红橙光和蓝紫光能提高植物的光合作用的效率，达到增产的目的。

所述发光器件为冷光源发光器件。冷光源能提供生物体所需要的多种波段的光，能明显的促进生物的发芽、生长。

所述农用太阳能照射装置还设置有与所述充放电控制器相对接的太阳能电池板单元控制系统，用于调节太阳能电池板单元接受太阳能的角度，其由太阳能电池板步进电机、与太阳能电池板在同一水平面的太阳光线传感器、实时钟控制芯片及传输线路构成。

本发明具有积极有益的效果：

1.太阳光是一种取之不尽、用之不竭的能源，本发明可方便地将太阳能转化为植物所需要的光肥，延长植物受光照的时间，促进作物生长，提高产量，增加农民收入；

2.使用本发明能大大减少农药和化肥的使用量，进而降低农产品中的有害残留物，保证农产品的安全，还能有效减少施用农药和化肥所带来的环境污染，带来可观的经济效益和环境效益；

3.本发明投资少(一次性投资)，安装使用方便(不用在农田铺设电缆等供电设备)，可长期使用，生产、使用维护成本低。

附图说明

图1为一种农用太阳能照射装置的立体结构示意图；

图2为一种农用太阳能照射装置的电路原理图；

图3为一种农用太阳能照射装置的固定脚结构示意图；

图4为一种农用太阳能照射装置的类伞架的分支肋骨和支撑杆之间的连接示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护内容不局限于下述实施例。

实施例1一种农用太阳能照射装置，参见图1、图2、图3、图4，包括三个太阳能电池板单元(每单元含一块20×30cm²太阳能电池板)1、三组红光LED灯7(工作电压是2V，工作电流是0.02～0.03A，功率＜0.1W)、感知环境光照强度的光电传感器(NDL3200)5、充放电控制器(JMDM-SC160)2和蓄电池组6、类伞架及安装类伞架的固定脚10；类伞架有三个均匀分布(相邻夹角均为120°)的长5m分支肋骨8和三个对应的支撑杆15，三个太阳能电池板单元分别安装在三个分支肋骨的远伞架主轴端，分支肋骨8与支撑杆15之间、支撑杆15与伞架主轴9之间均通过可定位的活动套筒14连接，可方便的调节类伞架的展开角度；每个太阳能电池板单元1下方设一组红光LED灯7，吊挂在分支肋骨的远伞架主轴端，类伞架的高度为9m；充放电控制器2和蓄电池组6依次安装在类伞架主轴9的顶部，在类伞架主轴9的顶端还设置有锥形防护罩3，光电传感器5可设置在锥形防护罩3的顶部，便于感知环境光强；在锥形防护罩3上设置有带接地线的避雷器4；充放电控制器2分别通过电缆线或信号线与各组LED灯7、太阳能电池板单元1、蓄电池组6、光敏器件5相连，充放电控制器2控制着太阳能电池板单元1对蓄电池6充电，并根据光敏器件5发出的信号，控制蓄电池6对LED灯供电的通断，参见图2。类伞架固定脚10由一端带法兰的地脚套筒11、接地螺钉12、固定螺栓13组成，接地螺钉12穿过地脚套筒11法兰上螺孔接地固定，固定螺栓12穿过地脚套筒11的螺孔固定类伞架主轴9的下端。

实施例2一种农用太阳能照射装置，与实施例1基本相同，不同之处在于：每个分支肋骨的远伞架主轴端安装有两块20×30cm²太阳能板；选用LED植物灯(工作电压24V，消耗功率4W)。

实施例3一种农用太阳能照射装置，与实施例1基本相同，不同之处在于：所述类伞架包括六个均匀分布的分支肋骨以及对应的六组太阳能电池板单元和六组红光LED灯。

实施例4一种农用太阳能照射装置，与实施例1基本相同，不同之处在于：所述类伞架包括四个均匀分布的分支肋骨以及对应的四组太阳能电池板单元和四组红橙光LED灯。

实施例5一种农用太阳能照射装置，与实施例1基本相同，不同之处在于：所述类伞架包括五个均匀分布的分支肋骨以及对应的五组太阳能电池板单元和五组红橙光LED灯。

实施例6一种农用太阳能照射装置，与实施例1基本相同，不同之处在于：充放电控制器的控制芯片为ATMega8；还设置有与所述充放电控制器相对接的太阳能电池板单元控制系统，用于实时调节太阳能电池板单元接受太阳能的角度，使其接收到最多的太阳光，它由太阳能电池板步进电机、与太阳能电池板在同一水平面的太阳光线传感器、实时钟控制芯片DS1307(美国DALLAS公司)及传输线路构成。ATMega8芯片两线制串行接口TWI模块用于与DS1307接口，PWM口用于太阳能电池板步进电机的转动控制，10位的A/D接口用于太阳光线传感器及与上位机的通信接口。太阳光线传感器与太阳能电池板在同一平面，主要用于太阳光线的跟踪，由太阳光线传感器可以得到太阳能电池板与太阳光线人射角间的关系。根据这两者间的差距，采用一种模糊控制算法来驱动太阳能电池板步进电机，可以使太阳能电池板与太阳光线的角度控制在最佳范围内。

Claims

1.一种农用太阳能照射装置，其特征在于，包括：

至少一个/组太阳能电池板单元；

至少一只/组发光器件；

感知环境光照强度的光敏器件；

充放电控制器和蓄电池/蓄电池组；

支撑架及安装支撑架的固定脚；

所述太阳能电池板单元、发光器件、蓄电池/蓄电池组、光敏器件及充放电控制器分别安装在支撑架中的对应位置上；所述充放电控制器分别通过电缆线或信号线与发光器件、太阳能电池板单元、蓄电池/蓄电池组、光敏器件相连，该充放电控制器控制着太阳能电池板单元对蓄电池/蓄电池组充电，并根据光敏器件发出的信号，控制蓄电池/蓄电池组对发光器件供电的通断。

2.根据权利要求1所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述发光器件为白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯、发光二极管中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述支撑架为类伞架；所述太阳能电池板单元安装在其分支肋骨的远伞架主轴端；所述发光器件设置在太阳能电池板单元下方；所述光敏器件、充放电控制器和蓄电池/蓄电池组安装在类伞架主轴的顶部。

4.根据权利要求3所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述类伞架展开的角度可调。

5.根据权利要求4所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，在所述类伞架主轴的顶端还设置有锥形防护罩。

6.根据权利要求5所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，在所述锥形防护罩上设置有避雷器。

7.根据权利要求6所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述固定脚由一端带法兰的地脚套筒、接地螺钉、固定螺栓组成，接地螺钉穿过地脚套筒法兰上螺孔接地固定，固定螺栓穿过地脚套筒的螺孔固定类伞架主轴的下端。

8.根据权利要求7所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述发光器件为红光、红橙光或蓝紫光发光器件。

9.根据权利要求8所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述发光器件为冷光源发光器件。

10.根据权利要求9所述的农用太阳能照射装置，其特征在于，所述农用太阳能照射装置还设置有与所述充放电控制器相对接的太阳能电池板单元控制系统，用于调节太阳能电池板单元接受太阳能的角度，其由太阳能电池板步进电机、与太阳能电池板在同一水平面的太阳光线传感器、实时钟控制芯片及传输线路构成。